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生物必修1《分子与细胞》第2节 细胞中的无机物学案
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这是一份生物必修1《分子与细胞》第2节 细胞中的无机物学案，共9页。学案主要包含了细胞中的水，细胞中的无机盐等内容，欢迎下载使用。
必备知识·夯实双基
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，水一般占__60%～95%__。
(2)生物种类不同，含水量__不同__。
(3)生物体在不同的生长发育期，含水量__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__良好的溶剂__。
(2)水分子之间形成氢键，氢键较弱，易断裂，易形成，使水保持液体状态，具有__流动性__。
(3)氢键的存在使水具有较高的__比热容__，使水的温度相对不易发生改变。
3．水的存在形式和功能
二、细胞中的无机盐
┃┃活学巧练__■
(1)对于生命活动来说，自由水比结合水重要。(×)
(2)细胞内自由水与结合水的含量是固定不变的。(×)
(3)生物体的一切生命活动都离不开水。(√)
(4)体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水。(√)
(5)与蛋白质结合在一起的水，是结合水，它不能自由流动，而自由水是可以自由流动的。(√)
(6)细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。(×)
(7)同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同。(×)
(8)无机盐是细胞中含量很少的有机物。(×)
(9)细胞中的无机盐全部以离子的形式存在。(×)
(10)小麦种子燃尽后的灰烬是无机盐。(√)
思考：
1．新鲜小麦种子放在阳光下，质量减轻的原因是什么？
提示：自由水散失。
2．干种子用水浸泡后仍能萌发说明什么？
提示：失去自由水的种子仍能保持其生理活性。
3．种子晒干后储存的原理是什么？
提示：减少自由水含量，降低呼吸作用，延长种子储存时间。
4．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？
提示：这是随着汗液的排出而丢失了大量Ca2＋引起的。
5．患急性肠胃炎，为什么医生用0.9%的生理盐水静脉注射，而不用蒸馏水？
提示：注射的生理盐水与细胞的渗透压相等，保证了细胞的正常形态和生命活动。
课内探究·名师点睛
知识点
细胞中的水
生物体内水的含量
(1)在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多。
(2)不同的生物体内水的含量差别很大，一般水生生物含水量高于陆生生物。生物体的含水量一般为60%～95%，而生活在海洋中的水母的含水量达到97%。
(3)同一生物体在不同的生长发育阶段的含水量不同。幼儿时期身体的含水量远高于成年时期，如幼儿身体的含水量约为77%，成年人为52%～65%，老年人约为51%。植物幼嫩部分比老熟部分含水量多。
(4)同一生物不同器官中水的含量也不同。例如，心肌含水量约为79%，血液含水量约为82%，而血液的含水量远远超过牙齿的含水量。
拓展
结合水在细胞内与其他物质相结合，含量比较稳定，不易散失，一般吸附在大分子物质上，如淀粉、蛋白质和纤维素分子表面。自由水在细胞中的含量较多，变动幅度也较大，且易流动。通常说除去细胞内的水分主要是指去掉自由水，多采用晒干的方法。若要除去结合水，通常采用烘烤、燃烧的方法。若细胞失去结合水，则构成细胞的化合物及细胞的结构会被破坏，可能导致细胞或生物体死亡。
┃┃典例剖析__■
典例1 (2020·江西高一期末)关于生物体内水分的叙述，错误的是( C )
A．水可以作为反应物参与细胞代谢
B．生物体的含水量随着生物种类的不同有所差异
C．处于休眠状态的小麦种子中通常不含水分
D．黄瓜幼苗体内的水分占其鲜重的绝大部分
解析：处于休眠状态的小麦种子含水量较少，但并非不含水分，C错误。
┃┃变式训练__■
1．(2021·江苏南京期末)下列关于细胞中的水的叙述，错误的是( D )
A．自由水是细胞内的良好溶剂
B．结合水是组成细胞结构的重要成分
C．水是构成细胞的重要化合物之一
D．代谢旺盛的细胞中自由水含量一般较少
解析：在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多，D错误。
知识点
细胞中的无机盐
1．无机盐的含量
无机盐在细胞中含量很少，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。
2．无机盐的存在形式
(1)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。细胞中含量较多的阳离子有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等，阴离子有Cl－、SOeq \\al(2－,4)、POeq \\al(3－,4)、HCOeq \\al(－,3)等。
(2)少数无机盐离子与其他化合物相结合，如Fe是构成血红素的元素，Mg是构成叶绿素的元素。
3．组成生物体的无机盐的生理功能
无机盐在细胞中的含量虽然很低，但是其作用非常重要，无机盐含量过多或过少都会影响细胞或生物体正常的生命活动。
