1、高考资源网（） 您身边的高考专家2014-2015学年生物（新人教版）必修一同步导学案 2.5 细胞中的无机物 一、学习目标说出水在细胞中的存在形式和作用。说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用二、学习重、难点1.重点：水和无机盐在细胞中的存在形式和作用2.难点：水的存在形式，结合水与自由水的区别三、知识网络四、导学过程 “导”自主预习1细胞中的无机物主要包括_和_，_是细胞中含量最多的化合物，_大多数以_的形式存在。2水在细胞中以_和_两种形式存在，其中_是细胞结构的重要组成成分，_占细胞中水的绝大部分，以 形式存在，可以自由流动。3 细胞中无机盐的主要功能包括;维持细胞和生物体_，维持_。
2、4细胞是多种元素和化合物构成的_。_等化学元素在细胞内含量丰富，是构成细胞中主要化合物的 ；以 为骨架的_ 等有机化合物，构成细胞生命大厦的 ；_提供了生命活动的主要能源；水和无机盐与其他物质一道共同承担起_ 重要功能。“导”自主预习参考答案1水 无机盐 水 无机盐 离子 2自由水 结合水 结合水 自由水游离 3生命活动有重要作用 维持细胞的酸碱平衡 4生命系统 C、H、O、N 基础 碳链 糖类、脂质、蛋白质和核酸 基本框架 糖类和脂肪 构建、参与细胞生命活动等 “学”互动探究探究一 细胞中的水请阅读课本P35归纳与讨论：细胞中水的存在形式及功能？生物体内水含量的多少及其存在状态的改变，与新陈
3、代谢的关系如何？提示：自由水和结合水的含量取决于细胞的代谢强弱。不同的组织器官、不同的细胞、不同生物、同一生物的不同发育阶段自由水的量和结合水的量都不相同。一般情况下，温度略升高，自由水含量将升高，反之则自由水含量降低。生物体内水含量的多少及其存在状态的改变，也影响着新陈代谢的进行。一般情况下，生物体内的含水量在70%以上时代谢活跃；含水量降低，则代谢不活跃或进入休眠状态。当自由水比例增加时，生物体的代谢活跃，生长迅速；而当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。【经典回眸】生物体没有水就不能存活的根本原因是（ ）A、水在细胞内以两种形式存在 B、水在不同生物体
4、中含量不相同C、细胞内各种化学反应都是在水中进行的 D、大部分水在细胞内可以自由流动【解析】水可以运输营养物质和代谢废物，是反应良好的溶剂。答案：C【变式训练】1.卷柏干枯后，如得到充足的水仍能成活，其原因是（ ）A.失去自由水 B.虽失去结合水，但有特殊酶C.此生物有特殊的结构 D.以上都不正确探究二 细胞中的无机盐小组讨论回答下列问题：无机盐尽管含量很少，但对生物体有多方面的作用，同样是生命活动所必需的。无机盐在细胞中有哪些作用?提示：关于无机盐在细胞中的作用，教材讲得比较少，在学习时注意补充以下几点。(1)参与调节生物体的代谢活动。有些无机离子是酶、激素或维生素的重要成分。例如，铁参与组
5、成血红蛋白、细胞色素等，参与氧的运输和呼吸作用中的电子传递过程等。(2)维持生物体内的平衡。体内平衡是使细胞具有稳定的结构和功能，使生物能维持正常的代谢和生理活动的必要条件。有关体内平衡的内容很复杂，情况多变。其中的3个主要方面与无机盐含量的稳定密切相关。渗透压平衡：细胞内外的无机盐的含量是维持细胞渗透压的重要因素。酸度平衡：pH调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响着细胞组成物的所有特性以及在细胞内发生的一切反应。离子平衡：动物细胞内外的Na+、K+、Ca2+的比例是相对稳定的。【经典回眸】酷暑季节，室外作业的工人应多喝（ ）A.盐汽水 B.核酸型饮料C.蛋白质型饮料 D.纯净水【解析】汗液
6、的主要成分是水，还含有无机盐（如氯化钠）和尿素等物质。酷暑季节，室外作业的工人出汗多，水、无机盐被排出，造成体内水、无机盐的含量减少。失水过多，会造成脱水，危及生命。生物体内的无机盐离子，必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡非常重要，这是生物体进行生命活动必要的条件。出汗后，除了补充水分外，还应补充无机盐，应喝盐汽水。答案：A【变式训练】2.已知Mn是许多酶的活化剂，例如能激活硝酸还原酶。缺Mn的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子（ ）A、对维持细胞的形态和功能有重要作用 B、对维持生物体的生命活动有重要作用C、对维持细胞的酸碱平衡有重要作用 D、对于调节细胞内的渗透压有重
7、要作用变式训练参考答案：1A 2B五、达标检测1、生物体内可以把营养物质运送到各个细胞，并把废物运送到有关器官排出体外的物质是（ ）A、载体 B、无机离子 C、自由水 D、结合水2、在晒干的谷物中，水的含量约占1315%，这些水存在的形式主要是（ ）A、自由水 B、蒸发水 C、结合水 D、结晶水3、2014年8月4日，美国凤凰号火星探测器发射升空，预计于2014年5月在火星北极登陆，并开始进行科学研究，其中有一项重要任务是考察火星上是否存在水。在探索外星空间是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的一步。这是因为水对生物体的意义是（ ）A、水可以降温 B、水在生物体内可以流动C、水能
