1、1/9第 5 节 细胞中的无机物学习目标 知识概览 (教师用书独具)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。自 主 预 习探 新 知一、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
2、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 11.5%。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2/9(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
3、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。基础自测1判断对错(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。(3)(4) 细胞中的无机 盐多数以离子状 态存在。(5)2一种在干木材中生活的虫，其体内细胞中的水的存在形式是( )A结合水
4、B自由水C结晶水 D结合水和自由水3/9答案 D(备选习题)细胞中无机盐的存在形式主要是( )A原子 B离子C分子 D化合物答案 B合 作 探 究攻 重 难细胞中的水思考交流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
5、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4/93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
6、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。活学活用1当植物由代谢旺盛的生长期转入体眠期时，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上下波动A 当植物由代谢旺盛的生长
7、期转入休眠期时，新陈代谢速率降低，体内结合水与自由水的比值升高，A 正确。2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5/9B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熟部分；种子晒干后，自由水含量减少，代谢减慢。细胞中的无机盐思考交流1人缺 Fe 会患贫血，植物缺 Mg 叶片会
8、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。(教师用书独具
9、)1夏季人在剧烈运动后需要补充淡盐水。分析这样做的原理。提示：人大量出汗后，Na 和 Cl 大量流失时，人体内溶液 浓度会发生较大变化，为保证浓度的平衡应及时补充淡盐水。2设计实验验证钾是植物生长发育必需的无机盐，请写出实验设计的思路。提示：将植物分别培养在完全营养液和缺少钾的完全营养液中。培养一段时6/9间后，观察植物的生长情况。若培养在完全营养液中的植物正常生长，培养在缺少钾的完全营养中的植物不能正常生长，营养液中加入钾后，植物又能恢复正常生长，则证明钾是植物生长必需的无机盐。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，Fe 2 是血红蛋
10、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维持生物体内的平衡酸碱平衡(即 pH 平衡)人血浆中的 HCO 、HPO 等对血浆 pH 3 24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。活学活用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
11、胞的渗透压和 pHDMg 2 是合成叶绿素分子的原料7/9A 细 胞中大多数的无机盐以离子状态存在，A 项错误；Fe 2 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。当 堂 达 标固 双 基1
12、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；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下图曲线能正确反映大豆种子萌发至幼苗过程中，细胞中自由水与结合水的比值( 纵坐标 )变化的是 ( )Aa Bb Cc DdB 大豆种子萌发至幼苗过程中，细胞新陈代谢先逐渐
13、增强，然后达到相对稳定的状态，自由水与结合水的比值先升高，然后趋于稳定，即图中 b 曲线。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8/9B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( ) 【导学号：92172058】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 题意可知，当血液含钙量过低时，可导致神经肌肉抽搐，这
14、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下表是几种植物部分器官灰分中各成分的含量，请根据表格回答下列几个问题。( 说明：灰分即无机物)植物成分 K2O Na2O CaO MgO Fe2O3 P2O5 SO2 SiO2 Cl小麦种子 30.2 0.6 3.5 13.2 0.6 47.5 0.7 小麦茎叶 13.6 1.4 5.8 2.5 0.6 4.8 67.4 玉米种子 29.8 1.1 2.2 15.5 0.8 45.6 0.8 2.1 0.9玉米茎叶 27.2 0.8 5.7 11.4 0.8 9.1 40.2 马铃薯块茎 60.0 3.0 2.6 4.9 1.1 16.9
15、 6.5 2.1 3.4(1)从上表的比较中可以看出，植物的_含磷最多，含钾次之。这说明这两种元素对_形成是非常重要的。(2)从上表还可以看出，植物的茎和叶中含_较多；地下贮藏器官含_最多，这可证明该元素在贮藏淀粉的过程中起着很大作用。(3)因此，对于收获籽粒的农作物应该多施_肥，对于收获块茎的农作物应该多施_肥。答案 (1)种子 果实、种子 (2)硅 钾 (3)磷 钾9/9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。
