1、第5节细胞中的无机物学习导航1.阅读教材内容，明确水在细胞中的存在形式和作用。2.结合教材“思考与讨论”，总结无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。重难点击1.自由水的功能。2.无机盐的作用。课堂导入方式一：当你在跑步机上狂奔了几十分钟，或者酣畅淋漓地打了一场篮球后，会感觉口渴，想喝水。专家给出的建议是喝些淡盐水。水和无机盐在人体细胞中有哪些存在形式和生理作用呢？方式二：2009年美国“宇宙神5”运载火箭第二级与“月球坑观测和传感卫星”LCROSS先后高速撞击了月球南极陨石坑，以此探测月球上是否有水分子存在，11月，美国宇航局宣布，月球上有着数量惊人的水。这使人们在月球上建立空间生活基地的梦想成
2、为可能。为什么人们一直把水和生命的存在相联系？水在生命活动中有哪些作用？一、细胞中的水1水的含量(1)不同生物体内含水量不同，一般水生生物体内的含水量比陆生生物多。(2)同一生物体内，不同器官的含水量不同，一般代谢旺盛的组织、器官含水量较多。(3)生物体在不同的生长发育时期含水量不同。2水的存在形式及作用(1)结合水概念：与细胞内其他物质相结合的水，约占细胞内全部水分的4.5%。功能：是细胞结构的重要组成成分。(2)自由水概念：在细胞中以游离的形式存在的水。功能：细胞内的良好溶剂；参与生物化学反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物。合作探究1自由水和结合水对生物体都具有重要的作用，请
3、分析：(1)刚刚收获的鲜种子一般要放在阳光下暴晒，种子变干，重量减轻，鲜种子失去的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？答案失去的主要是自由水，种子仍保留活性。(2)将干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠产生，这种情况下，干种子失去的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？答案失去的主要是结合水，种子丧失活性。2自由水和结合水的含量比例对生物的代谢和抗逆性有着重要的意义，请分析：(1)晒干的种子能够长久保存，浸泡吸水后能够萌发，据此推断自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系？答案在一定范围内，自由水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛。(2)越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合
4、水含量升高。这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有何关系？答案一般情况下，自由水和结合水的比值越大，细胞的抗逆性越差。1下列有关水的叙述中错误的是()参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水生物体内化学反应离不开水水是细胞结构的组成成分之一人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大A BC D答案C解析自由水的比例越大，细胞的代谢强度越强，代谢旺盛的细胞内自由水的比例较大，而干种子的细胞内自由水的比例较小。一题多变幼小植物体内自由水/结合水比值不断增大时，植物体内新陈代谢活跃，生长迅速；自由水/结合水比值不断减少时
5、，植物体内的新陈代谢减弱，生长缓慢。下面解释正确的是()结合水是构成植物细胞结构的一部分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A B C D答案C解析自由水是良好的溶剂，营养物质和代谢废物在水中运输，自由水又参与一些代谢反应，因此自由水/结合水的比值增大时，代谢加快。2卷柏有“九死还魂草”之称，它在干枯后，如得到充足的水仍能成活，其原因是()A失去的水为自由水B失去的水为结合水C此生物有特殊的结构D干枯的卷柏中，结合水/自由水的比值会减小答案A解析结合水是构成生物体的重要成分，当失去结合水时，则细胞的结构被破坏而死亡，即使再补足水也不能复活。卷柏属于蕨类植物，适