8、与蛋白质结合 D、生化反应必须在水中进行4、构成叶绿素分子不可缺少的无机离子是（ ）A、钙离子 B、铁离子 C、镁离子 D、氢离子5、儿童患佝偻病，发烧时就会抽搐，医生建议他平时要补充（ ）A、新鲜水果和蔬菜 B、钙片和维生素D C、谷物种皮和胡萝卜 D、蛋白质和糖类6、某人高温下从事剧烈体力劳动过久，突然腿部肌肉痉挛，主要原因是（ ）A、剧烈劳动使血糖降低 B、高温使人的新陈代谢不正常C、大量排汗使体内水分损失过多 D、大量排汗使体内盐分损失过多参考答案：1-6 C C D C B D六、依据考点，归纳总结【例1】幼小植物体内自由水与结合水的比值不断增大时，植物体内新陈代谢活跃，生长迅速；自
9、由水与结合水的比值不断减小时，植物体内新陈代谢减弱，生长缓慢。下面解释正确的是 ()结合水是植物细胞结构的一部分，不参与代谢反应结合水参与某些代谢反应自由水是各种代谢活动的介质 自由水参与某些代谢反应AB CD解析：本题考查自由水的生理作用。自由水是良好的溶剂，营养物质和代谢废物通过自由水运输，自由水又参与一些代谢过程，因此自由水与结合水的比值增大时，代谢加快。答案：C【教您一招】解题时首先要区分涉及的是细胞内水的生理作用还是仅是自由水的生理作用。水的生理作用既包括自由水的作用又包括结合水的作用。结合水的作用是维持生物体内大分子物质的空间结构，是细胞内的结构成分，而自由水的生理功能较多。【温馨
10、提示】自由水与结合水的比值与新陈代谢的关系(1)结合水的含量高低与植物的抗逆性呈正相关。在干种子、越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量高，从而使植物的抗旱性、抗寒性增加，以适应不良的环境条件。(2)生物体的代谢水平与自由水和结合水的比值有关。一般情况下，当自由水和结合水的比值增大时，生物体的新陈代谢活跃，生长迅速；当自由水和结合水的比值减小时，生物体的新陈代谢减弱，生长缓慢。【例2】下列关于无机盐的叙述，错误的是 () A缺铁性贫血是因为体内缺少铁，血红蛋白不能合成BMg2是叶绿素的组成成分之一，缺少Mg2影响光合作用C细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如碳酸钙构成骨骼、牙齿D碘
11、是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘解析：细胞中的无机盐大多以离子形式存在，如Na，K等，有些无机盐是以化合物的形式存在，如碳酸钙。答案：C【温馨提示】常见无机盐在细胞中的作用N：是构成蛋白质、核酸等物质的主要元素，能促进植物的细胞分裂。植物缺氮时叶片发黄。P：是构成核酸、磷脂、ATP、NADP或NADPH等物质的重要元素。缺磷时叶片暗绿，并出现紫色。K：提高神经系统兴奋性，维持细胞内液渗透压。人体缺钾，反应迟钝，心律失常。Ca：是牙齿、骨骼的组成元素。人体缺钙，儿童患佝偻病，成年人患骨质疏松症。S：构成甲硫氨酸和半胱氨酸等含硫蛋白质的重要元素。Mg：是叶绿素的主要成分。缺镁，植物的叶片
12、发黄。Fe：是血红蛋白的主要成分。人体缺铁会患缺铁性贫血症。B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长，有利于受精作用顺利进行。缺硼，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。I：甲状腺激素的合成原料。成年人缺碘时，患地方性甲状腺肿。Na：维持细胞外液渗透压。缺钠，细胞外液渗透压下降，心率加快，严重时昏迷。【例3】下列有关细胞中元素和化合物的叙述，正确的是 ()A细胞中所有的有机化合物中必定含有C、H、O、N四种基本元素B蛋白质和核酸是重要的能源物质，为生命活动供能C晒干的种子因缺少自由水而不能萌发D调节生命活动的激素均为蛋白质解析：细胞中的糖类和脂肪只含C、H、O，不含N。蛋白质是生命活动的主要承担者，核酸是遗传
13、信息的携带者，糖类和脂肪才是细胞内的重要能源物质。自由水含量与代谢密切相关，晒干的种子只有吸收了大量水后，自由水含量增加，代谢加快，才会萌发。调节生命活动的激素有的是蛋白质，有的不是，如性激素属于脂质。答案：C【温馨提示】细胞中的各种元素和化合物构成生命系统的物质基础(1)元素基础：C、H、O、N等化学元素是构成细胞中主要化合物的基础。(2)化合物基础：以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物，构成细胞生命大厦的基本框架。(3)能源基础：糖类和脂肪是生命活动的重要能源。(4)构建调节基础：水和无机盐与其他物质共同构建细胞并参与细胞生命活动的调节。【例4】为验证“镁是植物生活的必需元素