(1)一些无机盐是细胞和生物体内某些复杂化合物的重要组成成分，Fe是血红蛋白的组成成分，如植物体缺少了Mg，叶绿素将无法合成，P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。
(2)对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，如人体内缺Na＋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，Ca2＋可调节肌肉收缩。
(3)维持细胞的渗透压，例如，大量出汗会排出过多的无机盐，降低了内环境的渗透压，打破了原有的稳态，需要及时补充生理盐水。
┃┃典例剖析__■
典例2 下图是一种叶绿素分子(左)和血红素分子(右)的局部结构简图，下列说法不正确的是( D )
A．合成叶绿素和血红蛋白分别需要镁和铁
B．植物体缺镁会影响光合作用
C．人体缺铁会影响血红蛋白对氧的运输
D．镁和铁分别存在于植物和动物细胞中
解析：Mg2＋是叶绿素的重要组成成分，叶绿素是光合作用必需的色素；而Fe2＋是血红素的组成成分，血红素是血红蛋白的组成成分缺乏Fe2＋就会影响红细胞的功能；Fe和Mg在动物和植物细胞中都有。
┃┃变式训练__■
2．(2021·甘肃会宁一中月考)已知Mn2＋是许多酶的活化剂，如Mn2＋能激活硝酸还原酶，缺乏Mn2＋的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子 ( B )
A．对维持细胞形态有重要作用
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持生物体酸碱平衡有重要作用
D．对维持和调节细胞内的渗透压有重要作用
解析：分析题意可知，Mn2＋可以激活植物体内许多酶，对维持植物体正常的生命活动有重要作用，B项符合题意；题干信息不能说明无机盐离子在维持细胞形态、维持酸碱平衡、维持和调节细胞内的渗透压等方面的作用，A、C、D项不符合题意。
方法指导：正确解答此类题的关键是结合具体实例，分析细胞内离子的生理功能，即一个成分，三个维持：细胞中的无机盐含量很少；维持细胞和生物体正常生命活动，维持细胞的正常形态，维持生物体的稳态(如酸碱平衡)。
指点迷津·拨云见日
1．自由水和结合水的功能验证：
2．自由水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系：
(1)图示：
(2)曲线：
(3)在生产中的应用：
①种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。
②种子储存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储存时间。
③越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。
典例3 生物体内含水量可变化，且自由水和结合水可相互转化。如图所示曲线错误的是( D )
解析：自由水含量与细胞代谢强度呈正相关，细胞代谢加快，则自由水含量增加，结合水含量减少，A项正确；随着年龄的增长，生物体内细胞代谢逐渐减弱，则自由水/结合水的值逐渐减小，B项正确；小麦开花后时间即小麦种子成熟时间越长，小麦种子中的水分含量越少，C项正确；9月至11月，温度逐渐降低，则植物体内结合水含量相对上升，而自由水含量相对下降，即结合水/自由水比值逐渐增大，植物抗寒能力增强，D项错误。
规律总结：细胞内水的存在形式及变化规律
(1)环境恶化——自由水↓，结合水↑。
(2)细胞衰老——自由水↓，结合水↑。
(3)生命活动增强——自由水↑，结合水↓。
解疑答惑
问题探讨⇨P20
1．提示：水在细胞中的重要作用：水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质能够溶解在水中，细胞内的许多生物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。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新陈代谢中产生的废物，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：表中属于无机盐的成分有氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠。运动员运动时随着出汗丢失大量的无机盐，需要在饮料中添加无机盐。无机盐在细胞中的重要作用：细胞中许多化合物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等。
旁栏思考⇨P21
细胞中的离子的主要功能
思考·讨论⇨P22
1．提示：光合作用不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是镁。镁是叶绿素的组成元素之一，因此，缺镁时叶绿素的形成受到阻碍，从而影响光合作用。
2．提示：人类贫血症中有缺少红细胞和缺少血红蛋白两种类型，它们都可导致贫血。而血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是铁，所以缺铁会导致血红蛋白的合成障碍，引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。正常人体内含铁量约为3～5 g，它是制造血红蛋白的主要原料之一。当铁缺乏时，血红蛋白就不能合成，从而发生缺铁性贫血。
