2021-2022學年-人教版-必修一細胞中的無機物-學案

第5節(jié)細胞中的無機物(見學生用書P21)1.閱讀課本,說出水和無機鹽的存在形式與功能。2.通過對無機化合物功能的學習,理解組成生物體的無機化合物和有機化合物是生命活動的根底。3.運用所學的相關知識,解釋生活中的現(xiàn)象。4.通過了解水的重要性,喚醒保護水資源的意識。一、細胞中的水1.水的含量特點(1)含量:一般來說,①水在細胞的各種化學成分中含量最多,占60%~95%。(2)與生物種類及發(fā)育階段的關系a.②生物種類不同,含水量不同,如水生生物含水量多于陸生生物。b.同一生物的不同③生長發(fā)育期,含水量不同,如幼兒含水量高于成年人。2.水的存在形式和作用工程自由水結合水形式在細胞中以④游離的形式存在

與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)相結合作用細胞內(nèi)良好的溶劑;參與生物⑤化學反響;為細胞提供⑥液體環(huán)境;運送營養(yǎng)物質(zhì)和⑦代謝廢物

是⑧細胞結構的重要組成成分

3.自由水和結合水的關系:在正常情況下,細胞內(nèi)⑨自由水所占的比例越大,細胞的代謝就越旺盛;而⑩結合水越多,細胞抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力就越強。二、細胞中的無機鹽1.含量無機鹽是細胞中含量很少的無機物,僅占細胞鮮重的1%~1.5%。2.存在形式細胞中大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在。3.功能(1)是細胞內(nèi)許多復雜化合物的重要組成成分。Mg是構成葉綠素的元素,Fe是構成血紅蛋白的元素,P是組成細胞膜、細胞核的重要成分。(2)維持細胞和生物體的生命活動。如血液中Ca2+的含量過低,動物就會出現(xiàn)抽搐等病癥。(3)維持細胞的酸堿平衡。人血漿中的HCO3-、HPO4閱讀課本,判斷正誤。1.參與運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的水為自由水。(√)2.生物體內(nèi)的化學反響離不開水。(√)3.不同的生物體內(nèi)水的含量差異很大,但同一生物體的不同組織、器官含水量大體相同。(×)4.自由水與結合水的比例與新陳代謝的強弱關系不大。(×)5.人體細胞內(nèi)水的存在形式為自由水和結合水。(√)6.水是細胞結構的組成成分之一。(√)7.無機鹽能維持細胞的生命活動。(√)8.血鈣過高會引起抽搐。(×)9.無機鹽在細胞內(nèi)含量很少,主要以離子形式存在,具有維持滲透壓、酸堿度及細胞正常生命活動的功能。(√)10.某些無機鹽是細胞內(nèi)一些大分子物質(zhì)的組成成分,如Fe2+參與血紅蛋白的構成,Mg2+參與葉綠素的形成。(√)11.細胞是多種元素和化合物構成的生命系統(tǒng)。(√)12.活細胞中的化合物的含量和比例一般是固定的,以保證細胞生命活動的正常進行。(×)了解細胞中的水1.水是生命之源,沒有水就沒有生命。分析以下表格,你能得出什么結論?不同生物體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答案不同生物體內(nèi)含水量不同,水生生物的含水量高于陸生生物的含水量。2.剛剛收獲的新鮮種子一般要放在陽光下曬干,種子變干,質(zhì)量減輕,新鮮種子失去的主要是哪種形式的水?種子還有活性嗎?答案種子曬干過程中失去的是自由水。此時種子有活性。3.自由水和結合水的相比照例與生物體的代謝水平有怎樣的關系?越冬的植物、干旱地區(qū)的植物的細胞中,哪種形式的水的含量相對較高?這對植物的生命活動有何重要意義?答案一般情況下,當自由水和結合水的比值增加時,生物體的代謝活動增強;當其比值下降時,代謝會減弱。越冬的植物、干旱地區(qū)的植物的細胞中,結合水的含量相對較高。結合水的比例高,可以使植物的抗寒性、抗旱性等增強,從而適應不良的環(huán)境條件。在本知識點的學習中,要重點掌握水的存在形式及功能。同時要注意以下幾點:1.自由水和結合水可以相互轉化。2.心肌呈固態(tài),血液呈液態(tài),主要原因是兩者自由水和結合水的比例不同。水在生物體的生命活動中必不可少。科學實驗說明:生命活動旺盛的細胞,自由水/結合水的值增大,而處于休眠狀態(tài)的細胞自由水/結合水的值減小。請分析答復以下問題。(1)自由水是細胞內(nèi)的良好,有利于物質(zhì)的,有利于的順利進行,所以生命活動旺盛的細胞中自由水的含量。(2)干種子內(nèi)含的主要是水,抗旱性強的植物結合水的相對含量,處于休眠狀態(tài)的細胞自由水相對含量。(3)結合水和自由水是可以的。