人教版高中生物必修第1册课前自主预习案第2节 细胞中的无机物

第2节细胞中的无机物

课堂互动探究案

课程标准

1.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。

2.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

能用归纳等方法概括

水和无机盐的血要:作

用

能用结构与功能观，

主动关注自己和家人

说出水的特性和作用能解群水的特性与分

的营养物质的均衡摄

之间的关系，以及无子结构之间的关系

机盐的含盘和作用入

生命观念科学思维科学探究社会责任

设疑激趣

rowouocI

POWERADE.

Isotonic,

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?

夯基提能•分层突破一一互动•探究•智涂

探究点一细胞中的水

八帅问导学

1.结合教材P2I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？

水分子之间靠制键结合示意图

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？

(3)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？

(4)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？

3.在冬季来临时，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了•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“霜打的茄子一一德儿了”。

(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。

乡智海笔记］

［名师］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。

［特别提醒］

骨

博

烘

产

神

@-

«

•

百

能

不

分

部

仍

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神

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强

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工

力

死

沽

亡

弱

戒

力

话

帅说核虺

1.自由水与结合水之间的转化

⑴转化条件:

11^］磬|

⑵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：

⑵曲线:

“自由水/结合水

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。

⑵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

减少自由水含量，降低种子的代

种子在贮存时需将种子晒干

谢，延长种子寿命

失去自由水的种子仍保持其生理

干种子用水浸泡后仍能萌发

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

部分结合水转化为自由水散失

热，试管壁上有水珠

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

-©随堂检测©-

1.［诸暨中学模拟］（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

2.（等级考）“绵绵的春雨，是她润醒了小草，润绿了杨树，润开了

报春花。”此过程中，细胞中自由水与结合水的相对含量变化表示正确的

是

营

依

安

云

复苏时间笈苏时间

A

0发苏时间0更苏时间

CD

3.（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。

洗净除去60℃,晾晒48h风干105℃,烘干lh_,一600℃,30min

表面水分一砺二一幼苗一两三f干物质一手麻丁灰

分

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无机盐

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

探究点二细胞中的无机盐

1.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

⑴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。

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o

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NaHCOs/H2c和NazHPO/NaH2Poi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。

2.无机盐在细胞中的含量仅为1%〜1.5乐但却有着重要的作用，请

分析回答有关无机盐的知识。

(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？

(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？

乡智海笔记|

［归纳总结］无机盐参与构成的常见化合物：

N：蛋白质、叶绿素、核甘酸等

P：核昔酸、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：动物血红素

I:甲状腺激素等

Zn：很多酶的结构中心

［名师提醒］N、P、K元素对植物生长发育的影响

(DN：含N的无机盐能促进细胞的分裂和生长，使枝叶繁茂。缺少N

的植株表现为矮小瘦弱，叶片发黄。

(2)P：含P的无机盐可以促进幼苗的发育和花的开放，使果实、种子

提早成熟。缺少P时，植株特别矮小，根系发育差，叶片呈暗绿色，并出

现紫色，成熟延迟。

(3)K：含K的无机盐可使植物茎秆健壮，促进淀粉的形成和运输。缺

K时;植株茎秆软弱，容易倒伏，叶片边缘和尖端呈褐色，并逐渐焦枯,

果实少且不饱满等。

配帅说核咂

1.无机盐的存在形式和功能

大多数以

无机盐

离子形式

存在功

能

成

组对维持细

杂

复可维持

胞和生物

合

化细胞和

体正常的

物生物体

的生命酸碱平宝

实活动

例

动非常敢耍

物

实

「

L例

血

血

钙

钙

过

过

高

低

血

叶

—

—

红

绿

抽

肌

索

索

无

搞

力

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)判断某种无机盐是否是植物必需的无机盐的实验方法一一溶液培

养法。

具体操作过程可归纳如下图:

完全培养液生长状况正常

生长

状况

相同

的某

植物

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。

Y随堂检测—

L（合格考）在正常人的血浆中NaHCO：,的含量约为112co含量的20倍。

当血浆中的NallCQs含量减少时，会造成酸中毒；当血浆中H2CO3含量减少

时，则会造成碱中毒。这个事实表明，无机盐的重要作用是（）

A.维持细胞的形态和功能

B.维持细胞的酸碱平衡

C.构成细胞中的重要化合物

D.调节细胞内的渗透压

2.［广西南宁二中模拟］（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

3.（等级考）夏季，人在高温作业或剧烈活动后，要喝淡盐水；在患

急性肠胃炎时，要及时注射生理盐水；不慎受外伤后，用0.9%的生理盐

水清洗伤口。这样做的目的依次为（）

①降温②维持水代谢的平衡③维持无机盐代谢的平衡④消毒

⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用

A.①②④B.③②⑤

C.②③⑤D.②③④

4.（等级考）关于“验证Mg是小麦生长发育必需的元素”的实验，表

中对照组和实验组的相关处理，正确的是（）

选项对照组实验组

等量的用蒸播水配制的含Mg营养

A适量的蒸储水

液

B适量的完全营养液等量的缺Mg完全营养液

适量的蒸僧水+沙等量的用蒸僧水配制的含Mg营养

C

±液+沙土

适量的完全营养液

D等量的缺Mg完全营养液+沙土

+沙土

强化落实•学业达标一一归纳•提升•素养

[■（存在形式）~｛自由水和结介水）

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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。

主3.结合水是细胞结构的组成成分。

干4.自由水的功能有：①细胞内的良好溶剂；②为化学反应提

落供液体环境；③参与细胞内的生化反应；④运输营养物质和代

实谢废物。

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。

高效课堂•实践运用一一巩固•达标•反馈

1.水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，80%的疾

病是由水污染引起的。下列有关生物体内水的叙述，错误的是（）

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4.596

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

2.某运动员比赛后化验，体液中Ca?+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

3.水和无机盐是构成细胞的重要成分，下列有关说法正确的是；）

A.细胞内良好的溶剂是结合水的功能

B.水不可以直接作为反应物参与细胞代谢

C.烘干的种子燃烧以后剩余的灰烬是无机盐

D.大量出汗时，只需要及时补充水分即可

4.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

5,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1300g,其中99%存在于骨骼中，一旦离子钙

在血浆中的浓度明显下降，神经肌肉兴奋性会大大增加，出现手足抽搐症;

相反，如果血钙过高，则会引起肌无力。

(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o

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。

A.K+B.Na+

C.Ca2+D.卜武+

(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？

疑难解答•名师指津一一释疑•解惑•教材

问题探讨

1.提示：水在细胞中的作用主要表现在以下几个方面：水是细胞结

构的重要组成成分；水是细胞内的良好溶剂，许多物质必须溶解在水中，

细胞内的许多化学反应也都需要水的参与；多细胞生物体的绝大多数细胞

必须浸润在以水为基础的液体环境中；通过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，也把各个细胞在代谢中产生的废物运送

到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动都离不

开水。

2.提示：表中的氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸

氢钠等都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。运动员在运动中

会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐，所以要给他们补充无机盐。

无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。

月练习与应用

一、概念检测

1.(1)X(2)X(3)X

二、拓展应用

1.质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环

境的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输

入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维

持在相对稳定的状态。

2.因为火星上有Mg、Na、K等生命所必需的元素，并且发现了水这

一生命活动必备的重要物质。

第2节细胞中的无机物

夯基提能•分层突破

探究点一

【师问导学】

1.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：水分子具有氢键，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。

2.(1)失去的主要是自由水。种子仍保留活性。

(2)失去的主要是结合水。种子丧失活性。

(3)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。

(4)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。

3.(1)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。

(2)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。

【随堂检测】

1.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。

答案：B

2.解析：随着复苏时间的增加I,细胞中自由水/结合水的比值变大,

细胞代谢水平提高。

答案：B

3.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

是无机盐，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。

答案：C

探究点二

【师问导学】

1.（1）某些化合物的重要