3．提示：植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明无机盐会影响生物体的生命活动。P是核酸、磷脂、ATP的重要成分之一，缺P会影响蛋白质的合成，抑制细胞的分裂，进而影响植物的生长发育。
旁栏思考⇨P22
摄入食盐过多、过少造成的危害
1．摄入食盐过多的危害：
(1)引起高血压；(2)引起组织水肿；(3)增加胃癌发病率；(4)伤肾；(5)体内钙易流失。
2．摄入食盐过少的危害：
(1)精神萎靡；(2)夜间肌肉抽搐；(3)一系列精神健康问题；(4)低钠低氯血症等。
练习与应用⇨P22
一、概念检测
(1)× 结合水与其他化合物结合，不能作为溶剂。
(2)× 衰老的组织器官中水含量降低，自由水含量降低。
(3)× 晒干的秸秆主要成分是有机物。
二、拓展应用
1．提示：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。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．提示：火星上存在水及生命必需的无机盐。
训练巩固·课堂达标
1．下列关于细胞中水分子的叙述错误的是 ( A )
A．只能以游离形式存在B．是细胞鲜重中含量最多的成分
C．是细胞代谢活动的介质D．是细胞中多种物质的溶剂
解析：细胞中的水分子以自由水和结合水的形式存在，是细胞鲜重中含量最多的成分，其中自由水是细胞代谢活动的介质和细胞中多种物质的溶剂。
2．有些马拉松运动员在比赛进入最后阶段时，下肢肌肉常发生抽搐，这是因为随着人体大量出汗而向体外排出了过量的( C )
A．水 B．钠盐
C．钙盐 D．尿素
解析：人体血钙含量过低时，肌肉常发生抽搐。所以有些马拉松运动员在比赛进入最后阶段时，下肢肌肉常发生抽搐，这是因为随着人体大量出汗而向体外排出了过量的钙盐，C正确。
3．水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响新陈代谢。试回答下列问题：
(1)如表所示是几种不同生物体中水的含量：
由此表得到的结论是__构成生物体的成分中水的含量最多(或不同生物体内含水量不同)__。
(2)种子在入仓之前需晾晒，所去除的水分主要是细胞中的__自由__水。
(3)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__自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛__。
(4)新鲜的鸡蛋清为液态胶体，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__结合水__，是细胞和生物体的__组成成分__，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__自由水__。
解析：(1)由表分析可知，构成生物体的成分中水的含量最多，且不同生物体内含水量有所不同。(2)种子晾晒失去的主要是自由水。(3)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，对比说明种子萌发需要水，而且吸收的水在种子内以自由水的形式存在，这充分说明自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛。(4)新鲜的鸡蛋清中水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为结合水，是细胞和生物体的组成成分；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，转变为自由水。
课标要求
核心素养
1．简述水在细胞中的存在形式和作用。
2．说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
1．生命观念——通过对组成细胞的水和无机盐的学习，建立生命物质性的观点。
2．科学思维——通过概括水与细胞代谢的关系形成科学的思维方式。
3．科学探究——通过探究无机盐功能的技能训练培养科学探究能力。
知识导图
学霸记忆
1．水是细胞中的良好溶剂，又是细胞结构的重要组成成分。
2．无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。
存在形式
自由水
结合水
含义
细胞中绝大部分以游离的形式存在，是可以__自由流动__的水
与细胞内__其他物质__相结合的水
功能
①细胞内的__良好溶剂__
是细胞结构的重要组成成分
②参与__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
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%
存在形式
大多数无机盐以__离子__形式存在，少数以化合物形式存在
含量
占细胞鲜重的__1%～1.5%__
功能
维持细胞和生物体的生命活动，如哺乳动物血液中__钙离子__含量太低，会出现抽搐等症状
维持细胞的__酸碱__平衡
组成细胞结构和复杂化合物，如Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素，P是组成细胞膜、细胞核的重要成分
离子
功能
Na＋
维持细胞外液的渗透压
K＋
促进植物体内淀粉的运输；维持动物细胞内液的渗透压
Ca2＋
降低神经系统的兴奋性，维持肌细胞的舒张
Mg2＋
是维持神经、肌肉和心脏应激性的重要离子之一；是多种酶的激活剂
Fe2＋
血红素的组成成分
Cl－
维持细胞外液的渗透压
POeq \\al(3－,4)
维持酸碱平衡
HCOeq \\al(－,3)
