2.2细胞中的无机物课件-高一上学期生物人教版必修1

第2节细胞中的无机物知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知一、细胞中的水

1．水的含量（1）在构成细胞的各种化学成分中，水是活细胞中含量最多的化合物，一般占

。（2）生物

不同，含水量不同。（3）生物体在不同的生长发育期，含水量

。60%～95%种类不同2．水的特性（1）水是极性分子，带正电荷与带负电荷的分子容易与水结合，因此，水是

。（2）水分子之间形成氢键，氢键较弱，易断裂，易形成，使水在常温下保持液体状态，具有

。（3）氢键的存在使水具有较高的

，使水的温度相对不易发生改变。良好的溶剂流动性比热容3．水的存在形式和功能存在形式自由水结合水含义细胞中绝大部分水以游离的形式存在，是可以

的水与细胞内_________相结合的水功能①细胞内的_____________是细胞结构的重要组成成分②参与_____________③为细胞提供

环境④运送

和代谢废物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%自由流动其他物质良好溶剂生物化学反应液体营养物质4.自由水和结合水的比例与细胞代谢的关系（1）细胞中

所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛。（2）细胞中

越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。自由水结合水离子1%～1.5%3．功能（1）某些重要化合物和结构的组成成分，如

是构成叶绿素的元素，

是构成血红素分子的元素，P是组成

的重要成分。（2）维持细胞和生物体的

，如哺乳动物的血液中

含量降低，会出现抽搐现象，

缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低。（3）维持细胞的

。MgFe细胞膜、细胞核生命活动Ca2＋Na＋酸碱平衡知识应用·强化落实——效果·检测·定向1.判断下列有关水的叙述的正误（1）生物体内的化学反应离不开水（）（2）自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大（）（3）人体细胞内水的存在形式分为结合水和自由水（）（4）水是细胞结构的组成成分之一（）√×√√解析：自由水与结合水的比例越高，新陈代谢越强。2．判断下列关于人体内水和无机盐的叙述的正误（1）都可作为细胞的能源物质（）（2）都能维持细胞的生命活动（）（3）所有细胞中水和无机盐的含量相同（）（4）血钙过高会引起抽搐（）（5）氮是植物体内的重要元素之一，酶、核酸、ATP中都含有氮元素（）×√××√解析：水和无机盐等无机物都不可作为细胞的能源物质，能源物质是糖类等有机物。解析：所有细胞中水和无机盐的含量各不相同。解析：血钙过低会引起抽搐。3．水的理化特性与分子结构

[连线]4．生理功能

[连线]课程标准指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命中具有重要作用。举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关。

素养达成设疑激趣奥运会的赛场上，很多运动员在比赛间隙都会饮用一种蓝色的饮料。这种饮料在中国市场上很少见到，它是美国可口可乐公司研发的一种运动饮料，能够帮助人体在运动大量消耗水分和能量的情况下，迅速补充、平衡体液。蓝色饮料中所含的电解质能够有效补充随汗液流失的电解质，而随汗液流失最多的电解质莫过于盐分了。水和盐分在人体内有什么作用呢？探究点一细胞中的水任务1水是生命之源，没有水就没有生命，请结合下列材料探究水的含量和功能。

表一不同生物体中水的含量表二人体中几种不同器官或组织中水的含量生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物水的含量（%）9780～8578659060～80组织、器官牙齿骨骼骨骼肌心肌血液水的含量（%）1022767983（1）表一说明：不同生物体内含水量

，一般水生生物体内的含水量比陆生生物

。（2）表二说明：同一生物体内，不同器官的含水量

，一般代谢旺盛的组织、器官含水量

。（3）结合教材P21的图示和内容回答：水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？它又为什么具有支持生命的独特性质呢？不同高不同较高水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。由于水分子的极性，当一个水分子的氧端(负电性区)靠近另一个水分子的氢端(正电性区)时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力称为氢键，每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起。氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂、又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。同时，由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。任务2自由水和结合水对生物体都具有重要的作用，请分析回答下列问题：（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？

（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？

失去的主要是自由水。种子仍保留活性。失去的主要是结合水。种子丧失活性。任务3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，请分析回答下列问题：（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？

（2）越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量升高。这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有何关系？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。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。任务4在冬季来临时，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的变化，如可溶性糖含量增加、细胞代谢减弱等。研究表明，细胞内溶液浓度升高，冰点降低。（1）结合所学知识及上述信息，解释“霜打的茄子——蔫儿了”。

