2.2細胞中的無機物課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1

第2節(jié)細胞中的無機物知識梳理·填準記牢——自主·預(yù)習(xí)·先知一、細胞中的水

1．水的含量（1）在構(gòu)成細胞的各種化學(xué)成分中，水是活細胞中含量最多的化合物，一般占

。（2）生物

不同，含水量不同。（3）生物體在不同的生長發(fā)育期，含水量

。60%～95%種類不同2．水的特性（1）水是極性分子，帶正電荷與帶負電荷的分子容易與水結(jié)合，因此，水是

。（2）水分子之間形成氫鍵，氫鍵較弱，易斷裂，易形成，使水在常溫下保持液體狀態(tài)，具有

。（3）氫鍵的存在使水具有較高的

，使水的溫度相對不易發(fā)生改變。良好的溶劑流動性比熱容3．水的存在形式和功能存在形式自由水結(jié)合水含義細胞中絕大部分水以游離的形式存在，是可以

的水與細胞內(nèi)_________相結(jié)合的水功能①細胞內(nèi)的_____________是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分②參與_____________③為細胞提供

環(huán)境④運送

和代謝廢物含量約占細胞內(nèi)全部水分的95.5%約占細胞內(nèi)全部水分的4.5%自由流動其他物質(zhì)良好溶劑生物化學(xué)反應(yīng)液體營養(yǎng)物質(zhì)4.自由水和結(jié)合水的比例與細胞代謝的關(guān)系（1）細胞中

所占的比例越大，細胞的代謝就越旺盛。（2）細胞中

越多，細胞抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力就越強。自由水結(jié)合水離子1%～1.5%3．功能（1）某些重要化合物和結(jié)構(gòu)的組成成分，如

是構(gòu)成葉綠素的元素，

是構(gòu)成血紅素分子的元素，P是組成

的重要成分。（2）維持細胞和生物體的

，如哺乳動物的血液中

含量降低，會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象，

缺乏會引起神經(jīng)、肌肉細胞的興奮性降低。（3）維持細胞的

。MgFe細胞膜、細胞核生命活動Ca2＋Na＋酸堿平衡知識應(yīng)用·強化落實——效果·檢測·定向1.判斷下列有關(guān)水的敘述的正誤（1）生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)離不開水（）（2）自由水與結(jié)合水的比例與新陳代謝的強弱關(guān)系不大（）（3）人體細胞內(nèi)水的存在形式分為結(jié)合水和自由水（）（4）水是細胞結(jié)構(gòu)的組成成分之一（）√×√√解析：自由水與結(jié)合水的比例越高，新陳代謝越強。2．判斷下列關(guān)于人體內(nèi)水和無機鹽的敘述的正誤（1）都可作為細胞的能源物質(zhì)（）（2）都能維持細胞的生命活動（）（3）所有細胞中水和無機鹽的含量相同（）（4）血鈣過高會引起抽搐（）（5）氮是植物體內(nèi)的重要元素之一，酶、核酸、ATP中都含有氮元素（）×√××√解析：水和無機鹽等無機物都不可作為細胞的能源物質(zhì)，能源物質(zhì)是糖類等有機物。解析：所有細胞中水和無機鹽的含量各不相同。解析：血鈣過低會引起抽搐。3．水的理化特性與分子結(jié)構(gòu)

[連線]4．生理功能

[連線]課程標準指出水大約占細胞重量的2/3，以自由水和結(jié)合水的形式存在，賦予了細胞許多特性，在生命中具有重要作用。舉例說出無機鹽在細胞內(nèi)含量雖少，但與生命活動密切相關(guān)。

素養(yǎng)達成設(shè)疑激趣奧運會的賽場上，很多運動員在比賽間隙都會飲用一種藍色的飲料。這種飲料在中國市場上很少見到，它是美國可口可樂公司研發(fā)的一種運動飲料，能夠幫助人體在運動大量消耗水分和能量的情況下，迅速補充、平衡體液。藍色飲料中所含的電解質(zhì)能夠有效補充隨汗液流失的電解質(zhì)，而隨汗液流失最多的電解質(zhì)莫過于鹽分了。水和鹽分在人體內(nèi)有什么作用呢？探究點一細胞中的水任務(wù)1水是生命之源，沒有水就沒有生命，請結(jié)合下列材料探究水的含量和功能。

表一不同生物體中水的含量表二人體中幾種不同器官或組織中水的含量生物水母魚類蛙哺乳動物藻類高等植物水的含量（%）9780～8578659060～80組織、器官牙齒骨骼骨骼肌心肌血液水的含量（%）1022767983（1）表一說明：不同生物體內(nèi)含水量

