细胞中的无机物-初升高生物学教材衔接

生物学初高教材衔接——细胞中的无机物初中阶段要求高中阶段要求衔接要点1.植物的生长需要水、无机盐（1）根向下生长，从土壤中吸收水和无机盐（2）植物需要量最多的三种无机盐：含氮、磷、钾的无机盐，掌握其作用、缺乏症、适用植物类型2.人体需要水、无机盐（1）水：占人体体重60%~70%，是细胞主要成分，参与生命活动、运输营养与废物，主要来自食物和饮水（2）无机盐：人体内含量少但作用重要，是构成组织的重要原料，参与代谢活动；掌握钙、磷、铁、碘、锌等常见无机盐的缺乏症与食物来源1.细胞中的水（1）水的含量：活细胞中含量最多的化合物，含量随生物种类不同有差异（2）存在形式：自由水（游离形式，占95.5%）、结合水（与物质结合，占4.5%），掌握各自的概念、含量与核心功能（3）比例与代谢关系：自由水/结合水比值越大，细胞代谢越旺盛；结合水/自由水比值越大，抗逆性越强（4）生产应用：能解释种子晒干、低温少浇水等生活现象的生物学原理2.细胞中的无机盐（1）含量：占细胞鲜重1%~1.5%，大多数以离子形式存在，少数以化合物形式存在（2）核心功能：构成重要化合物的组成成分、维持细胞和生物体的生命活动、维持细胞的酸碱平衡（3）常见种类：掌握N、P、Mg、S、Fe、I等无机盐参与构成的核心化合物1.认知升级从宏观的动植物层面的水和无机盐认知，升级到微观的细胞层面的无机物的存在形式、功能与代谢关联的深度理解，建立从宏观到微观的生物学认知逻辑2.思维转变从单一的元素-缺乏症对应记忆，转向理解无机物与细胞代谢、生命活动的内在逻辑，建立结构与功能相适应的核心生物学思维3.能力构建能运用初高衔接的知识解释生活中的生物学现象，为高中生物的细胞代谢、稳态调节等核心内容奠定坚实的知识与思维基础回顾初中一、植株的生长需要水、无机盐1.水和无机盐：根向下生长，从土壤中吸收水和无机盐2.植物需要量最多的三种无机盐是含氮、磷、钾的无机盐无机盐缺乏症作用需要量大的植物含氮的无机盐植株矮小瘦弱，叶片发黄枝繁叶茂叶菜类，如菠菜、白菜含磷的无机盐植株特别矮小，叶片呈暗绿色，并出现紫色开花结果果实类，如番茄、南瓜含钾的无机盐茎秆软弱，容易倒伏，叶片边缘和尖端呈褐色，并逐渐焦枯茎秆粗壮，促进淀粉形成淀粉类，如土豆、甘薯二、人体需要水、无机盐1.水（1）作用①水是人体细胞的主要成分之一，占人体体重的60%~70%②人体的各项生命活动，离开水都无法进行③人体内的营养物质以及尿素等废物，都要借助水才能运输（2）获得途径：主要来自食物和饮水2.无机盐（1）特点①无机盐在人体内的含量不多，但对人体却非常重要，它是构成人体组织的重要原料②无机盐不能为人体提供能量，但参与人体的各种代谢活动，维持人体生长发育等生命活动的正常进行（2）几种无机盐缺乏时的表现及其食物来源无机盐的种类缺乏时的表现食物来源含钙的无机盐儿童：易患佝偻病中老年（特别是妇女）：易患骨质疏松症奶类、豆类、虾皮等含磷的无机盐厌食、肌无力、骨痛等瘦肉、奶类、蛋、坚果等含铁的无机盐缺铁性贫血菠菜、肝脏、瘦肉等含碘的无机盐地方性甲状腺肿、儿童的智力和体格发育出现障碍（呆小症）海带、紫菜、干贝、海参等含锌的无机盐生长发育不良，味觉发生障碍肉类、蛋、肝、牡蛎等衔接高中一、细胞中的水1.水的含量（1）生物体的含水量随着生物种类的不同而有所差别（2）水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物2.水的存在形式及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①细胞内的良好溶剂②参与细胞内的生物化学反应③为细胞提供液体环境④运送营养物质和代谢废物是细胞结构的重要组成成分自由水和结合水的比例与细胞代谢的关系（1）自由水/结合水越大，细胞的代谢就越旺盛（2）结合水/自由水越大，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强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理活性二、细胞中的无机盐1.含量：占细胞鲜重的1%～1.5%2.存在形式：大多数以离子形式存在（1）阳离子主要有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等（2）阴离子主要有C1-、SO42-、PO43-、HCO3-等3.功能（1）某些重要化合物的组成成分，如Mg2＋是构成叶绿素的主要成分（2）维持细胞和生物体的生命活动，具有重要作用，如哺乳动物的血液中Ca2＋含量降低，会出现抽搐现象等（3）维持细胞的酸碱平衡※无机盐存在形式及作用的两点归纳无机盐并不都以离子的形式存在，如骨骼中的钙以CaCO3的形式存在无机盐在细胞内含量很低，但其作用非常重要，且需要保持一定的量，缺失和过多都可能影响生命活动4.无机盐参与构成的常见化合物（1）N：蛋白质、叶绿素、核苷酸等（2）P：核苷酸、磷脂等（3）Mg：叶绿素（4）S：含硫氨基酸的组成成分（蛋白质的特征元素）（5）Fe：动物血红素（6）I：甲状腺激素等1.化学元素对生命活动十分重要。下列说法错误的是（）A.植物缺镁会导致叶绿素合成减少B.哺乳动物缺钙会出现抽搐症状C.人体缺铁会导致镰状细胞贫血症D.人体缺碘时甲状腺激素合成会减少2.无机盐对生物体维持生命活动有重要的作用。人体缺铁会直接引起（）A.血红蛋白含量降低 B.肌肉抽搐C.神经细胞兴奋性降低 D.甲状腺肿大3.“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实验。下列叙述错误的是（）A.步骤一损失的水在细胞中主要以游离的状态存在，是细胞内的良好溶剂B.步骤二损失的水主要与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量相对稳定C.步骤三损失的主要是无机盐，它们在细胞中主要以离子的形式存在D.干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水的比值相对较高4.关于生物体内水和无机盐的叙述，错误的是（）A．体内参与运输营养物质和代谢废物的水主要是自由水B．细胞中无机盐多数以化合物形式存在C．生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水和失水D．自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化5.下列不属于水在植物生命活动中作用的是（）A.物质运输的良好介质 B.保持植物枝叶挺立C.为生命活动提供能量 D.缓和植物温度变化6.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少铁，血红素不能合成B.Mg2+是叶绿素的成分之一，缺少Mg2+影响光合作用C.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如碳酸钙构成骨骼、牙齿D.碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘7.水的功能与水的存在形式有关。下列与自由水或结合水的功能描述不匹配的是（）A.自由水参与细胞代谢 B.自由水运输养料和代谢废物C.结合水是细胞的结构成分 D.结合水是多种离子良好的溶剂8.细胞中的无机盐种类众多，行使不同的功能。下列因无机盐缺乏导致出现的生物异常症状的叙述，错误的是（）A.土壤中镁元素缺乏，会使植物叶绿素含量下降，光合作用能力下降B.摄入的食物中铁元素缺乏，会使血红素的含量降低，导致发生贫血C.人体内钠离子缺乏会引起神经细胞的兴奋性增强，引发肌肉酸痛D.某哺乳动物若血液中钙离子的含量偏低，则会出现抽搐等症状9.植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是（）A.根系吸收的水有利于植物保持固有姿态B.结合水是植物细胞结构的重要组成成分C.自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应D.自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动10.水在生物体及细胞内的生命活动中具有非常重要的生理功能，下列叙述正确的是（）A.自由水和结合水是不可以转化的

