【分层作业】2.2细胞中的无机物 高中生物人教新版必修1（含答案）

第第页【分层作业】2.2细胞中的无机物高中生物人教新版必修1一、基础巩固1．水稻种子播种前需浸入水中浸种，该过程细胞中增加最多的物质是（）A．结合水 B．自由水 C．有机物 D．无机盐2．下列有关水和无机盐的叙述中，正确的是（）A．水是非极性分子使其成为细胞内良好的溶剂B．为抵御寒冬，植物体内的结合水/自由水的比例会增大C．晒干后的种子因不再含有自由水而有利于长期保存D．人体内Ca2+缺乏会引起肌肉酸痛、无力等3．英德红茶是“中国三大红茶”之一，富含茶多酚、咖啡碱、茶氨酸等特征性物质，以及钾、钙、镁、锌、锰等多种矿物质。下列有关茶叶的说法错误的是（）A．锰是一种微量元素，细胞中含量少但对生物体非常重要B．镁是叶绿素分子的组成元素，植物缺镁会影响光合作用C．新鲜茶叶细胞中的元素主要以化合物的形式存在D．新鲜茶叶细胞中无机物的含量小于有机物4．下列属于构成叶绿素的元素之一的是（）A．Fe B．Ca C．K D．Mg5．下列有关水和无机盐的叙述错误的是（）A．极性分子或离子易溶于水中 B．无机盐都是以离子形式存在C．水是生物体的重要组成成分 D．无机盐可维持血浆的酸碱平衡6．水对生命活动具有重要的作用。下列不是细胞中水所具有的作用是（）A．作为良好溶剂 B．组成细胞的结构C．为细胞提供能量 D．运输营养的介质7．水和无机盐是生物正常生命活动的必需物质。下列关于水和无机盐的叙述，错误的是（）A．生物体的含水量因生物种类不同而有所差别B．细胞的代谢强度与自由水和结合水的比值有关C．人体补充生理盐水的目的是补充Na+D．给土壤增施含镁化肥，有利于促进植物叶绿素的合成8．青少年时期需要补钙。当血钙浓度变高时，人体成骨细胞活动增强，磷酸钙合成增多，骨量增加。上述事实中Ca2+的作用是（）A．提供能量 B．维持血浆酸碱平衡C．维持血浆渗透压 D．构成细胞的重要组成成分9．“有收无收在于水，收多收少在于肥”、“上粪不浇水，庄稼噘着嘴”、“犁地深一寸，等于上层粪”。农业谚语是人民群众总结出的农业生产经验，它用简单通俗、精炼生动的话语反映出深刻的道理，是中华民族的文化瑰宝。（1）植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有。(答出2点即可)。（2）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是(答出1点即可)。（3）当土壤含水量过高时，反而不利于植物的正常生长，可能的原因有(答出两点即可)。（4）增施有机肥有利于叶绿素分子合成的主要原因是。二、能力提升10．《齐民要术》记载了“热进仓”贮麦法：将经暴晒后的小麦种子趁热进仓贮存，温度控制在46℃左右，贮藏7~10天后通风降温，该贮藏方法具有防霉、防虫的作用，且不影响种子的发芽率。下列叙述错误的是（）A．成熟的小麦种子细胞中含量最多的化合物是水B．小麦种子暴晒后结合水含量减少，有利于贮存C．种子萌发时自由水的比例增大，细胞代谢旺盛D．46℃处理时间延长，种子不易发霉但发芽率降低11．无机盐能维持生物体正常的生命活动。下面列出了若干确定无机盐X是否是植物必需的实验方案，其中正确的设计是（）①浇蒸馏水②浇只含无机盐X的培养液③浇只缺少无机盐X的“完全培养液”④浇完全培养液A．以④为实验组，①为对照组 B．以③为实验组，④为对照组C．以②为实验组，①为对照组 D．以②为实验组，④为对照组12．种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列相关叙述正确的是（）A．种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变B．种子中的水大多以自由水形式存在，自由水减少代谢水平会降低C．幼苗中的水可参与形成NADPH，不可参与形成NADHD．幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，如Fe参与叶绿素的形成13．“焦边”是由缺钾引起的植物叶片边缘出现枯黄的现象。某同学欲探究钾对植物叶片生长的影响，进行如下实验。下列叙述错误的是（）组别培养液类别培养液所含主要成分的质量浓度/（mg·L-1）KNO3CaCl2·2H2OMgSO4·7H2O（NH4）2SO4甲组完全培养液25000150250134乙组缺钾培养液0150250134A．甲乙两组应该使用生长状况相同的同种植物B．该实验不能证明镁是合成叶绿素的必需元素C．