6、应能力强，干枯后得到充足的水仍能成活，所以失去的是大量的自由水，结合水/自由水的比值会增大。二、细胞中的无机盐1存在形式(1)大多数无机盐以离子的形式存在。(2)少数与其他化合物结合。2作用(1)无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分。(2)维持细胞和生物体的正常生命活动。(3)对维持细胞的酸碱平衡非常重要。合作探究无机盐对生物体有着重要的作用，请分析下列实例：1为什么人体缺铁会导致贫血？为什么植物缺镁会影响光合作用？答案铁是血红蛋白的重要组成成分。镁是叶绿素的重要组成成分。2足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，你知道是什么原因吗？答案这是随着汗液的排出而丢失了大量钙离子引起的。3生
7、理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴浓度相等的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生病输液时，通常要用生理盐水溶解药物后再输液，这样做的目的是什么？答案保证细胞的生活环境不发生变化，维持细胞正常的渗透压。3下列与无机盐的功能无关的是()A是细胞中的能源物质之一B是某些重要复杂化合物的组成成分C能维持生物体的生命活动D能维持细胞的酸碱平衡答案A解析无机盐不是能源物质；无机盐是某些重要复杂化合物的组成成分；无机盐能维持生物体的生命活动；无机盐能维持细胞的酸碱平衡。一题多变将下列无机盐的功能和实例连线：答案cab1下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
8、提供能量没有水，人体内大部分化学反应根本不能进行人体缺水时，体内的水全部以结合水的形式存在体内营养物质的运输离不开水A B C D答案C解析人体细胞内的水以自由水和结合水两种形式存在，自由水具有运输营养物质的功能，体内大多数化学反应的进行都离不开水。2下表分别是生物体及人体组织、器官的含水量。对表中数据分析可得出的正确结论是()生物体的含水量生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物含水量/%9780857865906080人体组织、器官的含水量组织器官牙齿骨骼骨骼肌心脏血液脑含水量/%102276798284构成生物体的成分中水的含量最多生物体的含水量与生物的生活环境密切相关代谢旺盛的组织、器官含水
9、较多组织、器官的形态结构差异与水的存在形式相关A BC D答案A解析生物含水量最多且与其生存环境有关；含水量与组织器官的代谢强度有关，一般代谢旺盛的组织、器官含水量多；题中骨骼肌、心脏、血液、脑含水量虽有差异，但差异不大，而它们的形态结构却差异很大，这与水的存在形式有关。3无机盐在生命活动中不可缺少，合成叶绿素和血红蛋白分子必需的离子分别是()AMg2、Fe2BCa2、Mg2CPO、KDK、I答案A解析叶绿素的组成元素是C、H、O、N和Mg；血红蛋白的组成元素是C、H、O、N和Fe。4在大米和面粉中生活的米虫一生都不需要“饮水”，也吃不到含水量丰富的食物，可它们仍能正常生活，其原因是()A米虫
10、的生命活动不需要水B米虫体内含有大量水C米虫消化淀粉时产生水D米虫在新陈代谢中产生水答案D解析米虫虽不饮水，也吃不到含水量丰富的食物，可它们仍能正常生活，是因为其代谢过程中产生水。5请回答下列有关无机盐的问题：(1)哺乳动物和人体中缺Ca2会出现抽搐，缺K会感到麻木，这说明无机盐对 有重要作用。(2)做血涂片时，若用清水稀释血液，则过一段时间后血细胞会涨破，若用质量分数为10%的NaCl溶液稀释血液，过一段时间后血细胞会皱缩，这说明无机盐对 有重要作用。(3)在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中NaHCO3的含量减少时，会形成酸中毒；当血浆中的H2CO3含量
11、减少时，则形成碱中毒。这说明 。答案(1)维持生物体正常的生命活动(2)维持细胞的正常形态(3)无机盐能够维持生物体内的酸碱平衡基础过关1下列关于水的叙述，不正确的是()A结合水是细胞的重要组成成分B血浆中的水大部分是自由水C肌肉细胞内的水大部分是结合水D自由水可参与细胞化学反应答案C解析活细胞内的水大部分是自由水。22012年“世界水日”的主题是“水与粮食安全”。下列关于水的叙述不正确的是()A水是细胞中含量最高的化合物B水在细胞中的存在形式和功能是一成不变的C生化反应必须在水中进行，所以任何生命体都离不开水D同一个体在不同的生长发育期，体内含水量不同答案B解析水在细胞中的存在形式和功能是可