，一般水生生物體內(nèi)的含水量比陸生生物

。（2）表二說明：同一生物體內(nèi)，不同器官的含水量

，一般代謝旺盛的組織、器官含水量

。（3）結(jié)合教材P21的圖示和內(nèi)容回答：水為什么能成為細胞內(nèi)良好的溶劑呢？它又為什么具有支持生命的獨特性質(zhì)呢？不同高不同較高水分子由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成，氫原子以共用電子對與氧原子結(jié)合。由于氧具有比氫更強的吸引共用電子的能力，使氧的一端稍帶負電荷，氫的一端稍帶正電荷。水分子的空間結(jié)構(gòu)及電子的不對稱分布，使得水分子成為一個極性分子。帶有正電荷或負電荷的分子(或離子)都容易與水結(jié)合，因此，水是良好的溶劑。由于水分子的極性，當一個水分子的氧端(負電性區(qū))靠近另一個水分子的氫端(正電性區(qū))時，它們之間的靜電吸引作用就形成一種弱的引力，這種弱的引力稱為氫鍵，每個水分子可以與周圍水分子靠氫鍵相互作用在一起。氫鍵比較弱，易被破壞，只能維持極短時間，這樣氫鍵不斷地斷裂、又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體狀態(tài)，具有流動性。同時，由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，這就意味著水的溫度相對不容易發(fā)生改變，水的這種特性，對于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要。任務(wù)2自由水和結(jié)合水對生物體都具有重要的作用，請分析回答下列問題：（1）剛剛收獲的鮮種子一般要放在陽光下暴曬，種子變干，重量減輕，鮮種子失去的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？

（2）將干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠產(chǎn)生，這種情況下，干種子失去的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？

失去的主要是自由水。種子仍保留活性。失去的主要是結(jié)合水。種子喪失活性。任務(wù)3自由水和結(jié)合水的含量比例對生物的代謝和抗逆性有著重要的意義，請分析回答下列問題：（1）曬干的種子能夠長久保存，浸泡吸水后能夠萌發(fā)，據(jù)此推斷自由水和結(jié)合水的比值與細胞的代謝強度之間有什么關(guān)系？

（2）越冬的植物、干旱地區(qū)植物的細胞中，結(jié)合水含量升高。這表明自由水和結(jié)合水的含量與生物的抗逆性有何關(guān)系？在一定范圍內(nèi)，自由水和結(jié)合水的比值越大，細胞代謝越旺盛。一般情況下，自由水和結(jié)合水的比值越大，細胞的抗逆性越差。任務(wù)4在冬季來臨時，隨著氣溫的逐漸降低，植物體內(nèi)發(fā)生了一系列適應(yīng)低溫的變化，如可溶性糖含量增加、細胞代謝減弱等。研究表明，細胞內(nèi)溶液濃度升高，冰點降低。（1）結(jié)合所學(xué)知識及上述信息，解釋“霜打的茄子——蔫兒了”。

（2）有些蔬菜富含淀粉，但“霜打”后的蔬菜格外“甜”。請結(jié)合所學(xué)知識解釋其原因。

當外界溫度降低時，茄子中的自由水含量減少，導(dǎo)致表皮皺縮。溫度降低，蔬菜中的淀粉分解為可溶性糖，增大了細胞液濃度，降低了細胞液的冰點，使細胞不容易凍壞，可溶性糖主要是葡萄糖，所以蔬菜變甜了。,1.自由水與結(jié)合水之間的轉(zhuǎn)化（1）轉(zhuǎn)化條件：（2）轉(zhuǎn)化實例：①烘干種子時，部分結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水散失掉。②水果放入冰箱冷藏時，部分自由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水。2．自由水與結(jié)合水相對含量與細胞代謝的關(guān)系（1）圖示：（2）曲線：3．自由水與結(jié)合水相互轉(zhuǎn)化的原因（1）水分子與細胞內(nèi)的親水性物質(zhì)如蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等以氫鍵相結(jié)合。（2）溫度升高，水分子的動能增加，會逃脫氫鍵的束縛成為自由水。4．水在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用生活中的現(xiàn)象對此現(xiàn)象的解釋種子在儲存時需將種子曬干減少自由水含量，降低種子的代謝，延長種子壽命干種子用水浸泡后仍能萌發(fā)失去自由水的種子仍保持其生理活性低溫環(huán)境下減少花卉澆水提高花卉對低溫的抗性鮮種子放在陽光下暴曬，重量減輕自由水散失，代謝減弱干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠種子曬干后，仍含有結(jié)合水，用酒精燈加熱會失去結(jié)合水炒熟的種子浸泡后不萌發(fā)失去結(jié)合水的細胞失去生理活性【重點筆記】關(guān)于生物體內(nèi)水的兩個“并不是”（1）水是生命之源，但并不是水分越多越好，如長期浸泡在水中的陸生植物會死亡。（2）曬干的種子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅度降低。1．(合格考)如果沒有水，人體內(nèi)大部分化學(xué)反應(yīng)就無法進行，這說明(