乙组实验结果可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象D．可以增加一次实验，即在缺钾培养液中再加入KNO3，观察植物叶片生长状况14．水蒸气从叶片扩散到大气的过程中，叶片表面的静止空气层对水分扩散产生的阻力，称为叶片界面层阻力。界面层的厚度主要受风速和叶片大小决定。当围绕叶片的空气稳定时，叶片表面的静止空气层较厚，从而成为水气从叶片散失时的主要阻力。此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。吊竹梅的蒸腾流量与气孔开度的关系如图所示。以下相关说法错误的是（）A．在静止空气中，气孔开度对蒸腾作用的控制能力较小B．当风速高时，气孔开度是叶片散失水分的主要调控因子C．有些植物的叶片生有茸毛，会增强植物的蒸腾作用，有利于植物对无机盐的运输D．在流动空气中，为了减少蒸腾作用，有些植物可能会调节叶片的方向与日光平行15．如图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是（）A．①和②均能够萌发形成幼苗B．③在生物体内主要以化合物的形式存在C．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式和含量不同D．点燃后产生的CO2中的C全部来自于种子中的糖类16．将某种植物的根系浸泡在KNO3、NaCl、CaCl2三种单一盐溶液中时，植物均出现生长异常甚至死亡的现象。即使盐溶液浓度较低，植物生长也异常。若将上述任意两种或三种盐类混合使用后，植物恢复生长。下列叙述错误的是（）A．大田生产时建议使用复合肥或有机肥B．上述植物生长异常不是由于盐溶液的浓度引起的C．单一盐会使细胞内的蛋白质发生变性导致植物死亡D．混合使用补充了细胞中某些重要化合物所需的离子17．在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应性变化，抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量变化的关系图。下列说法错误的是（）A．9月至12月含水量下降，主要与自由水减少有关B．气温低时自由水含量降低，可防止结冰而损伤自身细胞C．结合水增加，有利于植物度过不良环境D．自由水/结合水的比值，与植物的抗寒性呈正相关18．科学家用水培法培养甜瓜幼苗，每天K＋和Mg2+初始状态均为500mg/L，定时测定培养液中K＋和Mg2＋的剩余量，如图所示。请分析回答：（1）Mg2+是植物生存所必需的，因为，最终会影响有机物的合成。（2）该实验的自变量有。甜瓜对Mg2+的吸收量对K＋的吸收量，甜瓜对K＋和Mg2+的吸收速率差异最可能与有关。（3）实验说明，通常情况下，甜瓜对K＋和Mg2+的吸收速率在期最大，因此要注意施肥。（4）锌是植物必需的元素之一，缺锌会导致植物出现相应的锌元素缺乏症。现欲设计实验验证植物体中锌的作用不能被镍所代替。①材料准备：足量正常黄瓜幼苗、完全培养液、缺锌的完全培养液、蒸馏水、含锌溶液和含镍溶液等，可根据需要选择或补充实验材料。(注：黄瓜的完全培养液中不含有镍，且本实验浓度范围内的镍对植物无毒副作用)。②实验思路：。③预期结果：。19．当发生地震和山体塌方时，为了救出被掩埋人员，要迅速打通生命通道，向被困人员输送水和营养物。（1）被运送的牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。其中碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，铁是血红蛋白的重要成分，这说明无机盐的生理作用是；如果钙离子的含量太低，会出现肌肉抽搐现象，这说明无机盐的生理作用是。（2）俗话说，“一方水土养一方人”，饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是，属于微量元素的是。（3）水在人体内有着重要作用，水在人体细胞中存在形式有自由水和两种。自由水的生理功能有①参与化学反应；②运输营养物质和代谢废物；③为细胞提供液体环境；④。其中自由水有功能④的原因是。结合水主要是水与、等物质结合，是的重要组成部分。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】种子浸种过程中通过吸胀作用吸收水分，细胞内自由水含量显著增加，自由水增多可提高细胞代谢速率，促进萌发；结合水、有机物和无机盐在此过程中增加量均不明显，ACD错误，B正确。

