1、第2章 组成细胞的分子第5节 细胞中的无机物学习目标核心素养1.简述水在细胞中的存在形式和作用。2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。3.简述元素和化合物与生命系统的关系。1.科学思维演绎与推理：利用生活中的现象理解自由水与结合水的转化及其与代谢的关系。2.生命观念结构和功能观：水是活细胞中含量最多的化合物，与其所发挥的各项生理作用相适应。3.科学探究能设计简单合理的实验方案探究某些无机盐是否是植物生长所必需的。读教材、抓双基自 主 预 习一、细胞中的水结论：一切生命活动都 12水。离不开二、细胞中的无机盐1正误判断(1)沙漠中的仙人掌体内水分含量非常少，也能很好地生长。()(2)新鲜幼
2、嫩的植物组织细胞中只含有自由水，代谢旺盛。()(3)参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水。()(4)自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大。()(5)不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大。()(6)水和无机盐都能维持细胞的生命活动。()(7)某些无机盐是细胞内一些大分子物质的组成成分，如 Fe参与血红蛋白的构成，Mg 参与叶绿素的形成。()(8)人体内 Na主要存在于细胞内液，K主要存在于细胞外液。()(9)无机盐在细胞内含量很少，主要以离子形式存在，具有维持渗透压、酸碱度及细胞正常生命活动的功能。()(10)氮是植物体内的重要元素之一，酶、核酸、ATP 中都含有氮元素。()2种子在
3、晒干过程中重量减轻，减少的主要是()A自由水 B结合水C无机盐D蛋白质解析：选 A 种子在晒干过程中，减少的主要是自由水。3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乏铁，血红蛋白不能合成B细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如 CaCO3构成骨骼、牙齿CMg2是叶绿素的组成成分，缺 Mg2会影响光合作用D碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘解析：选 B 铁是血红蛋白的组成成分，缺铁性贫血的原因是体内缺乏铁，导致血红蛋白不能合成，A 正确；细胞中的无机盐主要以离子的形式存在，部分无机盐以化合物的形式存在，B 错误；镁离子是叶绿素的组成成分，缺镁离子会影响叶绿素的合成
4、，进而影响光合作用，C 正确；碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘，D 正确。解疑难、提能力课 堂 探 究探究点一|细胞中的水|核心探究|1自由水与结合水的相互转化(1)条件自由水温度降低温度升高结合水(2)实例烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。2自由水和结合水的功能验证(1)鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻自由水散失，代谢减弱。(2)干种子用水浸泡后仍能萌发失去大量自由水的种子仍保持其生理活性。(3)干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠失去的主要是结合水。(4)失去结合水的种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生理活性。3自由
5、水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系(1)图示(2)曲线(3)在生产中的应用种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。种子储存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储存时间。越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。易 错 易 混细胞内水分的三点提醒(1)水是生命之源，但并不是水越多越好，如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。(2)晒干的种子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅度降低。(3)细胞内的结合水并不是在细胞内单独存在，而是吸附在纤维素、淀粉和蛋白质等大分子表面，形成水合物，作为细胞的结构成分。|探究思考|如何判断种子失去的水是自由水或结合水？提示 可根据失水后的种