（2）有些蔬菜富含淀粉，但“霜打”后的蔬菜格外“甜”。请结合所学知识解释其原因。

当外界温度降低时，茄子中的自由水含量减少，导致表皮皱缩。温度降低，蔬菜中的淀粉分解为可溶性糖，增大了细胞液浓度，降低了细胞液的冰点，使细胞不容易冻坏，可溶性糖主要是葡萄糖，所以蔬菜变甜了。,1.自由水与结合水之间的转化（1）转化条件：（2）转化实例：①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。2．自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系（1）图示：（2）曲线：3．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。4．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储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理活性【重点笔记】关于生物体内水的两个“并不是”（1）水是生命之源，但并不是水分越多越好，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．(合格考)如果没有水，人体内大部分化学反应就无法进行，这说明(

)A.水在生物体内可以流动B.生物体内的生化反应必须在水中进行C.水是细胞内含量最多的化合物D.水具有缓和温度变化的作用答案：B解析：水在生物体内可以流动、水是细胞内含量最多的化合物、水具有缓和温度变化的作用的说法都正确，但不符合题意；题干中“没有水，人体内大部分化学反应就无法进行”，这说明生物体内的生化反应必须在水中进行，B正确。2．（等级考）“有收无收在于水，收多收少在于肥。”某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。

下列叙述中，不正确的是（）A．步骤一损失的水在细胞中以游离形式存在，是细胞内的良好溶剂B．步骤二损失的水与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量稳定C.步骤三损失的主要是肥料，它们在细胞中的含量仅比水少D．干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水比值相对较高答案：C解析：自由水容易失去，玉米幼苗在晾晒过程中损失的主要是自由水，A正确；结合水是细胞内与其他物质相结合的水，是细胞的重要成分，不容易损失，含量稳定，烘干过程中损失的主要是结合水，B正确；构成细胞的有机物容易燃烧，步骤三损失的是构成细胞的有机物，剩余的是肥料(灰分)，C不正确；结合水和自由水的比值与生物的抗逆性有关，在干旱环境中生活的玉米结合水与自由水比值较高，抗逆性强，D正确。3．（等级考）每年的3月22日是“世界水日”。下列有关生物体中水的叙述不正确的是（）A．沙漠地区的仙人掌细胞内含量最多的化合物是水B．细胞内自由水所占比例越大，抵抗寒冷能力越强C．结合水失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分D．一定条件下，水在细胞中的两种存在形式可相互转化解析：沙漠地区的仙人掌细胞内含量最多的化合物是水，A正确；细胞内自由水所占比例越大，抵抗寒冷能力越弱，B错误；结合水失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分，C正确；一定条件下，水在细胞中的两种存在形式可相互转化，D正确。答案：B探究点二细胞中的无机盐任务1无机盐在细胞中的含量仅为1%～1.5%，但却有着重要的作用，请结合下列材料分析无机盐的有关知识。材料一一种叶绿素和血红素的局部分子结构简图（见图文联动）。（1）由材料可以看出无机盐是

。材料二足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。（2）由材料说明无机盐对

有着重要的意义。某些化合物的重要组成成分维持生物体正常的生命活动任务1图示材料三生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸水涨破。（3）由材料说明无机盐能调节人体的

，维持细胞的

。材料四人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在NaHCO3/H2CO3和Na2HPO4/NaH2PO4等物质，可以中和这些变化。（4）上述材料说明，无机盐对于维持人体内环境

的相对稳定具有重要作用。渗透压正常形态酸碱平衡任务2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？铁是血红素的重要组成成分。镁是叶绿素的重要组成成分。1.无机盐的存在形式和功能2．探究某种无机盐离子是否是植物的必需元素（1）判断某种无机盐离子是否是植物必需的无机盐离子的原理。①由于缺乏某种元素，植物的生长发育遇到障碍，不能完成它的生活史。②除去某种元素以后，植物体表现出专一的病症，而且这种缺素症是可以利用该元素进行预防和恢复的。③某种元素在植物营养上表现的效果是直接的，而不是由土壤的物理、化学或微生物等因素的改变而产生的间接效果。（2）判断某种无机盐离子是否是植物必需的无机盐离子的实验方法：溶液培养法具体操作过程可归纳如下图：实验组加入所缺无机盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。【重点笔记】无机盐参与构成的常见化合物：N：蛋白质、叶绿素、核苷酸等P：核苷酸、磷脂Mg：叶绿素S：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分（蛋白质的特征元素）Fe：血红素I：甲状腺激素等1．（合格考）在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时，会发生酸中毒；当血浆中的H2CO3含量减少时，则发生碱中毒。这个事实表明某些无机盐的作用是（）A．维持酸碱平衡B．调节渗透压C．影响细胞形态D．维持细胞生命活动解析：由题意可知，血浆中NaHCO3含量减少时，会发生酸中毒，当血浆中的H2CO3含量减少时，则发生碱中毒。这个事实可以表明无机盐可以维持酸碱平衡。答案：A2．(合格考)为了确定某元素是否为植物的必需元素，应采取的方法是(