故答案为：B

【分析】1、水的存在形式与功能：（1）自由水：以游离形式存在，可自由流动，参与代谢活动（如运输、溶剂、反应介质）。（2）结合水：与细胞内的蛋白质、多糖等物质结合，是细胞结构的重要组成部分，流动性差。

2、种子干燥时，结合水占比较高，代谢缓慢。浸种时，种子通过吸胀作用（利用亲水物质如蛋白质、淀粉吸水）大量吸收水分，其中大部分变为自由水。自由水含量显著升高后，细胞代谢速率增强，为种子萌发提供条件。结合水虽有所增加，但数量远不如自由水增加显著；有机物和无机盐在此阶段基本不增加（有机物消耗，无机盐吸收量很少）。2．【答案】B【解析】【解答】A、水分子是极性分子，极性分子的特性使其成为细胞内良好的溶剂，水是非极性分子的说法错误，A错误；

B、为抵御寒冬，植物体内结合水含量上升，自由水含量下降，结合水/自由水的比例会增大，抗逆性增强，B正确；

C、晒干后的种子自由水含量大幅减少，并非不再含有自由水，较低的自由水含量有利于种子长期保存，C错误；

D、人体内Ca2+过多会引起肌肉酸痛、无力，Ca2+缺乏会引起肌肉抽搐，D错误。

故答案为：B。

【分析】水是极性分子，是细胞内良好的溶剂；结合水比例越高，植物的抗逆性越强；晒干种子只是减少自由水，并非完全去除；人体内钙离子含量异常会影响肌肉功能，过多导致肌肉酸痛无力，缺乏导致肌肉抽搐。3．【答案】D【解析】【解答】A、锰属于细胞中的微量元素，在细胞中含量很少，但参与构成多种酶的结构或调节酶的活性，对维持细胞和生物体正常的生命活动具有重要作用，A正确；

B、镁是叶绿素分子的重要组成元素，叶绿素是光合作用中吸收、传递和转化光能的关键物质，植物缺镁会导致叶绿素合成受阻，光反应无法正常进行，进而影响光合作用的整体速率，B正确；

C、新鲜茶叶细胞中的化学元素，绝大多数以化合物的形式存在，包括无机化合物和有机化合物，只有少数元素以离子的形式存在，C正确；

D、新鲜植物细胞中含量最多的化合物是水，水属于无机物，无机物的总含量远高于有机物，因此新鲜茶叶细胞中无机物的含量大于有机物，D错误。

故答案为：D。

【分析】组成细胞的元素按照含量不同可分为大量元素和微量元素，微量元素在细胞中的含量极少，但对生命活动必不可少。镁元素是叶绿素的重要组成成分，直接影响植物的光合作用。细胞内的元素主要以化合物的形式存在，在细胞鲜重中，水是含量最多的化合物，无机物的含量高于有机物。4．【答案】D【解析】【解答】A、Fe是构成动物血红蛋白的重要组成元素，该元素并不参与叶绿素的合成，A错误；

