高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞中的无机物学案设计

第2节细胞中的无机物

1、水：（1）存在形式：

自由水呈       状态，可以自由      。

结合水：占     %，主要与细胞内其他物质（           、多糖等）相结合，失去       性和溶解性。成为生物体的         成分。

（2）作用：

结合水：是细胞结构的重要       成分。

自由水作用：①细胞内良好的         ；②参与细胞内许多          反应；③为细胞提供      环境；④运送         物质和废物。

（3）二者关系：

在正常情况下，细胞内自由水占的比例越大，细胞的代谢越        ；结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力越      。

2．无机盐：

（1）存在形式：大多数以       的形式存在。含量很       ，占细胞鲜重的1%～1.5%。

（2）作用：

①细胞内复杂化合物的重要         成分。（叶绿素含    ，血红素含     ，P是组成细胞    、细胞    的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。）

②维持细胞和生物体的         活动有非常重要的作用（a.大量出汗要多喝       水。原因：人体缺Na+会引起         、         细胞的兴奋性降低，引发肌肉酸痛、无力。b.血液中     的含量太低，动物会出现抽搐的症状。c.维持细胞内     平衡（HCO3–））。

知识拓展

1．种子晒干过程中去除的水及保留的水，其形式分别是什么?

解：去除的主要是自由水，保留的是结合水。

2．自由水和结合水的相对比例与生物体的代谢水平有怎样的关系?越冬的植物、干旱地区的植物的细胞中，哪种形式的水的含量相对较高?这对植物的生命活动有何重要意义?

解：一般情况下，当自由水和结合水的比值增加时，生物体的代谢活动增强；当其比值下降时，代谢会减弱。越冬的植物、干旱地区的植物的细胞中，结合水的含量相对较高。结合水的比例高，可以使植物的抗寒性、抗旱性等增强，从而适应不良的环境条件。

学习过程

【考纲知识梳理】

一、细胞中的水

（1）细胞中的含量：各种化合物中含量最多的（鲜重）

①不同生物，体内含水量不同；。

②同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同

③同种生物不同生长发育时期含水量不同

（2）水的存在形式及功能

【提醒】

1.自由水与结合水在一定条件下可以相互转化，如受温度的影响，高温时结合水可转化为自由水（右图示关系）。

2.水与其他知识的联系

水与代谢、物质形态、抗逆性和稳态的调节密切相关，注重相互联系

3.自由水和结合水的存在形式及其功能的验证

    (A)鲜种子在阳光下暴晒，重量减轻  —→自由水散失。

    (B)于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。

(C)干种子不浸泡则不萌发—→自由水越少，代谢越缓慢。   

(D)干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠—→失去结合水。

    (E)失去结合水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.存在形式：绝大多数以离子的形式存在，少部分是细胞内化合物的组成成分。

2.生理功能：①细胞和生物体的重要组成成分；

②维持细胞和生物体的生命活动（如钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐）；

③维持细胞的渗透压和酸碱平衡。

3.常见无机盐离子的功能实例

I：甲状腺激素的主要成分，缺乏时患地方性甲状腺肿；

Fe：血红蛋白的主要成分，缺乏时患贫血；

Mg:叶绿素的组成成分；

PO43-是DNA、RNA和生物膜中磷脂的组成成分。

【要点知识精解】

【例1】下列关对生物体内水的描述，错误的是（ ）

A.幼小的生物体内自由水与结合水的比值越大时，代谢越活跃

B.自由水是良好的容剂，是各种代谢活动的介质

C.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%

D.心肌坚韧、血液液态，但含水量相差无几，原因是心肌内全是结合水

【解析】结合水在细胞中与其他化合物相结合，含量较为稳定一般维持在4.5%左右；自由水在细胞中游离存在，自由游动，是细胞内良好的溶剂，各种化学反应的介质，运送养料与废物；细胞内自由水越多，细胞代谢越旺盛；不同器官含水量有所不同，血液主要含有自由水故呈现液态，心肌内主要含结合水故较为坚韧。【答案】D

【例2】在患急性肠炎时，要及时注射生理盐水；不慎受伤后，要用0.9%的盐水清洁伤口；在高温作业时，要喝淡盐水。以下各项中属于以上三种做法的主要原因依次是

①消毒　②维持水分代谢平衡　③维持无机盐代谢的平衡　④降温　⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用

    A．①②④    B．③②⑤    C．②⑤③    D．②③④

【解析】肠炎病人肠道吸收功能下降，若不及时补充水分会造成脱水，所以给肠炎病人注射生理盐水的目的是维持水分代谢平衡。受外伤利用0.9%生理盐水清洗伤口是因为0.9%的生理盐水是细胞的等渗溶液，且具有清洁作用，维持细胞的正常形态。高温作业要喝淡盐水是为了补充因高温出汗过多而丢失的盐分。答案　C

答案：1、（1）游离  流动  4.5%  蛋白质  流动  构成 （2）组成  溶剂  生物化学  液体  营养 （3）旺盛  强

2、（1）离子  少 （2）组成  Mg  Fe  膜  核  生命活动  淡盐水  神经  肌肉  Ca2+  酸碱