解析細胞中自由水與結合水的比值增大,反映細胞代謝加強;抗旱性強的植物及處于休眠狀態(tài)的細胞中結合水的含量都較高。答案(1)溶劑運輸生物化學反響高(2)結合上下(3)相互轉化此題涉及的知識點是水的存在形式及功能。細胞中的自由水和結合水在一定的條件下是可以相互轉化的,自由水與結合水的比例不同,細胞的代謝能力也不同。當自由水與結合水的比例升高時,細胞代謝增強;其比例下降時,代謝減弱,但植物的抗逆能力增強。在干種子、越冬植物、干旱地區(qū)植物的細胞中,結合水含量高,從而使植物的抗旱性、抗寒性等增強,以適應不良的環(huán)境條件。了解細胞中的無機鹽1.請分析以下資料,寫出無機鹽的存在形式及生理功能。(1)哺乳動物的血液中必須含有一定量的鈣離子,如果鈣離子的含量太低,會出現(xiàn)抽搐等病癥。(2)大量出汗會排出過多的無機鹽,導致體內(nèi)的水鹽平衡和酸堿平衡失調(diào),這時應多喝淡鹽水。(3)鎂是葉綠素的重要組成元素之一,缺鎂會影響光合作用。(4)缺鐵會引起缺鐵性貧血。答案大局部無機鹽以離子形式存在,少數(shù)以化合物的形式存在。一些無機鹽是細胞內(nèi)復雜化合物的重要組成成分,許多種無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動(維持細胞的形態(tài)和功能、維持細胞的滲透壓平衡、維持細胞的酸堿平衡)有重要作用。2.“探究某無機鹽是否為植物生活所必需〞的實驗中,常用“溶液培養(yǎng)法〞。實驗過程中需配制哪兩種培養(yǎng)液?當在缺某無機鹽的“完全培養(yǎng)液〞中培養(yǎng)的植物表現(xiàn)出病癥后,還需如何繼續(xù)實驗,才能確定該無機鹽是植物生活所必需的?答案完全培養(yǎng)液和缺某無機鹽的“完全培養(yǎng)液〞。還需在缺某無機鹽的“完全培養(yǎng)液〞中參加一定量的該無機鹽,一段時間后,假設原異常的植株恢復正?；虿“Y消失,那么可說明該無機鹽是植物生長所必需的。3.構成葉綠素或血紅蛋白的無機鹽離子分別是哪種?人有時會出現(xiàn)抽搐(俗稱抽筋)現(xiàn)象,原因可能是什么?食鹽加碘的目的是什么?答案葉綠素中有鎂,血紅蛋白中有鐵。人抽搐的原因可能是缺鈣。食鹽加碘的目的是防治大脖子病。在本知識點的學習中,要重點掌握無機鹽的存在形式、功能及植物必需無機鹽的判斷方法。同時要注意以下幾點:2+是構成葉綠素的必需成分,Fe2+是血紅蛋白的組成成分,CaCO3是動物和人體的骨、牙齒中的重要成分。2.哺乳動物血液中必須含有一定量的Ca2+,如果Ca2+含量過低,就會出現(xiàn)抽搐等病癥。O3-、HPO42-對維持細胞的酸堿平衡起重要作用。近年來,馬拉松賽事在國內(nèi)各城市熾熱開賽。香蕉是馬拉松沿途補給站的標配,其中富含的鉀離子可以緩解大量出汗導致的肌肉靈敏度下降,A.為肌肉收縮提供大量能量B.參與構成細胞結構C.維持機體酸堿平衡D.對維持細胞和生物體的生命活動具有重要作用解析無機鹽不能提供能量,A項錯誤;香蕉富含的鉀離子可以緩解大量出汗導致的肌肉靈敏度下降,并能提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性,說明無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動有重要作用,D項正確,B、C項錯誤。答案D生命觀念——水的存在形式和功能一般來說,水在細胞中含量最多。水在細胞中以兩種形式存在——自由水和結合水。在生物體的不同情況下,水的含量并不相同,但水的功能卻是一樣的。結合水是細胞結構的重要成分;自由水是良好溶劑,參與生化反響(例如參與糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的水解),提供液體環(huán)境,運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物等。內(nèi)化運用有機化合物中不同的化學基團對水的親和力不同。易與水結合的基團稱為親水基團(如—NH2、—COOH、—OH),具有大量親水基團的某些蛋白質(zhì)、淀粉等分子易與水結合;難與水結合的基團稱為疏水基團,如脂質(zhì)分子中的碳氫鏈。脂質(zhì)分子往往有很長的碳氫鏈,難溶于水而聚集在一起。請答復以下問題。(1)等量親水性不同的兩種物質(zhì)分散在甲、乙兩個含有等量水的容器中,如下圖。容器甲中的自由水含量比乙的。(2)相同質(zhì)量的花生種子(含油脂多)和大豆種子(含蛋白質(zhì)多),當它們含水量相同時,自由水含量較多的是種子。(3)以占種子干重的百分比計算,種子萌發(fā)時枯燥大豆種子的吸水量要比枯燥花生種子的吸水量。(4)種子入庫前必須對其進行枯燥處理,以降低種子中的含水量,這是因為:①;