6、子是否仍具有生命活力(能不能萌发)进行判断，若只失去一定量的自由水，则种子仍具有生命活力，在适宜条件下能萌发；若失去结合水，则会破坏细胞结构，使种子失去生命活力，不能萌发。|探究演练|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自由水可参与细胞内的生物化学反应解析：选 C 自由水约占细胞内全部水分的 95.5%，故肌肉细胞内的水大部分是自由水，C 项错误。2当植物由代谢旺盛的生长期转入休眠期时，体内结合水与自由水的比值通常会()A升高 B下降C无变化D产生波动解析：选 A 休眠的种子、越冬的植物及生活在干旱条件下的植物
7、，体内结合水的含量相对增多，使植物的抗逆性增强。3下列关于水的叙述，不正确的是()A生物种类不同，生物体的含水量不同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，所以任何生物都离不开水D同一个体在不同的生长发育期，体内含水量不同解析：选 B 生物种类不同，生物体的含水量不同；水在细胞内可以发生自由水和结合水的相互转化；生物体的生命活动离不开水，生化反应必须在水中进行；生物体在不同的生长发育期，含水量不同，如人体在幼年时期的含水量较高，随着年龄的增长，水的含量相对降低。2存在形式(1)游离存在：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，含量较多的阳离子有 Na、K、Ca2、Mg2、
8、Fe2、Fe3等，阴离子有 Cl、SO24、PO34、HCO3 等。(2)构成化合物：少数无机盐结合形成某些化合物，如CaCO3 是动物骨骼和牙齿的主要成分。3功能(1)细胞的重要组成成分。Ca 是骨骼和牙齿的重要成分，Fe 是血红蛋白的主要成分，Mg 是构成叶绿素的重要成分，I是甲状腺激素的组成成分。(2)维持生物体的正常生命活动。哺乳动物血液中钙离子含量低会出现抽搐等症状，血钙过高会引起肌无力。(3)维持酸碱平衡。H2CO3 和 NaHCO3 是维持体内酸碱平衡的一对缓冲物质。(4)调节渗透压，维持细胞正常的形态。生物体内的 Na、Cl、K等对维持细胞的形态具有重要作用。二、实验探究某种无
9、机盐是否是植物生长所必需的一般方法1原理当植物缺乏某种必需元素时，其生长发育将无法正常进行，补充该元素后，生长发育可逐渐恢复正常。2实验流程知 识 拓 展常考的几种元素的作用Fe：血红蛋白的重要组成元素，缺铁易患缺铁性贫血，使机体运输氧气的能力下降。(血红蛋白含 C、H、O、N、S、Fe等元素)Ca：血钙过低，会引起肌肉抽搐等，另外钙还是骨骼、牙齿的重要成分，缺钙还会引起骨骼畸形、牙齿发育不良等。I：甲状腺激素的组成元素，缺 I 会引起甲状腺肿大(大脖子病)。Mg：植物叶绿素的组成元素，缺 Mg 会使植物叶片发黄，降低植物的光合作用能力。(叶绿素含 C、H、O、N、Mg 等元素)|探究演练|4
10、(2019徐州高一检测)苹果含有微量元素锌，而锌是构成与记忆力息息相关的核酸和蛋白质不可缺少的元素，儿童缺锌就会导致大脑发育不良，因此苹果又被称为“记忆之果”。这说明无机盐离子()A对维持酸碱平衡有重要作用B对维持细胞形态有重要作用C对调节细胞内的渗透压有重要作用D对维持生物体的生命活动有重要作用解析：选 D 由缺锌会导致大脑发育不良，可知锌对于生物的生命活动有重要影响，该事实与酸碱平衡和维持细胞形态及渗透压的调节无直接关系。5微量元素在生物体内虽然含量很少，却是维持生物正常生命活动不可缺少的。这可以通过下面的哪一实例得到证实()A缺镁时叶片变黄B油菜缺硼时只开花不结果C动物血液中钙盐的含量太
11、低会发生抽搐D缺磷会影响 ATP 的合成解析：选 B 镁、钙、磷都是大量元素，A、C、D 项错误；硼是微量元素，植物缺硼时影响受精，只开花不结果，可见微量元素是维持生物正常生命活动不可缺少的，B 项正确。6为了确定某种矿质元素是不是植物的必需元素，应采用的方法是()A检测正常叶片中该矿质元素的含量B分析根系对该矿质元素的吸收过程C分析环境条件对该矿质元素吸收的影响D观察在完全培养液中去掉该矿质元素前后植株的生长发育状况解析：选 D 判断元素是不是必需元素，通常用溶液培养法。在人工配制的完全培养液中，除去某种矿质元素，然后观察植物的生长发育情况：如果植物生长发育仍正常，说明该元素不是植物所必需的
12、；如果植物生长发育不正常(出现特定的缺乏症状)，且只有补充了该种元素(其他元素无效)后，植物的生长发育才恢复正常，说明该元素是植物生长所必需的。课 堂 小 结|网络构建|巩固基础|1生物体的含水量与生物种类及生长发育期有关，一般是水生生物陆生生物，幼年老年。2水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在。3结合水是细胞结构的组成成分。4自由水的功能有：(1)细胞内良好溶剂；(2)为细胞提供液体环境；(3)参与化学反应；(4)运输营养物质和代谢废物。5细胞内大多数无机盐以离子形式存在。6无机盐对维持细胞和生物体的生命活动及酸碱平衡非常重要。基础练、达标练课 堂 演 练1(2019武汉高一检测)水是生命