)A.水在生物體內(nèi)可以流動B.生物體內(nèi)的生化反應(yīng)必須在水中進行C.水是細胞內(nèi)含量最多的化合物D.水具有緩和溫度變化的作用答案：B解析：水在生物體內(nèi)可以流動、水是細胞內(nèi)含量最多的化合物、水具有緩和溫度變化的作用的說法都正確，但不符合題意；題干中“沒有水，人體內(nèi)大部分化學(xué)反應(yīng)就無法進行”，這說明生物體內(nèi)的生化反應(yīng)必須在水中進行，B正確。2．（等級考）“有收無收在于水，收多收少在于肥?！蹦成锱d趣小組以玉米幼苗為實驗材料進行了如下探究實驗。

下列敘述中，不正確的是（）A．步驟一損失的水在細胞中以游離形式存在，是細胞內(nèi)的良好溶劑B．步驟二損失的水與細胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合，在細胞內(nèi)的含量穩(wěn)定C.步驟三損失的主要是肥料，它們在細胞中的含量僅比水少D．干旱環(huán)境中生長的玉米，其細胞中結(jié)合水與自由水比值相對較高答案：C解析：自由水容易失去，玉米幼苗在晾曬過程中損失的主要是自由水，A正確；結(jié)合水是細胞內(nèi)與其他物質(zhì)相結(jié)合的水，是細胞的重要成分，不容易損失，含量穩(wěn)定，烘干過程中損失的主要是結(jié)合水，B正確；構(gòu)成細胞的有機物容易燃燒，步驟三損失的是構(gòu)成細胞的有機物，剩余的是肥料(灰分)，C不正確；結(jié)合水和自由水的比值與生物的抗逆性有關(guān)，在干旱環(huán)境中生活的玉米結(jié)合水與自由水比值較高，抗逆性強，D正確。3．（等級考）每年的3月22日是“世界水日”。下列有關(guān)生物體中水的敘述不正確的是（）A．沙漠地區(qū)的仙人掌細胞內(nèi)含量最多的化合物是水B．細胞內(nèi)自由水所占比例越大，抵抗寒冷能力越強C．結(jié)合水失去流動性和溶解性，成為生物體的構(gòu)成成分D．一定條件下，水在細胞中的兩種存在形式可相互轉(zhuǎn)化解析：沙漠地區(qū)的仙人掌細胞內(nèi)含量最多的化合物是水，A正確；細胞內(nèi)自由水所占比例越大，抵抗寒冷能力越弱，B錯誤；結(jié)合水失去流動性和溶解性，成為生物體的構(gòu)成成分，C正確；一定條件下，水在細胞中的兩種存在形式可相互轉(zhuǎn)化，D正確。答案：B探究點二細胞中的無機鹽任務(wù)1無機鹽在細胞中的含量僅為1%～1.5%，但卻有著重要的作用，請結(jié)合下列材料分析無機鹽的有關(guān)知識。材料一一種葉綠素和血紅素的局部分子結(jié)構(gòu)簡圖（見圖文聯(lián)動）。（1）由材料可以看出無機鹽是

。材料二足球運動員在激烈比賽中有時會出現(xiàn)肌肉抽搐的現(xiàn)象，這是隨著汗液丟失了大量鈣離子引起的；硼能促進花粉的萌發(fā)和花粉管的生長，缺少硼時常導(dǎo)致“花而不實”。（2）由材料說明無機鹽對

有著重要的意義。某些化合物的重要組成成分維持生物體正常的生命活動任務(wù)1圖示材料三生理鹽水是指與哺乳動物血液和淋巴液等滲的無機鹽溶液，常用的是質(zhì)量分數(shù)為0.9%的氯化鈉溶液。人體的紅細胞在生理鹽水中會保持原有的形態(tài)，如果放到清水里，會吸水漲破。（3）由材料說明無機鹽能調(diào)節(jié)人體的

，維持細胞的

。材料四人體代謝過程中產(chǎn)生的一些代謝物質(zhì)會改變體液的酸堿度，人體血液中存在NaHCO3/H2CO3和Na2HPO4/NaH2PO4等物質(zhì)，可以中和這些變化。（4）上述材料說明，無機鹽對于維持人體內(nèi)環(huán)境