维持酸碱平衡
生物
水母
鱼类
蛙
哺乳动物
藻类
高等动物
水的含量(%)
97
80～85
78
65
90
60～80
必备知识·夯实双基
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，水一般占__60%～95%__。
(2)生物种类不同，含水量__不同__。
(3)生物体在不同的生长发育期，含水量__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__良好的溶剂__。
(2)水分子之间形成氢键，氢键较弱，易断裂，易形成，使水保持液体状态，具有__流动性__。
(3)氢键的存在使水具有较高的__比热容__，使水的温度相对不易发生改变。
3．水的存在形式和功能
二、细胞中的无机盐
┃┃活学巧练__■
(1)对于生命活动来说，自由水比结合水重要。(×)
(2)细胞内自由水与结合水的含量是固定不变的。(×)
(3)生物体的一切生命活动都离不开水。(√)
(4)体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水。(√)
(5)与蛋白质结合在一起的水，是结合水，它不能自由流动，而自由水是可以自由流动的。(√)
(6)细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。(×)
(7)同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同。(×)
(8)无机盐是细胞中含量很少的有机物。(×)
(9)细胞中的无机盐全部以离子的形式存在。(×)
(10)小麦种子燃尽后的灰烬是无机盐。(√)
思考：
1．新鲜小麦种子放在阳光下，质量减轻的原因是什么？
提示：自由水散失。
2．干种子用水浸泡后仍能萌发说明什么？
提示：失去自由水的种子仍能保持其生理活性。
3．种子晒干后储存的原理是什么？
提示：减少自由水含量，降低呼吸作用，延长种子储存时间。
4．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？
提示：这是随着汗液的排出而丢失了大量Ca2＋引起的。
5．患急性肠胃炎，为什么医生用0.9%的生理盐水静脉注射，而不用蒸馏水？
提示：注射的生理盐水与细胞的渗透压相等，保证了细胞的正常形态和生命活动。
课内探究·名师点睛
知识点
细胞中的水
生物体内水的含量
(1)在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多。
(2)不同的生物体内水的含量差别很大，一般水生生物含水量高于陆生生物。生物体的含水量一般为60%～95%，而生活在海洋中的水母的含水量达到97%。
(3)同一生物体在不同的生长发育阶段的含水量不同。幼儿时期身体的含水量远高于成年时期，如幼儿身体的含水量约为77%，成年人为52%～65%，老年人约为51%。植物幼嫩部分比老熟部分含水量多。
(4)同一生物不同器官中水的含量也不同。例如，心肌含水量约为79%，血液含水量约为82%，而血液的含水量远远超过牙齿的含水量。
拓展
结合水在细胞内与其他物质相结合，含量比较稳定，不易散失，一般吸附在大分子物质上，如淀粉、蛋白质和纤维素分子表面。自由水在细胞中的含量较多，变动幅度也较大，且易流动。通常说除去细胞内的水分主要是指去掉自由水，多采用晒干的方法。若要除去结合水，通常采用烘烤、燃烧的方法。若细胞失去结合水，则构成细胞的化合物及细胞的结构会被破坏，可能导致细胞或生物体死亡。
┃┃典例剖析__■
典例1 (2020·江西高一期末)关于生物体内水分的叙述，错误的是( C )
A．水可以作为反应物参与细胞代谢
B．生物体的含水量随着生物种类的不同有所差异
C．处于休眠状态的小麦种子中通常不含水分
D．黄瓜幼苗体内的水分占其鲜重的绝大部分
解析：处于休眠状态的小麦种子含水量较少，但并非不含水分，C错误。
┃┃变式训练__■
1．(2021·江苏南京期末)下列关于细胞中的水的叙述，错误的是( D )
A．自由水是细胞内的良好溶剂
B．结合水是组成细胞结构的重要成分
C．水是构成细胞的重要化合物之一
D．代谢旺盛的细胞中自由水含量一般较少
解析：在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多，D错误。
知识点
细胞中的无机盐
1．无机盐的含量
无机盐在细胞中含量很少，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。
2．无机盐的存在形式
(1)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。细胞中含量较多的阳离子有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等，阴离子有Cl－、SOeq \\al(2－,4)、POeq \\al(3－,4)、HCOeq \\al(－,3)等。
(2)少数无机盐离子与其他化合物相结合，如Fe是构成血红素的元素，Mg是构成叶绿素的元素。
3．组成生物体的无机盐的生理功能
无机盐在细胞中的含量虽然很低，但是其作用非常重要，无机盐含量过多或过少都会影响细胞或生物体正常的生命活动。
(1)一些无机盐是细胞和生物体内某些复杂化合物的重要组成成分，Fe是血红蛋白的组成成分，如植物体缺少了Mg，叶绿素将无法合成，P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。