B、Ca在生物体内可参与构建骨骼、牙齿，还能调节细胞的多项生理活动，不属于叶绿素的组成元素，B错误；

C、K是植物生长所需的大量元素，主要作用是调节细胞渗透压、促进植物体内有机物运输，不参与叶绿素的合成，C错误；

D、Mg是构成叶绿素的核心元素之一，植物缺少镁元素会导致叶绿素合成不足，叶片出现发黄现象，D正确。

故答案为：D。

【分析】生物体内的无机盐大多以离子形式存在，部分无机盐会参与细胞内复杂有机物的组成。叶绿素是植物进行光合作用的重要色素，镁元素是叶绿素分子必需的组成成分。5．【答案】B【解析】【解答】A、水属于极性分子，依据相似相溶的原理，极性分子或者离子都容易溶解在水中，水也是细胞内良好的溶剂，A正确；

B、生物体内的无机盐大多数以离子的形式存在，还有一部分无机盐以化合物的形式存在，例如碳酸钙参与构成骨骼和牙齿，因此无机盐并非都以离子形式存在，B错误；

C、水分为自由水和结合水，其中结合水是细胞结构的重要组成部分，属于生物体的重要组成成分，C正确；

D、血浆中的多种无机盐离子可以组成缓冲对，能够维持血浆的酸碱平衡，保障内环境稳态，D正确。

故答案为：B。

【分析】水是极性分子，可作为良好溶剂，结合水参与构成细胞结构。无机盐在生物体内主要以离子形式存在，少数以化合物形式存在，具有维持血浆酸碱平衡、调节渗透压、组成细胞结构等生理功能。6．【答案】C【解析】【解答】A、自由水作为细胞内良好的溶剂，能够溶解多种物质并参与生化反应，A正确；B、结合水是构成细胞结构的重要成分，对维持细胞形态具有重要作用，B正确；C、水分子不能直接作为能源物质为细胞供能，细胞能量主要来源于糖类、脂肪等有机物，C正确；D、自由水具有运输功能，能够协助营养物质和代谢废物的转运，D正确。故选C

【分析】7．【答案】C【解析】【解答】A、不同生物种类由于其生理结构、生活环境等因素的差异，生物体的含水量会有所不同。例如，水生生物的含水量一般比陆生生物高。所以生物体的含水量因生物种类不同而有所差别，A正确。

B、自由水是细胞内良好的溶剂，参与细胞内的许多生化反应，还能为细胞提供液体环境，运输营养物质和代谢废物等。结合水是细胞结构的重要组成成分。自由水和结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛；比值越低，细胞代谢越缓慢。因此，细胞的代谢强度与自由水和结合水的比值有关，B正确。

C、生理盐水是指生理学实验或临床上常用的渗透压与动物或人体血浆的渗透压基本相等的氯化钠溶液。人体补充生理盐水的主要目的是补充水分和维持细胞外液的渗透压平衡，而不是补充，且无机盐不能为细胞提供能量，为细胞提供能量的是糖类等有机物。C错误。

D、镁是叶绿素的组成元素之一，给土壤增施含镁化肥，可以为植物提供合成叶绿素所需的镁元素，有利于促进植物叶绿素的合成。D正确。故选C。【分析】1、细胞内水的存在形式是自由水和结合水。2、自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化。3、自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，抗逆性越差，自由水与结合水的比值越小，细胞代谢越弱，抗逆性越强。8．【答案】D【解析】【解答】A、无机盐在生物体内不能为生命活动提供能量，Ca2+属于无机盐，因此它也不能提供能量，A错误。

B、维持血浆酸碱平衡的物质主要是缓冲物质，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等，Ca2+并不具备维持血浆酸碱平衡的功能，B错误。

C、血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关，其中细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl−，题干中主要强调的是Ca2+与骨量增加的关系，并未体现其维持血浆渗透压的作用，C错误。