12、变的。3冬小麦要经过严寒的冬季，春化后在春季抽蘖，夏季收获。请比较细胞中的结合水与自由水的比值在其生长期冬季到春季的变化()A升高 B下降C不变 D波动不大答案B解析项目温度自由水含量代谢表现冬季低低弱抗性强春季高高强生长旺盛4.若自由水与结合水的比值用b表示，那么同一生长发育时期的根尖分生区细胞为b1，根冠细胞为b2，比较二者的比值大小为()Ab1b2 Bb1b2Cbb2 D无法判断答案B解析分生区细胞相对于根冠细胞代谢旺盛，细胞内自由水与结合水的比值高。5磁共振技术(MRI)可应用于临床疾病诊断。因为许多疾病会导致组织和器官内水分发生变化，这种变化恰好能在磁共振图像中反映出来。下列有关叙述
13、错误的是()A构成人体的不同组织和器官含水量是不一样的B水在细胞中的存在形式及功能是不变的C组织发生病变，会影响组织内的化学变化D发生病变的器官，新陈代谢速率往往会发生改变答案B解析水是细胞中含量最多的化合物，水在细胞中的存在形式及功能并不是一成不变的，人体在不同环境下，体内代谢强度不同，细胞内自由水含量会发生改变；人体中不同组织器官的代谢强弱不同，是与含水量相对应的；组织或器官病变，代谢强度降低，细胞内的生物化学反应受到影响。6下列关于细胞中无机盐的叙述，错误的是()A细胞中的无机盐主要以分子状态存在B有的无机盐可以与蛋白质结合C有的无机盐游离在水中维持细胞的pHDMg是合成叶绿素分子的原料
14、答案A解析细胞中的无机盐主要以离子状态存在。7某运动员比赛后化验，体液中Ca2含量太低，导致神经和肌肉的兴奋性过高而出现抽搐。这一事实说明Ca2的生理功能之一是()A构成细胞结构的主要成分之一B维持细胞的正常形态C维持细胞的正常生理功能D调节渗透压和酸碱平衡答案C解析由题意可知Ca2在题设条件下的主要功能是维持细胞的正常生理功能。8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554
15、5604555丙离子1015202525A. B C D答案C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。9关于生物体内水和无机盐的叙述，不正确的是()A体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水B某些无机盐是组成RNA和纤维素的必需成分C生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水D自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化答案B解析水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把代谢废物运送到排泄器官或直接排出体外；纤维素属于糖类，只含有C、H、O三种元素，不含无机盐；生物体内无机盐浓度的变化，改变细胞内外的浓度差，从而影响细胞
16、吸水或失水；自由水与结合水的比例越大，代谢越强，反之越弱。10结合下列曲线图，有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是()A曲线可表示人体内自由水与结合水的比值随年龄的变化B曲线可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化C曲线可表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，种子内无机盐的相对含量变化D曲线可表示人从幼年到成年体内水含量的变化答案C解析一般来说，细胞内的结合水含量是相对稳定的，但自由水的含量变化较大，衰老的细胞中自由水含量减少，细胞内自由水与结合水的比值也将减小；自由水是细胞内的良好溶剂，细胞内许多化学反应都需要有水的参与，所以细胞内自由水与结合水的比值升高后，代谢增强，细胞呼
17、吸速率加快；玉米种子被烘干的过程中含水量越来越少，其内的无机盐相对含量逐渐增加，最后达到一恒定值；人体老化的特征之一就是水的含量减少，幼儿体内水的含量约为77%，远远高于成年人体内水的含量。 能力提升11水是生命之源，也是细胞内各种化学反应的介质，在细胞中有两种存在形式，即自由水和结合水。在植物细胞中自由水和结合水相对比例的变化，是与生命活动相适应的。请回答下列有关问题：(1)农民将新收获的种子放在场院晒，是为了除去部分 ，然后再将其储存。这样做有两个目的，一是防止水分过多而霉变；二是降低种子的呼吸作用，从而减少有机物的消耗。这说明 水多，代谢旺盛。(2)如果将晒过的种子再用火烘烤，失去的主要