(2)对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，如人体内缺Na＋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，Ca2＋可调节肌肉收缩。
(3)维持细胞的渗透压，例如，大量出汗会排出过多的无机盐，降低了内环境的渗透压，打破了原有的稳态，需要及时补充生理盐水。
┃┃典例剖析__■
典例2 下图是一种叶绿素分子(左)和血红素分子(右)的局部结构简图，下列说法不正确的是( D )
A．合成叶绿素和血红蛋白分别需要镁和铁
B．植物体缺镁会影响光合作用
C．人体缺铁会影响血红蛋白对氧的运输
D．镁和铁分别存在于植物和动物细胞中
解析：Mg2＋是叶绿素的重要组成成分，叶绿素是光合作用必需的色素；而Fe2＋是血红素的组成成分，血红素是血红蛋白的组成成分缺乏Fe2＋就会影响红细胞的功能；Fe和Mg在动物和植物细胞中都有。
┃┃变式训练__■
2．(2021·甘肃会宁一中月考)已知Mn2＋是许多酶的活化剂，如Mn2＋能激活硝酸还原酶，缺乏Mn2＋的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子 ( B )
A．对维持细胞形态有重要作用
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持生物体酸碱平衡有重要作用
D．对维持和调节细胞内的渗透压有重要作用
解析：分析题意可知，Mn2＋可以激活植物体内许多酶，对维持植物体正常的生命活动有重要作用，B项符合题意；题干信息不能说明无机盐离子在维持细胞形态、维持酸碱平衡、维持和调节细胞内的渗透压等方面的作用，A、C、D项不符合题意。
方法指导：正确解答此类题的关键是结合具体实例，分析细胞内离子的生理功能，即一个成分，三个维持：细胞中的无机盐含量很少；维持细胞和生物体正常生命活动，维持细胞的正常形态，维持生物体的稳态(如酸碱平衡)。
指点迷津·拨云见日
1．自由水和结合水的功能验证：
2．自由水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系：
(1)图示：
(2)曲线：
(3)在生产中的应用：
①种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。
②种子储存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储存时间。
③越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。
典例3 生物体内含水量可变化，且自由水和结合水可相互转化。如图所示曲线错误的是( D )
解析：自由水含量与细胞代谢强度呈正相关，细胞代谢加快，则自由水含量增加，结合水含量减少，A项正确；随着年龄的增长，生物体内细胞代谢逐渐减弱，则自由水/结合水的值逐渐减小，B项正确；小麦开花后时间即小麦种子成熟时间越长，小麦种子中的水分含量越少，C项正确；9月至11月，温度逐渐降低，则植物体内结合水含量相对上升，而自由水含量相对下降，即结合水/自由水比值逐渐增大，植物抗寒能力增强，D项错误。
规律总结：细胞内水的存在形式及变化规律
(1)环境恶化——自由水↓，结合水↑。
(2)细胞衰老——自由水↓，结合水↑。
(3)生命活动增强——自由水↑，结合水↓。
解疑答惑
问题探讨⇨P20
1．提示：水在细胞中的重要作用：水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质能够溶解在水中，细胞内的许多生物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。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新陈代谢中产生的废物，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：表中属于无机盐的成分有氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠。运动员运动时随着出汗丢失大量的无机盐，需要在饮料中添加无机盐。无机盐在细胞中的重要作用：细胞中许多化合物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等。
旁栏思考⇨P21
细胞中的离子的主要功能
思考·讨论⇨P22
1．提示：光合作用不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是镁。镁是叶绿素的组成元素之一，因此，缺镁时叶绿素的形成受到阻碍，从而影响光合作用。
2．提示：人类贫血症中有缺少红细胞和缺少血红蛋白两种类型，它们都可导致贫血。而血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是铁，所以缺铁会导致血红蛋白的合成障碍，引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。正常人体内含铁量约为3～5 g，它是制造血红蛋白的主要原料之一。当铁缺乏时，血红蛋白就不能合成，从而发生缺铁性贫血。
3．提示：植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明无机盐会影响生物体的生命活动。P是核酸、磷脂、ATP的重要成分之一，缺P会影响蛋白质的合成，抑制细胞的分裂，进而影响植物的生长发育。
旁栏思考⇨P22
摄入食盐过多、过少造成的危害
1．摄入食盐过多的危害：