D、由题干可知，当血钙浓度变高时，人体成骨细胞活动增强，磷酸钙合成增多，骨量增加，而磷酸钙是骨骼的重要组成成分，这说明Ca2+参与了骨骼的构成，是构成细胞的重要组成成分，D正确。故选D。【分析】无机盐主要以离子的形式存在，其功能：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如：Fe2+是血红蛋白的主要成分；Mg2+是叶绿素的必要成分；（2）维持细胞的生命活动，如血液钙含量低会抽搐；（3）维持细胞的形态、酸碱度、渗透压。9．【答案】（1）根细胞的组成成分；参与细胞内的生化反应；运送营养和代谢废物等。（2）肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收。（3）植物根部因缺氧进行无氧呼吸，根部能量供应不足，影响物质运输；植物根部因无氧呼吸产生大量酒精而出现烂根现象。（4）有机肥被微生物分解产生N、Mg等无机盐，有利于叶绿素的合成。【解析】【解答】（1）植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有根细胞的组成成分；参与细胞内的生化反应；运送营养和代谢废物等。

（2）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收。

（3）当土壤含水量过高时，反而不利于植物的正常生长，可能的原因有植物根部因缺氧进行无氧呼吸，根部能量供应不足，影响物质运输；植物根部因无氧呼吸产生大量酒精而出现烂根现象。

（4）增施有机肥有利于叶绿素分子合成的主要原因是有机肥被微生物分解产生N、Mg等无机盐，有利于叶绿素的合成。

【分析】自由水功能：1、细胞内良好的溶剂；2、参与细胞内的许多生化反应；3、为细胞提供液体环境；4、运输营养物质和代谢废物。无机盐的生理作用：1、组成某些复杂化合物，如Mg是构成叶绿素分子的元素；2、维持细胞和生物体的生命活动；3、维持细胞的渗透压平衡和酸碱平衡。10．【答案】B【解析】【解答】A、活细胞中含量最多的化合物是水，因此成熟的小麦种子细胞中含量最多的化合物是水，A正确；B、水的存在形式有自由水和结合水，小麦种子暴晒后自由水减少，结合水比例增加，细胞代谢减弱，有利于种子储存，B错误；C、种子萌发时，吸收水分后自由水含量增加，自由水与结合水的比例增大，细胞代谢活动增强，种子开始萌发，C正确；D、若46℃高温持续时间过长，则种子会保持较高的呼吸速率，消耗较多的有机物，不利于种子萌发，D正确。故选B。

【分析】水是活细胞中含量最多的化合物，在细胞内以自由水和结合水的形式存在。

1、结合水是指与细胞内其他分子（如蛋白质、核酸等）通过氢键结合的水分子。是细胞结构的重要组成成分，与蛋白质、碳水化合物等大分子通过氢键或离子键紧密结合，不能自由流动；维持生物大分子的稳定性和结构，增强抗逆性。

2、自由水是指在细胞内自由流动的水分子，能够参与各种生化反应。以游离的形式存在，可以自由流动，是细胞内良好的溶剂，是化学反应的介质，自由水还是许多化学反应的反应物或者产物，自由水能自由移动有物质运输作用，对于生物体内的营养物质和代谢废物的运输具有重要作用，为细胞提供液体环境，同时可调节温度，水的高比热容使其在调节细胞温度方面发挥重要作用，帮助维持细胞的稳定环境；

3、自由水与结合水可以相互转化，自由水与结合水比值升高，细胞代谢旺盛，抗逆性差，结合水比例高时，抗逆性增强。11．【答案】B【解析】【解答】若要确定无机盐X是否是植物必需，可以通过在缺少无机盐X的培养液上继续培养，观察该植物的生长状况，同时设立对照实验，遵循单一变量的原则，对照组应该选用完全培养液。综上所述应该选③浇只缺少无机盐X的“完全培养液”为实验组，选取④浇完全培养液为对照组，A、C、D错误，B正确；故答案为：B。【分析】无机盐参与维持细胞和生物体的生命活动。