B.不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同，则它们的代谢强度也相同

C.水分过多与水分过少对生物新陈代谢的影响相同

D.细胞中的许多生化反应需要水的参与11.下列关于细胞中无机物的相关判断，错误的是（）A.细胞中的水有自由水和结合水两种形式，且二者可以相互转化B.并不是所有的离子都是细胞所需要的，例如铅离子C.无机盐在细胞内主要以离子形式存在，有些是大分子物质的组成成分D.植物细胞中的自由水含量相对越多，细胞代谢越旺盛，抗旱性相对越强12.若通过实验来证明“钾离子是植物生长发育所必需的无机盐”，则以下设计错误的是（）A.选择生长旺盛、长势相同的若干绿色小麦幼苗作为实验材料B.出现缺钾症状后需要再向培养液中添加钾离子，并继续观察幼苗生长状况C.所有小麦幼苗应该放置在条件适宜且相同的环境中培养D.需要配制不含钾离子的完全培养液和只含钾离子的培养液，其中只含钾离子的培养液作为对照13.水是生命之源，没有水就没有生命。下列叙述正确的是（）A.将作物秸秆充分晒干后，体内剩余的物质是无机盐B.细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂C.结合水与细胞内的其他物质相结合，不能自由流动D.冬天寒冷时，白菜叶片细胞中自由水与结合水的比值会升高14.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）a1>a2B自由水含量：植物幼嫩部位（a1）、衰老部位（a2）a1<a2C总含水量：春季的松树（a1）、冬季的松树（a2）a1<a2D自由水/结合水：热带植物（a1）、温带植物（a2）a1>a2A.A