13、之源，下列关于水的叙述，错误的是()A结合水一般不参与代谢作用，它使各种组织器官有一定的形状、硬度B冬天针叶树体内结合水的含量会减少C种子萌发初期，自由水/结合水的比值不断增大，细胞代谢也随之增强D正常人的一生中，随着年龄的增长，大部分细胞内自由水/结合水的比值逐渐减小解析：选 B 结合水一般不参与代谢作用，它使各种组织器官有一定的形状、硬度，A 正确；冬天针叶树体内结合水的含量会增多，B 错误；种子萌发初期，自由水/结合水的比值不断增大，细胞代谢也随之增强，C 正确；正常人的一生中，随着年龄的增长，大部分细胞内自由水/结合水的比值逐渐减小，D 正确。2对细胞内自由水的下列描述中，有科学性错误
14、的是()A自由水约占细胞内水分的 95.5%B自由水与蛋白质等物质相结合C自由水能够流动和易于蒸发D自由水可参与细胞代谢反应解析：选 B 自由水是可以自由流动的水分子，易于蒸发，约占细胞内水分的 95.5%，它是细胞内生化反应的良好溶剂，可以作为反应物参与细胞内的一些反应，如：水是光合作用的原料。但不与蛋白质等物质结合。3下列关于无机盐在生物体内功能的叙述，不正确的是()A镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素B人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能，菠菜中铁含量较高，所以缺铁性贫血患者可以多吃些菠菜C用含有少量钙的生理盐水灌注蛙心脏，蛙心脏可持续跳动数小时，否则，蛙心脏不能维持收缩，说明钙盐
15、对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用D大量出汗排出过多的无机盐，这时应多喝淡盐水，说明细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的水盐平衡和细胞形态和功能具有一定作用解析：选 A Mg 是植物细胞中叶绿素的组成成分，其他色素不含有镁，A 错误；Fe 是血红蛋白的重要成分，血红蛋白具有运输氧的功能，故人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能，菠菜中铁含量较高，所以缺铁性贫血患者可以多吃些菠菜，B正确；用含有少量钙的生理盐水灌注蛙心脏，蛙心脏可持续跳动数小时，否则，蛙心脏不能维持收缩，说明钙盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，C 正确；大量出汗排出过多的无机盐，这时应多喝淡盐水，说明细胞中的某些无机盐离子对
16、维持细胞的水盐平衡和细胞形态和功能具有一定作用，D 正确。4乳酸亚铁口服液可以有效防治人类缺铁性贫血症，这是因为其中的 Fe2进入人体后能()A调节血液的酸碱平衡B调节血液的浓度C构成红细胞中的血红蛋白D促使更多红细胞产生解析：选 C 缺铁性贫血症是由于人体内 Fe2供应不足，导致血红蛋白的合成减少，使血液运输氧气的能力降低而出现的一种疾病。乳酸亚铁口服液中的 Fe2进入人体后，参与构成红细胞中的血红蛋白，从而可以有效防治这一疾病，故 C 项正确。5水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响新陈代谢。试回答下列问题：(1)下表是几种不同生物体中水的含量：生物水母鱼类蛙哺乳动物藻
17、类高等动物水的含量(%)9780857865906080由此表得到的结论是_。(2)种子在入仓之前需晾晒，所去除的水分主要是细胞中的_水。(3)将干种子用水浸泡后种子能萌发，但干种子不经水浸泡不能萌发，这说明_。(4)新鲜的鸡蛋清呈液态胶状，而臭鸡蛋清则是相对更“稀”的液体，呈水状，这是因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为_，是细胞和生物体的_；而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分水释放出来，转变为_。解析：(1)由表分析知，构成生物体的成分中水的含量最多；不同的生物体内含水量不同，这与生物体的生活环境密切相关。(2)种子晾晒失去的主要是自由水。
18、(3)将干种子用水浸泡后种子能萌发，但干种子不经水浸泡不能萌发，对比说明种子萌发需要水，而且吸收的水在种子内以自由水的形式存在，这充分说明自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛。(4)新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为结合水，是细胞和生物体的组成成分；而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分水释放出来，转变为自由水。答案：(1)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体的生活环境密切相关(2)自由(3)自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛(4)结合水 组成成分 自由水word部分：请做：课 下 提 能查缺失、补漏点点此进入该word板块