的相對穩(wěn)定具有重要作用。滲透壓正常形態(tài)酸堿平衡任務(wù)2為什么人體缺鐵會導(dǎo)致貧血？為什么植物缺鎂會影響光合作用？鐵是血紅素的重要組成成分。鎂是葉綠素的重要組成成分。1.無機鹽的存在形式和功能2．探究某種無機鹽離子是否是植物的必需元素（1）判斷某種無機鹽離子是否是植物必需的無機鹽離子的原理。①由于缺乏某種元素，植物的生長發(fā)育遇到障礙，不能完成它的生活史。②除去某種元素以后，植物體表現(xiàn)出專一的病癥，而且這種缺素癥是可以利用該元素進行預(yù)防和恢復(fù)的。③某種元素在植物營養(yǎng)上表現(xiàn)的效果是直接的，而不是由土壤的物理、化學(xué)或微生物等因素的改變而產(chǎn)生的間接效果。（2）判斷某種無機鹽離子是否是植物必需的無機鹽離子的實驗方法：溶液培養(yǎng)法具體操作過程可歸納如下圖：實驗組加入所缺無機鹽的目的是二次對照，使實驗組前后對照，以增強說服力?！局攸c筆記】無機鹽參與構(gòu)成的常見化合物：N：蛋白質(zhì)、葉綠素、核苷酸等P：核苷酸、磷脂Mg：葉綠素S：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的組成成分（蛋白質(zhì)的特征元素）Fe：血紅素I：甲狀腺激素等1．（合格考）在正常人的血漿中，NaHCO3的含量約為H2CO3含量的20倍。當血漿中的NaHCO3含量減少時，會發(fā)生酸中毒；當血漿中的H2CO3含量減少時，則發(fā)生堿中毒。這個事實表明某些無機鹽的作用是（）A．維持酸堿平衡B．調(diào)節(jié)滲透壓C．影響細胞形態(tài)D．維持細胞生命活動解析：由題意可知，血漿中NaHCO3含量減少時，會發(fā)生酸中毒，當血漿中的H2CO3含量減少時，則發(fā)生堿中毒。這個事實可以表明無機鹽可以維持酸堿平衡。答案：A2．(合格考)為了確定某元素是否為植物的必需元素，應(yīng)采取的方法是(

)A.檢測正常葉片中該元素的含量B.分析根系對該元素的吸收過程C.分析環(huán)境條件對該元素吸收的影響D.觀察在完全培養(yǎng)液中去掉該元素前后植株的生長發(fā)育狀況答案：D解析：判斷某元素是否為必需元素，通常用溶液培養(yǎng)法。在人工配制的完全培養(yǎng)液中，除去某種元素，然后觀察植物的生長發(fā)育情況：如果植物的生長發(fā)育仍正常，說明該元素不是植物所必需的；如果植物的生長發(fā)育不正常(出現(xiàn)特定的缺素癥狀)，且只有補充了該種元素(其他元素?zé)o效)后，植物的生長發(fā)育才恢復(fù)正常(癥狀消失)，說明該元素是植物生長所必需的元素。3．（等級考）實驗一：用不含鈣和鉀的生理鹽水灌注蛙心，其收縮不能維持；用含有少量鈣和鉀的生理鹽水灌注時，蛙心可持續(xù)跳動數(shù)小時。實驗二：若將人的紅細胞置于濃鹽水中，紅細胞會失水皺縮，從而喪失輸送氧氣的功能。這些事實說明（）A．無機鹽對維持生物體的新陳代謝有重要作用B．無機鹽是細胞中某些復(fù)雜化合物的重要組成成分C．無機鹽對維持生物體的生命活動有重要作用D．無機鹽容易進出細胞解析：由題意知，用含少量鈣和鉀的生理鹽水灌注時，蛙心可持續(xù)跳動數(shù)小時，而將人的紅細胞置于濃鹽水中，紅細胞會失水皺縮，從而喪失輸送氧氣的功能，這說明無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動具有重要作用。答案：C4．（等級考）下列與無機鹽的功能無關(guān)的是（）A．是細胞中的能源物質(zhì)之一B．是某些復(fù)雜化合物的重要組成成分C．能維持生物體的生命活動D．能維持細胞的酸堿平衡解析：無機鹽不是能源物質(zhì)；無機鹽是某些復(fù)雜化合物的重要組成成分；無機鹽能維持細胞和生物體的生命活動；無機鹽能維持細胞的酸堿平衡。答案：A網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)主干落實1.生物體的含水量與生物種類及生長發(fā)育期有關(guān)，一般是水生生物＞陸生生物，幼年＞老年。2．水在細胞內(nèi)以自由水和結(jié)合水兩種形式存在。3．結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的組成成分。4．自由水的功能有：①細胞內(nèi)的良好溶劑；②為化學(xué)反應(yīng)提供液體環(huán)境；③參與細胞內(nèi)的生化反應(yīng)；④運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。5．細胞內(nèi)大多數(shù)無機鹽以離子形式存在。6．無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動、滲透壓平衡及酸堿平衡非常重要。1．水是生命之源，下列對生物體內(nèi)水的描述，不正確的是（）A．結(jié)合水是組成細胞結(jié)構(gòu)的一部分，約占細胞內(nèi)全部水分的4.5%B．自由水是良好的溶劑，是許多新陳代謝的介質(zhì)C．同種植物冬天結(jié)合水所占比值比夏天高D．心肌堅韌，血液呈液態(tài)，但它們的含水量相差無幾，原因是心肌內(nèi)全是結(jié)合水解析：結(jié)合水在細胞中與其他物質(zhì)相結(jié)合，約占細胞內(nèi)全部水分的4.5%，A正確；自由水在細胞中可以自由流動，是細胞內(nèi)的良好溶劑，是許多代謝活動的介質(zhì)，運送養(yǎng)料與廢物，B正確；