B.B

C.C

D.D15.正常人体长时间运动后，排出大量汗液，会引起一系列不适症状，下面相关解释和措施，不恰当的是（）A.可能会因为缺乏Ca2+引起肌肉抽搐B.应及时补充高浓度糖水和矿泉水C.应及时补充淡盐水D.出汗后衣服上的白色汗渍是含有Na+、Ca2+的无机盐答案及解析1.答案：C解析：A、镁是叶绿素的组成元素，植物缺镁会导致叶绿素合成减少，A正确；B、哺乳动物血液中钙离子含量过低会出现抽搐症状，这体现了钙对维持肌肉正常功能的重要性，B正确；C、人体缺铁会导致缺铁性贫血，而镰状细胞贫血症是由于基因突变导致血红蛋白结构异常，并非缺铁所致，C错误；D、碘是合成甲状腺激素的原料，人体缺碘会使甲状腺激素合成减少，D正确。2.答案：A解析：铁是血红素的必需成分，缺铁会导致血红蛋白的含量降低，A符合题意；血钙过低时，会出现抽搐现象，B不符合题意；神经细胞兴奋性降低与细胞外Na+浓度低有关，C不符合题意；碘是甲状腺激素的必需成分，甲状腺肿大可能与缺碘有关，D不符合题意。3.答案：C解析：A（√）步骤一是晾晒玉米幼苗得到风干幼苗，此时失去的主要是自由水，自由水在细胞中以游离的状态存在，是细胞内的良好溶剂；B（√）步骤二是烘干幼苗得到干物质，此时失去的主要是结合水，结合水与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量相对稳定；C（×）步骤三是灼烧干物质得到灰烬，干物质中的有机物被氧化分解，剩下的灰烬是无机盐，故步骤三损失的主要是有机物；D（√）细胞中结合水的含量与植物抗逆能力有关，结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强，故干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水的比值相对较高。4.答案：B解析：A、水是极性分子，故水可以作为良好的溶剂，营养物质和代谢废物可以溶解在水中进行运输，水是重要的运输介质，这里的水主要是自由水，A正确；B、细胞中无机盐多数以离子态形式存在，B错误；C、无机盐可以维持细胞的渗透压，故生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水和失水，C正确；D、水的存在形式分为自由水和结合水，在一定范围内，自由水与结合水的比值越高新陈代谢越旺盛，故自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化，D正确。故选B。5.答案：C解析：自由水可以自由流动，是细胞内良好的物质运输介质，A不符合题意；水可以保持植物枝叶挺立，B不符合题意；水是无机物，不能为生命活动提供能量，C符合题意；水分子之间的氢键使得水具有调节温度的作用，水能缓和植物温度变化，D不符合题意。6.答案：C解析：缺铁会导致血红素不能合成，引起缺铁性贫血，A正确；Mg2+是叶绿素成分，缺Mg2+影响光合作用，B正确；细胞中的无机盐大多数以离子形式存在，C错误；碘是甲状腺激素的原料，食盐加碘可预防甲亢，D正确。故选C。7.答案：D解析：有些自由水直接作为反应物参与生化反应，A不符合题意；自由水可以自由流动，溶解在水中的各种物质（养料和代谢废物）随着水的流动到达生物体各处，B不符合题意；结合水是组成细胞的重要成分，是细胞的结构成分，C不符合题意；多种离子的良好溶剂是自由水，细胞生命活动所需的许多离子、分子都可以溶解在自由水中，D符合题意。8.答案：C解析：Mg是叶绿素的必要成分，土壤中镁元素缺乏，会使植物叶绿素含量下降，光合作用能力下降，A正确；Fe是血红素的主要成分，摄入的食物中铁元素缺乏，会使血红素的含量降低，导致发生贫血，B正确；Na+对于生命活动也是必不可少的，人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，C错误；血液中钙离子含量过低，会出现抽搐等症状，过高会引起肌无力，D正确。9.答案：C解析：细胞内的许多生物化学反应需要自由水的参与，C错误；自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，该比值越大，细胞代谢越旺盛，D正确。10.答案：D解析：A、自由水和结合水在一定条件下是可以转化的，A错误；B、不同生物细胞内水的含量可能不同，故即使不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同，它们的代谢强度也不一定相同，B错误；C、水分过多与水分过少对生物新陈代谢的影响不相同，C错误；D、细胞中的许多生化反应需要水的参与，D正确。故选：D。11.答案：D解析：水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在且二者可以相互转化，A正确；并不是所有的离子都是细胞所需要的，例如Pb2+，B正确；无机盐在细胞内主要以离子形式存在，有些是大分子物质的组成成分，如铁是血红蛋白的组成成分，C正确；植物细胞中的自由水含量相对越多，细胞代谢越旺盛，但抗旱性相对越弱，D错误。12.答案：D解析：实验中的无关变量需保持一致，因此选择生长旺盛、长势相同的若干绿色小麦幼苗作为实验材料，A正确；出现缺钾症状后需要再向培养液中添加钾离子，并继续观察幼苗生长状况，这样能够起到二次对照的作用，使实验结果更具有说服力，B正确；实验中的无关变量需保持一致且适宜，因此所有小麦幼苗应该放置在条件适宜且相同的环境