②。解析結合水是被親水基團束縛住的水,結合水的多少與親水基團的外表積有關,油脂含疏水基團多,蛋白質(zhì)含親水基團多,因而蛋白質(zhì)的吸水能力比油脂強。種子在入庫前應曬干,降低自由水含量以減弱其代謝強度,減少有機物的消耗。答案(1)少(2)花生(3)多(4)①種子含水量多,新陳代謝強,種子內(nèi)儲藏的營養(yǎng)物質(zhì)損失多②種子含水量多,新陳代謝強,放出熱量多,溫度升高,種子易發(fā)芽霉變1.每年3月22日是“世界水日〞。以下關于水的表達不正確的選項是()。A.生化反響必須在水中進行B.水是細胞鮮重中含量最多的化合物C.水在細胞中的存在形式并非一成不變D.自由水與結合水的比例與新陳代謝的強弱關系不大解析生物體的生化反響必須在水中進行,A項正確;細胞鮮重中含量最多的化合物是水,其次是蛋白質(zhì),B項正確;水在細胞中的存在形式并非一成不變,自由水和結合水可相互轉化,C項正確;自由水與結合水的比例與新陳代謝的強弱有關,自由水與結合水的比值越高,細胞新陳代謝越強,D項錯誤。答案D2.生物的新陳代謝需要酶的催化,研究發(fā)現(xiàn),生物體內(nèi)有70多種酶的活性與鋅有關,這說明鋅()。A.是細胞中某些復雜化合物的重要組成成分B.對維持生物體生命活動有重要作用C.對維持細胞形態(tài)有重要作用D.對調(diào)節(jié)細胞內(nèi)溶液的濃度有重要作用解析新陳代謝需要酶的催化,生物體內(nèi)有70多種酶的活性與鋅有關,說明鋅對維持生物體的生命活動有重要作用。答案B3.一個正在進行旺盛生命活動的細胞,如果其在生命活動過程中含水量不變,那么()。A.溫度升高,結合水比例減少,自由水比例增加B.溫度升高,結合水比例增加,自由水比例減少C.溫度降低,結合水比例減少,自由水比例增加D.溫度變化不會改變結合水和自由水原有的比例解析水的存在形式與代謝的關系:假設細胞內(nèi)自由水比例升高,那么代謝旺盛,反之代謝緩慢。水與溫度的關系:在活細胞內(nèi)水受溫度的影響,自由水和結合水可相互轉化,即升高溫度時自由水增多,反之結合水增多。答案A4.以下關于生物體內(nèi)有機化合物所含元素的表達,錯誤的選項是()。A.葉綠素含有鎂元素 B.血紅蛋白含有鐵元素C.脫氧核糖含有磷元素 D.胰島素含有碳元素解析鎂元素是葉綠素的重要組成局部,A項正確;鐵元素是血紅蛋白的重要組成局部,B項正確;脫氧核糖是五碳糖,所含有的元素為C、H、O,沒有磷元素,C項錯誤;胰島素為蛋白質(zhì),含有碳元素,D項正確。答案C5.水在植物的生命活動中具有重要作用。風干種子只有吸收足夠的水才能進行旺盛的代謝活動,使胚生長。小麥種子萌發(fā)過程中吸水量隨時間變化的趨勢如下圖。答復以下問題。(1)植物細胞中的水通常以結合水和自由水兩種形式存在,風干種子細胞中的水主要以的形式存在。經(jīng)階段Ⅰ吸水后,種子中的水主要是