（1）与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。如：Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分、PO43-是合成磷脂、磷酸、ATP的原料。

（2）参与细胞的各种生命活动。如：钙离子浓度过低则肌肉抽搐、过高则肌肉乏力。

（3）无机盐离子参与调解细胞的渗透压和pH值。12．【答案】B【解析】【解答】A、种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，因为糖类是种子萌发时的能源物质。但是，有机物种类不变是错误的。在种子萌发过程中，会发生一系列的生化反应，产生新的有机物，如各种酶、中间代谢产物等，所以有机物种类会增加，A错误。B、种子中的水确实大多以自由水形式存在。自由水在细胞内的代谢活动中起着非常重要的作用，它是许多生化反应的介质，也可以参与反应。当自由水减少时，代谢水平会降低，因为生化反应的速度会减慢。B正确。

C、幼苗中的水确实可以参与形成NADPH，这是光合作用光反应阶段的一个过程。但是，水也可以参与形成NADH。在细胞呼吸过程中，水是反应物之一，可以参与生成NADH，C错误。

D、幼苗细胞中的无机盐确实可以参与细胞构建，如钙、磷等无机盐是构成骨骼和牙齿的重要成分。但是，Fe并不参与叶绿素的形成。叶绿素分子中含有的是镁元素，而不是铁元素。铁元素在植物体内主要参与一些酶的合成和电子传递过程，D错误。故选B。【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。13．【答案】C【解析】【解答】A、在设置实验的过程中应该遵循无关变量相同且适宜的原则，故甲乙两组应该使用生长状况相同的同种植物，A正确；B、该实验的自变量为是否含钾，缺钾会使植物叶片边缘出现枯黄色，但不能得出镁是合成叶绿素的必需元素的结论，要证明该结论，需要测量叶绿素的含量，B正确；C、乙组不含钾而出现“焦边”现象，需与甲组对照，同时再添加一组在缺钾培养液中加入钾的实验，才可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象，C错误；D、可以增加一组二次对照实验，即在缺素培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常，增强实验的说服力，D正确。故选C。

【分析】1、根据对照原则分析，本实验中甲组是对照组，乙组是实验组。结合表格中两组的元素组成差异，可分析得出结论。设置实验的过程中也应该遵循无关变量相同且适宜的原则。

2、无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如二价铁离子是血红蛋白的主要成分；镁离子是叶绿素的必要成分。（2）维持细胞的生命活动，如钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。14．【答案】C【解析】【解答】A、据题，在围绕叶片的空气稳定时叶片表面的静止空气层较厚，从而成为水气从叶片散失时的主要阻力，此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小，所以在静止空气中，气孔开度对蒸腾作用的控制能力较小，A正确；B、由图可知，蒸腾流量在流动空气中随气孔开度的增加而增加的比较明显，B正确；C、植物叶片的绒毛会影响水蒸气从叶片扩散到大气的过程，降低了植物的蒸腾作用，不利于植物对无机盐的运输，C错误；D、植物在流动空气中可通过调节叶片的方向与日光平行来减少蒸腾作用，D正确。故答案为：C。【分析】界面层的厚度主要受风速和叶片大小决定。当围绕叶片的空气稳定时，叶片表面的静止空气层较厚，从而成为水气从叶片散失时的主要阻力，此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。气孔开度对植物叶片细胞的呼吸作用有重要影响。气孔是植物叶片表面的微小开口，它们起着植物呼吸和光合作用的关键作用。以下是气孔开度对植物叶片细胞呼吸作用的具体影响：

1.气体交换：气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道。当气孔开放时，植物可以吸收空气中的二氧化碳（CO2），这是呼吸作用和光合作用的重要原料。同时，气孔也允许植物释放氧气（O2），这是光合作用的产物之一。因此，气孔的开度直接影响植物叶片细胞与外界环境的气体交换效率。