14、”，三位同学进行了实验设计，下列是实验的基本思路。请分别指出三个实验思路能否达到实验目的，为什么？再写出你的设计思路。(1)实验一：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器培养。对照组容器内只盛有蒸馏水，实验组盛有蒸馏水配置的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况。 _。 (2)实验二：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有沙性土壤的容器中(沙性土壤肥力均匀，容器符合实验要求)，对照组浇以蒸馏水配制的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。_。(3)实验三：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有沙性土壤的容器中(沙
15、性土壤肥力均匀，容器符合实验要求)，对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液，实验组浇以不含镁离子的营养液，两组置于相同的适应条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。_。(4)下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。_。解析：植物是否需要某种矿质元素可以通过“溶液培养法”进行测定，具体地说，就是在人工配制的营养液中除去或加入某一种矿质元素，然后观察植物在营养液中生长发育的状况。如果除去某一矿质元素后，植物的生长发育仍然正常，就说明这种矿质元素不是植物必需的矿质元素，如果除去某一种元素后，植物的生长发育不正常了，而补充这种元素后，植物的生长发育又恢复正常状态，就说明这种矿质元素是植物必
16、需的矿质元素。我们可以设置两组实验，一组用完全培养液，一组用只缺少镁的培养液培养植物，观察比较两组植物的生长发育情况，即可断定镁是否为必需矿质元素。对溶液进行通气的目的是增加水中氧气的含量，促进根细胞的呼吸作用，有利于根对矿质元素离子的吸收。在题目给出的3个实验设计中，(1)组实验因为蒸馏水和镁盐溶液均缺乏植物必需的矿质元素，所以两组植物生长均不正常；(2)和(3)因为两组容器内的沙性土壤中都可能含有镁离子，实验设计都存在缺陷。答案：(1)不能。因为蒸馏水和镁盐溶液均缺乏植物必需的矿质元素而使两组植物生长均不正常(2)不能。因为两组容器内的沙性土壤中都可能含有镁离子(3)不能。因为两组容器内的
17、沙性土壤中都可能含有镁离子(4)取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器，对照组盛有含植物必需各种矿质元素的完全营养液，实验组盛有不含镁离子的营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况【温馨提示】实验纠错应该把握的几个环节(1)分析实验步骤的设计是否遵循实验原理，没有遵循实验原理设计的实验步骤肯定是错误的。(2)实验步骤的设计是否遵循对照原则、等量原则、单一变量原则等等。违背了这些原则设计的实验步骤肯定是错误的。(3)对实验结果的预测应该是自由变量引起的结果，如果是无关变量引起的结果，实验预测肯定是错误的。(4)实验结论的预测应该根据自变量引起的结
18、果比较分析，得出相应的结论。七、布置作业一、选择题1下面关于细胞中含水量的叙述，不正确的是 () A是人体细胞中含量最多的化合物B新陈代谢旺盛的植物细胞含水量高C越冬植物同其他植物相比，细胞内自由水的含量较高D老年人细胞中的含水量比婴儿少2某乳酸亚铁口服液可以有效地治疗人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe2进入人体后能 ()A维持细胞内酸碱平衡B维持细胞正常的渗透压C构成红细胞中的血红蛋白D促进产生更多的红细胞3米虫能够在干燥的大米中生活是因为 ()A米虫的生活不需要水B米虫可以利用空气中的水C米虫可以利用氧化有机物产生的水D米虫不向外排水，自身细胞液即可满足需要4人体中水的含量约占65%，下
19、列选项中能正确说明水对人体重要性的是 ()水和糖类、蛋白质、脂肪一样，为人体提供能量没有水，人体内大部分化学反应就根本不会发生水的比热容大，有利于维持体温体内营养物质的运输离不开水ABCD5英国医生塞达尼任格在对离体蛙心进行实验的过程中发现，用不含钙的生理盐水灌注蛙心，蛙心收缩不能维持，用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐 () A是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分B对维持生物体的生命活动有重要作用C对维持细胞的形态有重要作用D为蛙心的持续跳动提供能量6下列关于无机盐在生物体内所起作用的叙述，错误的是 ()A合成DNA、RNA、脂肪等物质时，都需要磷酸盐作原料
