1、第5节细胞中的无机物学 习 目 标核 心 素 养1.说出水在细胞中的存在形式及作用。(重点)2说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。(重点)3了解元素和化合物与生命系统的关系。1.通过对水和无机盐的存在形式与作用的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。2通过对水和无机盐的作用的学习，养成归纳与概括的科学思维方式。一、细胞中的水1含量特点(1)含量最多。(2)含水量与生物种类与发育阶段的关系：2水的存在形式及主要作用存在形式自由水结合水概念细胞中以游离的形式存在的水细胞中与其他物质相结合的水含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%功能细胞内的良好溶剂参与细胞内的生物化学反
2、应为细胞提供液体环境运送营养物质和代谢废物是细胞结构的重要组成成分二、细胞中的无机盐1含量无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%1.5%。2存在形式细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。3功能(1)是细胞内许多复杂化合物的重要组成成分。(2)维持细胞和生物体的生命活动，如哺乳动物的血液中若钙离子含量太低，会出现抽搐等症状。(3)维持细胞的酸碱平衡。三、细胞是多种元素和化合物构成的生命系统1化学元素：C、H、O、N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基础。2化合物(1)以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物是构成细胞生命大厦的基本框架。(2)糖类和脂肪提供生
3、命活动的重要能源。(3)水和无机盐也具有重要的生理功能。3在生命活动中的意义各种元素和化合物的含量和比例保持相对稳定，保证了细胞生命活动的正常进行。1新鲜幼嫩的植物细胞中只含有自由水，代谢旺盛。()2水分在细胞内不参与细胞结构组成。()3缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成。()4细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如CaCO3构成牙齿、骨骼。()5小麦种子燃尽后的灰烬是无机盐。()提示：1.新鲜幼嫩的植物组织结合水与自由水的比例小。2结合水参与构成细胞结构组成。34细胞中的无机盐多数以离子状态存在。5细胞中的水问题探究1在探索外星球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环
4、节。想一想这是为什么？提示：生命活动离不开水。生命活动是通过生物化学反应完成的，生物化学反应在水环境中进行。2将少量干燥种子放入干燥的试管内，放在酒精灯火焰上烘烤，试管内壁上出现少量水珠。该水分在细胞中以哪种形式存在？如果用上述烘烤后的种子播种，种子能否萌发？提示：以结合水形式存在。如果将烘烤后的种子播种下去，种子不能萌发，因为结合水是细胞内的结构物质，失掉结合水，细胞结构被破坏，细胞死亡，导致种子失去活性。3粮食收获以后，为什么要晒干后储存？播种前为什么要浸种？提示：粮食晒干后，细胞内的自由水含量降低，代谢强度降低，利于粮食的长期储存；播种前浸种可以使细胞内自由水含量增加，使代谢强度增加，从
5、而促进种子萌发。 1自由水与结合水相互转化的原因(1)水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合。(2)温度升高，水分子的动能增加，会逃脱氢键的束缚成为自由水。2水与代谢的关系3水在生产实际中的应用生活中的现象对此现象的解释种子在贮存时需将种子晒干减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命干种子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保持其生理活性低温环境下减少花卉浇水提高花卉对低温的抗性鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻自由水散失，代谢减弱干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加热会失去结合水炒熟的种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生
6、理活性易错提醒：关于生物体内水分的两个“并不是”(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。1生物体的一切生命活动都离不开水，水是构成细胞的重要无机物，它在细胞中以结合水和自由水两种形式存在。下列叙述错误的是()A自由水是各种代谢活动的介质B幼儿体内的含水量高于成年人C种子晒干后，结合水含量减少，代谢减慢D植物成熟部分比幼嫩部分含水量低C自由水是细胞内良好的溶剂，是各种代谢活动的介质，为代谢活动提供液体环境；生物体的不同发育时期含水量不同，幼儿体内含水量高于成年人，植物的幼嫩部分含水量高于成
7、熟部分；种子晒干后，自由水含量减少，代谢减慢。2下表为不同条件或生物不同部位的含水量或比值(用a表示)。则表中数据符合实际的是()选项不同条件或生物不同部位的细胞对比A结合水所占比值：萌发的种子(a1)、休眠的种子(a2)a1a2B自由水含量：植物幼嫩部位(a1)、衰老部位(a2)a1a2C总含水量：春季的松树(a1)、冬季的松树(a2)a1a2D萌发的种子代谢旺盛，自由水相对较多，结合水相对较少，A错误；植物幼嫩部位比衰老部位的代谢旺盛，自由水含量较高，B错误；冬季的松树为了抗低温，自由水大量减少，因此，含水量低于春季，C错误；热带地区水分充足，植物代谢旺盛，自由水与结合水的比值高于温带植物