2.呼吸作用速率：气孔的开度通过影响CO2的供应来影响呼吸作用速率。呼吸作用需要CO2作为底物，因此当气孔开放度增加时，更多的CO2可以进入叶片细胞，从而可能提高呼吸作用的速率。然而，这种影响并不是线性的，因为呼吸作用还受到其他多种因素的调节，如温度、氧气浓度、底物供应等。

3.水分平衡：气孔的开闭还涉及植物的水分平衡。开放的气孔会导致植物水分的蒸发，即蒸腾作用。为了避免水分过度流失，植物在干燥或炎热的环境中会关闭气孔，以减少蒸腾作用造成的水分损失。然而，关闭气孔也会限制CO2的吸收，从而影响呼吸作用。因此，植物通过调节气孔的开度来实现呼吸作用、光合作用和蒸腾作用之间的平衡。

4.气孔导度：气孔导度表示的是气孔张开的程度，它是影响植物光合作用、呼吸作用及蒸腾作用的主要因素。气孔导度的变化会直接影响叶片细胞与外界环境的气体交换速率，包括CO2的吸收和O2的释放，从而影响呼吸作用的进行。15．【答案】C【解析】【解答】A、①是晒干的种子，失去的主要是自由水，细胞结构未被破坏，能够萌发形成幼苗；②是烘干的种子，失去了结合水，细胞结构被破坏，无法萌发形成幼苗，A错误；

B、③是种子燃烧后剩余的灰分，属于无机盐，无机盐在生物体内主要以离子的形式存在，而非化合物形式，B错误；

C、④是自由水，⑤是结合水，二者是同一种物质，只是在细胞中的存在形式和含量不同，自由水含量较高且易流动，结合水与细胞内的其他物质相结合，C正确；

D、种子中除了糖类，还有脂质、蛋白质等含碳有机物，点燃后产生的CO2中的C来自于种子中的糖类、脂质、蛋白质等多种有机物，并非全部来自糖类，D错误；

故答案为：C。

【分析】细胞内的水分为自由水和结合水，自由水可自由流动，失去后种子仍能萌发；结合水是细胞结构的重要组成成分，失去后细胞结构被破坏，种子无法萌发。种子燃烧后剩余的灰分是无机盐，其在生物体内主要以离子形式存在。细胞内的糖类、脂质、蛋白质等有机物都含有碳元素，燃烧时都会分解产生CO2。16．【答案】C【解析】【解答】A、由题干信息“若将上述任意两种或三种盐类混合使用后，植物恢复生长”，可知大田生产时建议使用复合肥或有机肥，因为单一盐溶液导致植物生长异常，混合盐溶液则恢复生长，说明使用复合肥或有机肥可以避免离子失衡问题，A正确；B、由题干信息“即使盐溶液浓度较低，植物生长也异常”，说明上述植物生长异常不是由于盐溶液的浓度引起的，植物生长异常可能与盐的类型有关，B正确；C、单一盐溶液可能通过离子失衡影响细胞功能，但由题干信息无法得出单一盐会使细胞内的蛋白质发生变性导致植物死亡的结论，蛋白质变形通常与极端pH、温度或化学变性剂相关，C错误；D、若将上述任意两种或三种盐类混合使用后，植物恢复生长，推测混合使用补充了细胞中某些重要化合物所需的离子，D正确。故选C。

【分析】无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如二价铁离子是血红蛋白的主要成分；镁离子是叶绿素的必要成分。（2）维持细胞的生命活动，如钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。17．【答案】D【解析】【解答】A、植物中的自由水的占比大，由图示可知9月至12月含水量下降，主要与自由水减少有关，A正确；B、气温低是自由水的含量降低，这种现象可以防止结冰而损失自身细胞，B正确；C、结合水增加，代谢强度就好下降，植物的抗逆性增强，有利于植物度过不良环境，C正确；D、自由水/结合水的比值，与植物的抗寒性成负相关，D错误；故答案为：D。【分析】（1）水的功能