)A.检测正常叶片中该元素的含量B.分析根系对该元素的吸收过程C.分析环境条件对该元素吸收的影响D.观察在完全培养液中去掉该元素前后植株的生长发育状况答案：D解析：判断某元素是否为必需元素，通常用溶液培养法。在人工配制的完全培养液中，除去某种元素，然后观察植物的生长发育情况：如果植物的生长发育仍正常，说明该元素不是植物所必需的；如果植物的生长发育不正常(出现特定的缺素症状)，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(症状消失)，说明该元素是植物生长所必需的元素。3．（等级考）实验一：用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心，其收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验二：若将人的红细胞置于浓盐水中，红细胞会失水皱缩，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．无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分C．无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用D．无机盐容易进出细胞解析：由题意知，用含少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙心可持续跳动数小时，而将人的红细胞置于浓盐水中，红细胞会失水皱缩，从而丧失输送氧气的功能，这说明无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。答案：C4．（等级考）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．是某些复杂化合物的重要组成成分C．能维持生物体的生命活动D．能维持细胞的酸碱平衡解析：无机盐不是能源物质；无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分；无机盐能维持细胞和生物体的生命活动；无机盐能维持细胞的酸碱平衡。答案：A网络建构主干落实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细胞内的良好溶剂；②为化学反应提供液体环境；③参与细胞内的生化反应；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、渗透压平衡及酸碱平衡非常重要。1．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，是许多新陈代谢的介质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解析：结合水在细胞中与其他物质相结合，约占细胞内全部水分的4.5%，A正确；自由水在细胞中可以自由流动，是细胞内的良好溶剂，是许多代谢活动的介质，运送养料与废物，B正确；

冬天，植物为了增强抗逆性，自由水可转化为结合水，结合水比值高，C正确；不同器官含水量有所不同，血液中含自由水相对较多，呈现液态，心肌内含结合水相对较多，较为坚韧，D错误。答案：D2．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，血红素不能合成B．有的无机盐游离在水中维持细胞的pHC．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3是骨骼、牙齿的主要成分D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘解析：铁是血红素的组成成分，缺铁则不能合成血红素，A正确；有的无机盐游离在水中维持细胞的渗透压和pH，B正确；细胞中的无机盐大多数以离子形式存在，C错误；碘是合成甲状腺激素的原料，在食物中加碘可预防因食物中缺碘而引起地方性甲状腺肿，D正确。答案：C3．下列关于水和无机盐的叙述，不正确的是（）A．运动员饮料中含钾、钠离子较多，主要与补充因大量出汗带走的钾、钠离子有关B．同一种生物在不同的生长发育阶段，体内的含水量不同C．Mg是构成叶绿素的元素，所以人体不需要Mg元素D．若哺乳动物的血液中钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐离子具有维持生物体正常生命活动的作用解析：Mg元素是细胞内的大量元素，人体虽然不含叶绿素，但仍需要Mg元素，C错误。答案：C4．下列广告语在科学性上没有错误的是（）A．没有水就没有生命B．这种饮料不含任何化学物质C．这种纯净水绝对纯净，其中不含任何离子D．这种口服液含有丰富的N、P、Zn等微量元素解析：水是生命之源，A正确；饮料中含有水和其他多种化合物，B错误；纯净水中含有少量无机盐，C错误；N、P属于大量元素，D错误。答案：A5．回答下列问题：（1）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________________________________________________。（2）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

，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

。（3）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。（4）人在长跑后，因流汗过多常出现抽搐现象，这时应及时补充含

的食物。自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛结合水自由水O2