20、B根瘤菌的固氮酶中含有钼、铁，说明某些金属元素可以成为一些复杂化合物的构成元素C观察人的口腔上皮细胞时要用浓度为0.9%的生理盐水，这说明无机盐在维持细胞的形态和功能中有重要作用D人缺碘会患大脖子病，是因为碘是合成甲状腺激素的重要原料7某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子，它们对植物的生长都有影响。下表列出的5种培养液中，甲、乙、丙3种离子的浓度(单位：mmol/L)不同。为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，进行实验时可以选用的两种培养液是 ()培养液编号甲离子2030503040乙离子5545604555丙离子1015202525A.BC D8人的红细胞必须生活在含有氯化钠的0.9%的
21、血浆中，若将红细胞置于浓盐水中，红细胞则会失水皱缩，从而丧失输送氧气的功能。这些事实说明 ()A无机盐对维持生物体的新陈代谢有重要作用B无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用C无机盐离子容易进出细胞D水分子容易进出细胞二、非选择题9刚刚收获的小麦种子经曝晒，失去了大量的水分，这些水属于_，再将晒干的种子放在试管内用酒精灯加热，试管壁上将出现小水珠，这些水属于_。经曝晒的种子易储存，是因为_减少后，细胞内生命活动的重要_受到抑制的结果。10探究镍为植物生活所必需的无机盐。材料用具：完全营养液甲、缺镍的营养液乙、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐。(1)方法步骤将长势相似的玉米
22、幼苗分成数量相同的两组；_；_。(2)实验预期：甲营养液中玉米幼苗正常生长，_。(3)为进一步验证镍一定是必需的无机盐，还应增加的实验步骤是_；结论是_。参考答案： 1C解析：如果越冬植物细胞内自由水的含量较高，则容易结冰而冻伤。2C解析：铁是构成血红蛋白的成分，所以缺铁会导致缺铁性贫血。3C解析：运用逐项分析排除法。生物的生活离不开水，可以排除A项；一般生物的体表或多或少要散失水分，排除D项；有机物分解的最终产物一般有二氧化碳和水，这种水叫代谢水，米虫的生活很大程度上依赖代谢水，可以少产生尿素从而减少排尿素所需的水分。4C解析：本题考查水的生理作用。水在人体内不能分解释放能量；水的主要生理作
23、用是生物化学反应的媒介物，可运输营养物质和代谢废物。5B解析：A、B、C三项都是无机盐的功能，但从题意可看出钙盐有维持心脏持续跳动的功能，而心脏持续跳动显然是生物体的生命活动。6A解析：脂肪仅由C、H、O三种元素组成，不含有P，因此合成脂肪不需要磷酸盐作原料。7C解析：根据单因子变量原则，研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，要保持甲、乙离子的浓度相同。8B解析：由题干可知，0.9%的NaCl溶液利于维持细胞的形态；当红细胞大量失水后，丧失输氧功能，说明该无机盐还维持红细胞的功能。9答案：自由水结合水自由水化学反应解析：自由水可以流动，易蒸发，所以在曝晒中易散失；而结合水一般情况下不易散失，但
24、在用酒精灯加热时，这些水分子就被迫与其结合的物质分离而散失出去。自由水的功能之一是细胞生命活动的重要化学反应的场所。所以当自由水散失后，其化学反应受到了抑制，特别是细胞呼吸受到了抑制，所以种子就不容易发热、发霉、变质。10答案：(1)将一组玉米幼苗放在缺镍的营养液乙中培养，另一组玉米幼苗放在等量的完全营养液甲中培养将两组幼苗放在相同的适宜环境中培养数天，观察实验结果(2)若乙营养液中玉米幼苗也正常生长，则镍不是植物必需无机盐；若乙营养液中玉米幼苗不能正常生长(或表现出缺素症)，则镍可能是必需无机盐(3)在缺镍的完全营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后，原来异常的玉米幼苗恢复正常生长(
25、或病症消失)镍是植物生活必需的无机盐解析：运用对照性原则，将玉米幼苗随机分成两组，分别放在不同的培养液中培养，观察实验结果，对结果进行分析，从而得出结论。要验证镍为植物生活所必需的无机盐，必须理解“必需元素”的概念，会用“溶液培养法”。植物缺少该无机盐表现异常，但添加后又能恢复正常的就是植物所必需的元素。溶液培养法又称水培法，就是在人工配制的营养液(或蒸馏水)中加入或减少某种无机盐来观察植物的生长情况，从而判断植物生长所必需的元素的一种方法。八、课后反思同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏。收获内容疑点内容- 12 - 版权所有高考资源网