(1)引起高血压；(2)引起组织水肿；(3)增加胃癌发病率；(4)伤肾；(5)体内钙易流失。
2．摄入食盐过少的危害：
(1)精神萎靡；(2)夜间肌肉抽搐；(3)一系列精神健康问题；(4)低钠低氯血症等。
练习与应用⇨P22
一、概念检测
(1)× 结合水与其他化合物结合，不能作为溶剂。
(2)× 衰老的组织器官中水含量降低，自由水含量降低。
(3)× 晒干的秸秆主要成分是有机物。
二、拓展应用
1．提示：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。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．提示：火星上存在水及生命必需的无机盐。
训练巩固·课堂达标
1．下列关于细胞中水分子的叙述错误的是 ( A )
A．只能以游离形式存在B．是细胞鲜重中含量最多的成分
C．是细胞代谢活动的介质D．是细胞中多种物质的溶剂
解析：细胞中的水分子以自由水和结合水的形式存在，是细胞鲜重中含量最多的成分，其中自由水是细胞代谢活动的介质和细胞中多种物质的溶剂。
2．有些马拉松运动员在比赛进入最后阶段时，下肢肌肉常发生抽搐，这是因为随着人体大量出汗而向体外排出了过量的( C )
A．水 B．钠盐
C．钙盐 D．尿素
解析：人体血钙含量过低时，肌肉常发生抽搐。所以有些马拉松运动员在比赛进入最后阶段时，下肢肌肉常发生抽搐，这是因为随着人体大量出汗而向体外排出了过量的钙盐，C正确。
3．水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响新陈代谢。试回答下列问题：
(1)如表所示是几种不同生物体中水的含量：
由此表得到的结论是__构成生物体的成分中水的含量最多(或不同生物体内含水量不同)__。
(2)种子在入仓之前需晾晒，所去除的水分主要是细胞中的__自由__水。
(3)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__自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛__。
(4)新鲜的鸡蛋清为液态胶体，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__结合水__，是细胞和生物体的__组成成分__，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__自由水__。
解析：(1)由表分析可知，构成生物体的成分中水的含量最多，且不同生物体内含水量有所不同。(2)种子晾晒失去的主要是自由水。(3)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，对比说明种子萌发需要水，而且吸收的水在种子内以自由水的形式存在，这充分说明自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛。(4)新鲜的鸡蛋清中水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为结合水，是细胞和生物体的组成成分；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，转变为自由水。
课标要求
核心素养
1．简述水在细胞中的存在形式和作用。
2．说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
1．生命观念——通过对组成细胞的水和无机盐的学习，建立生命物质性的观点。
2．科学思维——通过概括水与细胞代谢的关系形成科学的思维方式。
3．科学探究——通过探究无机盐功能的技能训练培养科学探究能力。
知识导图
学霸记忆
1．水是细胞中的良好溶剂，又是细胞结构的重要组成成分。
2．无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。
存在形式
自由水
结合水
含义
细胞中绝大部分以游离的形式存在，是可以__自由流动__的水
与细胞内__其他物质__相结合的水
功能
①细胞内的__良好溶剂__
是细胞结构的重要组成成分
②参与__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
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%
存在形式
大多数无机盐以__离子__形式存在，少数以化合物形式存在
含量
占细胞鲜重的__1%～1.5%__
功能
维持细胞和生物体的生命活动，如哺乳动物血液中__钙离子__含量太低，会出现抽搐等症状
维持细胞的__酸碱__平衡
组成细胞结构和复杂化合物，如Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素，P是组成细胞膜、细胞核的重要成分
离子
功能
Na＋
维持细胞外液的渗透压
K＋
促进植物体内淀粉的运输；维持动物细胞内液的渗透压
Ca2＋
降低神经系统的兴奋性，维持肌细胞的舒张
Mg2＋
是维持神经、肌肉和心脏应激性的重要离子之一；是多种酶的激活剂
Fe2＋
血红素的组成成分
Cl－
维持细胞外液的渗透压
POeq \\al(3－,4)
维持酸碱平衡
HCOeq \\al(－,3)
维持酸碱平衡
生物
水母
鱼类
蛙
哺乳动物
藻类
高等动物
水的含量(%)
97
80～85
78
65
90
60～80
相关学案
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