冬天，植物為了增強抗逆性，自由水可轉(zhuǎn)化為結(jié)合水，結(jié)合水比值高，C正確；不同器官含水量有所不同，血液中含自由水相對較多，呈現(xiàn)液態(tài)，心肌內(nèi)含結(jié)合水相對較多，較為堅韌，D錯誤。答案：D2．下列關(guān)于無機鹽的敘述，錯誤的是（）A．缺鐵性貧血是因為體內(nèi)缺乏鐵，血紅素不能合成B．有的無機鹽游離在水中維持細胞的pHC．細胞中的無機鹽大多數(shù)以化合物的形式存在，如CaCO3是骨骼、牙齒的主要成分D．碘是合成甲狀腺激素的原料，所以常在食鹽中加碘解析：鐵是血紅素的組成成分，缺鐵則不能合成血紅素，A正確；有的無機鹽游離在水中維持細胞的滲透壓和pH，B正確；細胞中的無機鹽大多數(shù)以離子形式存在，C錯誤；碘是合成甲狀腺激素的原料，在食物中加碘可預(yù)防因食物中缺碘而引起地方性甲狀腺腫，D正確。答案：C3．下列關(guān)于水和無機鹽的敘述，不正確的是（）A．運動員飲料中含鉀、鈉離子較多，主要與補充因大量出汗帶走的鉀、鈉離子有關(guān)B．同一種生物在不同的生長發(fā)育階段，體內(nèi)的含水量不同C．Mg是構(gòu)成葉綠素的元素，所以人體不需要Mg元素D．若哺乳動物的血液中鈣離子含量太低，會出現(xiàn)抽搐等癥狀，說明無機鹽離子具有維持生物體正常生命活動的作用解析：Mg元素是細胞內(nèi)的大量元素，人體雖然不含葉綠素，但仍需要Mg元素，C錯誤。答案：C4．下列廣告語在科學(xué)性上沒有錯誤的是（）A．沒有水就沒有生命B．這種飲料不含任何化學(xué)物質(zhì)C．這種純凈水絕對純凈，其中不含任何離子D．這種口服液含有豐富的N、P、Zn等微量元素解析：水是生命之源，A正確；飲料中含有水和其他多種化合物，B錯誤；純凈水中含有少量無機鹽，C錯誤；N、P屬于大量元素，D錯誤。答案：A5．回答下列問題：（1）將干種子用水浸泡后種子能萌發(fā)，但干種子不經(jīng)水浸泡不能萌發(fā)，這說明________________________________________________。（2）新鮮的雞蛋清呈液態(tài)膠狀，而臭雞蛋清則是相對更“稀”的液體，呈水狀，這是因為在新鮮的雞蛋清中的水與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成液態(tài)膠體，這時的水為

，而臭雞蛋中的蛋白質(zhì)被微生物分解成小分子物質(zhì)，使這部分水釋放出來，轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

。（3）貧血癥患者血液運輸

的能力低。一般的貧血癥患者除要補充鐵以外，還應(yīng)多吃一些含

豐富的食物。（4）人在長跑后，因流汗過多常出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象，這時應(yīng)及時補充含

的食物。自由水與細胞代謝強度有關(guān)，自由水多，代謝旺盛結(jié)合水自由水O2