18、是 水，将这些种子种下还能萌发吗？ 。(3)血液凝固时 水转变成 水，说明自由水和结合水可以相互转化。(4)幼小的植物体内自由水比例减小时，植物代谢强度降低，生长缓慢；自由水比例增大时，机体代谢活跃，生长迅速。这说明了 。答案(1)自由水自由(2)结合不能(3)自由结合(4)自由水相对含量越高，代谢越旺盛12铁是合成人体血红蛋白不可缺少的成分，人体缺铁可引起贫血症。食物中的铁一般是有机铁，人体只能吸收利用其中的10%左右，铁锅中却含有容易被人体吸收利用的无机铁，用铁锅烧菜，对防治缺铁性贫血大有好处。钙在人体内的总量达1 300 g，其中99%存在于骨骼，一旦离子钙在血浆中的浓度明显下降，神经肌
19、肉兴奋性会大大增加，出现手足抽搐症；相反，血钙过高会引起肌无力。(1)贫血症患者血液运输 的能力低。一般的贫血症患者除要补充铁以外，还应多吃一些含 丰富的食物。(2)人体中含钙最多的是 。A肌肉 B骨组织C上皮组织 D神经组织(3)人在长跑后，因流汗过多常出现抽搐现象，这是因为身体中 含量太低。AK BNaCCa2 DMg2(4)由上述铁、钙在人体中的作用可以说明无机盐在生物体内有哪些重要作用？ 。(5)用化学分析法测得某有机物的化学成分及含量如下表所示，则该物质最可能是 。元素CONHSFe含量/%92.3933.5182.7541.2140.0060.006A.核酸 B脂肪C蛋白质 D糖类
20、答案(1)O2蛋白质(2)B(3)C(4)有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，有些无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用(5)C13设计一个实验证明镍盐为植物生活所必需的无机盐，根据提供的实验材料用品，完成实验步骤，并得出相应的结论。(1)材料用品：完全培养液甲，缺镍的完全培养液乙，适当的固定材料，广口瓶若干，长势相似的玉米幼苗，含镍的无机盐。(2)方法步骤：取两个洁净的广口瓶编号A、B，并向A中加入一定量的完全培养液甲，向B中加入 。取 平均分为两组，将其中一组放入A瓶中，另一组放入B瓶中。将两广口瓶置于 的条件下培养一段时间，观察 。(3)实验结果及结论：A瓶 ；B瓶中 。说明
21、 。(4)为进一步验证镍盐一定是必需的无机盐，还应增加的实验步骤是 。答案(2)等量的缺镍的完全培养液乙长势相似的玉米幼苗相同且适宜玉米幼苗的生长状况(3)玉米幼苗生长正常玉米幼苗不能正常生长镍盐是植物生活所必需的无机盐(4)向B瓶中添加镍盐，观察玉米幼苗能否恢复正常生长解析根据实验目的，本实验的自变量是营养液中镍的有无，其他条件均应相同。溶液培养法可以用来判定某元素是否是必需元素，运用对照原则，将玉米幼苗随机分为两组，分别放在含镍和不含镍的完全培养液中培养，观察实验结果，对结果进行分析，得出结论。走进高考14(2014海南卷，5)下列关于植物体内水分的叙述，错误的是()A植物体内的水分参与营
22、养物质的运输B水是构成叶肉细胞的重要化合物之一C自由水可作为细胞内化学反应的反应物D同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同答案D解析植物体内的水分参与营养物质的运输，A正确；水是构成叶肉细胞的重要化合物之一，B正确；自由水可作为细胞内化学反应的反应物，C正确；同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子的，D错误。15(2009山东卷，26节选)智能温室无土栽培作物，易于管理，优质高产。该项技术广泛应用于现代农业。(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是 和 。(2)植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整 。答案(1)细胞的组成成分调节植物的生命活动(2)营养液中无机盐的组成和比例(营养液的配方)解析题中在无土栽培所用营养液中的无机盐的作用是：构成细胞的组成成分；调节植物的生命活动；植物因种类和生长发育阶段不同，对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整无机盐的组成和比例。