①结合水：与其他物质结合，构成细胞结构的重要部分。

②自由水：参与细胞中的生理生化反应。其作用如下：

细胞内的良好溶剂，构成生物细胞生活必须的液体环境；

参与细胞内的许多生物化学反应；

运输营养物质和代谢废物；

维持细胞的紧张度、保持生物体的固有姿态，如植物细胞中的水。

（2）水的代谢

通常情况下，细胞内自由水的含量比结合水多，两者之间可以相互转化；但是当细胞内自由水和结合水的含量发生变化时，细胞的代谢活动和生理功能将发生显著变化。

①当自由水的含量增加时，代谢活跃，生长迅速；但是抗逆性较差。

②当结合水的含量增加时，代谢强度就会下降，结合水的含量与生物的抗逆性（抗旱、抗寒）成正相关。18．【答案】（1）缺Mg2＋时，叶绿素无法合成，进而导致光合作用减弱（2）离子种类和甜瓜生长发育时期；小于；细胞膜上的K＋和Mg2＋载体数量（3）坐果期的前；适时适量（4）实验思路：将足量正常黄瓜幼苗均分为A、B两组，相同且适宜条件下分别用等量完全培养液、缺锌的完全培养液培养。一段时间后A组正常生长，B组出现锌元素缺乏症。将B均分为B1、B2两组，分别补充等量含锌溶液、含镍溶液，相同且适宜条件下培养一段时间后，观察各组幼苗生长状况；预期结果：只有B1组锌元素缺乏症减轻或消失【解析】【解答】（1）Mg2+是植物必需的矿质元素，因为它是叶绿素的重要组成成分。当植物缺Mg2+时，叶绿素无法合成，会导致叶片发黄，光合作用的光反应阶段受阻，进而使光合作用减弱，最终影响有机物的合成，因此Mg2+对植物生存至关重要。

（2）实验中测定了不同生长时期（如苗期、开花期、坐果期）培养液中K+和Mg2+的剩余量，因此自变量是离子种类和甜瓜生长发育时期。初始时K+和Mg2+浓度相同，相同时间后培养液中Mg2+的剩余量多于K+，说明甜瓜对Mg2+的吸收量小于对K+的吸收量。植物对离子的吸收是主动运输，需要载体蛋白和能量。两种离子吸收速率的差异，最可能与细胞膜上K+和Mg2+载体的数量有关——载体数量越多，对应离子的吸收速率越快。

（3）从曲线趋势看，在坐果期的前期，培养液中K+和Mg2+的剩余量下降最快，说明此时甜瓜对两种离子的吸收速率最大，对矿质元素的需求旺盛。因此种植甜瓜时，要注意在该时期适时适量施肥，以满足植株生长需求，避免因缺素影响产量。

（4）实验目的是验证“锌的作用不能被镍代替”，需设置对照实验，通过观察幼苗是否出现缺锌症状及补充元素后的恢复情况判断，具体设计如下：

实验思路：①将足量正常黄瓜幼苗均分为A、B两组，在相同且适宜条件下，A组用等量完全培养液培养，B组用等量缺锌的完全培养液培养；

②一段时间后，观察到A组正常生长，B组出现锌元素缺乏症；

③将B组幼苗均分为B1、B2两组，B1组补充等量含锌溶液，B2组补充等量含镍溶液，继续在相同条件下培养，观察各组幼苗生长状况。

预期结果：只有B1组（补充锌）的幼苗缺锌症状减轻或消失，B2组（补充镍）仍保持缺锌症状，证明镍不能代替锌的作用。

【分析】植物对矿质离子的吸收为主动运输，受载体蛋白种类和数量、能量供应的影响，因此不同离子的吸收速率存在差异，且吸收速率会随生长时期变化（需求旺盛期吸收快）