8、，D正确。细胞中的无机盐问题探究1人缺Fe会患贫血，植物缺Mg叶片会发黄，请分析其中的原因，由此说明无机盐具有什么生理作用？提示：Fe是血红蛋白的组成成分，Mg是叶绿素的成分；说明无机盐是复杂化合物组成成分。2激烈的足球比赛场上，运动员有时会出现下肢肌肉抽搐的现象，这是什么原因？提示：剧烈运动使运动员大量出汗，随汗液丢失大量的钙盐，致使血液中钙离子含量太低而发生抽搐。3医生给病人输入药物时，为什么常用生理盐水(0.9%的氯化钠溶液)作溶剂？提示：质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，是人体细胞所处液体环境的浓度，也称生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，输入生理盐水或用生理盐水作为药物的
9、溶剂，以保证人体细胞的生活环境不被改变，从而维持细胞的正常形态和功能。 1无机盐的生理功能功能举例细胞内某些复杂的化合物的重要组成成分Mg2是叶绿素分子必需的成分，Fe2是血红蛋白分子必需的成分参与并维持生物体的生命活动哺乳动物血液中必须含有一定的Ca2，如果血液中钙离子的含量过低就会出现抽搐现象维持生物体内的平衡渗透压的平衡Na、Cl对细胞外液渗透压起重要作用，K则对细胞内液渗透压起重要作用酸碱平衡(即pH平衡)人血浆中的HCO、HPO等对血浆pH的稳定起重要作用2.几种常见无机盐的功能P参与细胞膜等结构的构成。N参与蛋白质合成。Fe参与血红蛋白合成。I参与甲状腺激素合成。Mg参与叶绿素合成
10、。1下列关于细胞中无机盐的叙述，错误的是()A在细胞中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渗透压和pHDMg2是合成叶绿素分子的原料A细胞中大多数的无机盐以离子状态存在，A项错误；Fe2与蛋白质结合形成血红蛋白，B项正确；以离子状态存在的无机盐可以维持细胞的渗透压和pH，C项正确；叶绿素分子中含有Mg2，D项正确。2生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na参与()A调节渗透压 B组成体内化合物C维持正常pH D提供能量A液泡内的各种矿质离子等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡中
11、贮存大量的Na，增大了细胞液的渗透压，使细胞吸水能力增强。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳1.水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在。2.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。3.无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。4.一些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。5.糖类、蛋白质、核酸、脂质等是构成细胞生命大厦的基本框架。1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与休眠种子的相同D植物体内营养物质的运输需要自由水的参与，A项正确
12、；结合水可构成叶肉细胞的组分，B项正确；自由水可作为细胞内化学反应的反应物，参与化学反应，C项正确；萌发的种子代谢旺盛，故同种植物萌发种子的含水量高于休眠种子的含水量，D项错误。2水是生命之源，下列对生物体内水的描述，不正确的是()A结合水是组成细胞结构的一部分，约占细胞内全部水分的4.5%B自由水是良好的溶剂，是各种代谢活动的介质C同种植物冬天结合水所占比值比夏天高D心肌坚韧，血液呈液态，但它们的含水量相差无几，原因是心肌内全是结合水D结合水在细胞中与其他化合物相结合，含量较为稳定，一般维持在4.5%左右，A正确；自由水在细胞中以游离的形式存在，是细胞内良好的溶剂，是各种代谢活动的介质，运送
13、养料与废物，B正确；植物冬天为了增强抗逆性，自由水转化为结合水，结合水所占比值高，C正确；不同器官含水量有所不同，血液中主要含有自由水，故呈现液态，心肌内含结合水较多，较为坚韧，D错误。3下列关于无机盐的叙述，不正确的是()A可维持细胞的酸碱平衡B无机盐在细胞内含量相对较多C磷是合成核苷酸的原料D钾离子可调节细胞的渗透压平衡B无机盐在细胞内含量相对较少。4人体内血钙浓度低于0.01 g/100 mL时，外界只要有轻微刺激，神经肌肉就会出现强烈的抽搐。这一实例说明钙在人体内的重要作用之一是()A维持细胞和生物体的生命活动B调节内环境的酸碱平衡C神经细胞的重要组成成分D维持细胞正常渗透压A由题意可
14、知，当血液含钙量过低时，可导致神经肌肉抽搐，这一实例说明钙对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。5植物的种子都有一定的寿命，种子要安全储存，首先要晒干，在低温、低湿、低氧的环境下可适当延长种子的贮藏时间。植物种子需要浸润在水中或者潮湿的土壤中，以及提供一定浓度的氧气才能够萌发。研究发现在种子萌发过程中种子内贮存的淀粉开始大量消耗，提供能量促使种子萌发；若土壤中镁的含量低，萌发的幼苗叶片变黄，当严重缺镁时幼苗坏死。请回答下列问题：(1)种子细胞中水的存在形式是_，萌发过程中种子吸水主要是增加_的含量。(2)淀粉的消耗过程需要水的参与，说明水的生理作用是_；镁在幼苗发育过程中的生理作用是_。(
15、3)探究细胞含水量分别为1%、5%、9%、13%、19%的种子储存一年后的发芽率，实验结果如表所示：含水量1%5%9%13%19%发芽率030%95%88%0在适宜的温度条件下测定五组实验种子的发芽率，还应提供的条件是_。含水量为1%的水稻种子发芽率为零，可能的原因是_解析(1)种子细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种，萌发过程中种子吸水主要是增加自由水的含量。(2)淀粉的消耗过程需要水的参与，说明水的生理作用是作为细胞代谢过程的反应物或生成物；镁元素可以合成叶绿素，促进幼苗进行光合作用，即镁元素是某些复杂化合物(如叶绿素)的重要组成物质。(3)种子要进行有氧呼吸，要适宜通风。含水量为1%的水稻种子发芽率为零，原因可能是种子含水量过低，胚细胞缺水死亡，种子失去生活力。答案(1)自由水和结合水自由水(2)作为细胞代谢过程的反应物或生成物镁元素是某些复杂化合物(如叶绿素)的重要组成物质(3)适宜通风种子含水量过低，胚细胞缺水死亡，种子失去生活力
