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

第2节　细胞中的无机物

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．水的理化特性与分子结构(连线)

答案：①—a　②—b　③—b

3．水的存在形式及作用

4．水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系

正常情况下，细胞内自由水比例越大，细胞的代谢就越旺盛；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。

二、细胞中的无机盐

1．存在形式和含量

2．无机盐的生理功能

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

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，血红素不能合成。 (　　)

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．×　新鲜幼嫩的植物细胞中结合水与自由水的比例小。

2．×　结合水参与细胞结构组成。

3．√

4．×　细胞中的无机盐多数以离子形式存在。

5．√

　细胞中的水

1．水与代谢的关系

2．自由水与结合水的相互转化

(1)条件：

(2)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。

3．水在生产实际中的应用

4．自由水和结合水的功能验证

在冬季来临时，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一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——蔫儿了”。

(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。

提示：(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。

1．如图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是(　　)

A．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同

B．①和②均能萌发形成幼苗

C．③在生物体内主要以化合物形式存在

D．点燃后产生的CO2中的C只来自种子中的糖类

A　[据图分析，种子晒干使自由水散失，故④应为自由水。烘干使结合水散失，故⑤应为结合水，A正确。晒干后的种子可再萌发，但烘干的种子已经死亡，不能萌发，B错误。种子点燃后，糖类和其他有机物形成二氧化碳和水等散失，留下的物质为无机盐，无机盐在生物体内大多数以离子形式存在，C、D错误。]

2．“绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”下图是植物在复苏过程中细胞内自由水与结合水相对含量变化的曲线图，其中正确的是(　　)

B　[分析题图可知，纵坐标为相对含量。植物在复苏过程中自由水相对含量上升，结合水相对含量下降，细胞新陈代谢增强，B项正确。]

细胞内水的存在形式及变化规律

(1)环境恶化—自由水含量降低，结合水含量升高。

(2)细胞衰老——自由水含量降低，结合水含量升高。

(3)生命活动增强——自由水含量升高，结合水含量降低。

　细胞中的无机盐

1．无机盐存在形式及作用的两点归纳

(1)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。

(2)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。

2．无机盐参与构成的常见化合物

关于无机盐的两点提醒

(1)一种无机盐可以参与构成多种化合物，一种化合物可能需要多种无机盐参与构成。

(2)动物缺Fe，会造成缺铁性贫血，但贫血不一定都是缺Fe造成的，如某些红细胞功能异常的疾病。

1．(2020·江西高一期末)研究发现用不含Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，蛙心收缩不能维持；用含有少量Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，心脏能持续跳动数小时。这说明Ca2＋和K＋(　　)

A．是构成细胞某些复杂化合物的重要成分

B．对维持血浆的正常浓度有重要作用

C．对维持生物体正常生命活动有重要作用

D．为蛙心脏的持续跳动直接提供能量

C　[Ca2＋和K＋以离子的形式存在，A错误；题目中没有涉及血浆浓度的内容，B错误；根据题意可知，该实验说明Ca2＋和K＋对维持生物体正常的生命活动有重要作用，C正确；无机盐离子不能为生命活动提供能量，为生命活动直接提供能量的是ATP，D错误。]

2．为了确定某种矿质元素是否是植物的必需元素，应采用的方法是(　　)

A．检测正常叶片中该矿质元素的含量

B．分析根系对该矿质元素的吸收过程

C．分析环境条件对该矿质元素吸收的影响

D．观察在完全培养液中去掉该矿质元素前后植株生长发育状况

D　[判断某种元素是否是植物的必需元素通常用溶液培养法。在人工配制的完全培养液中，除去某种矿质元素，然后观察植物的生长发育情况：如果植物的生长发育仍正常，说明该元素不是植物所必需的；如果植物的生长发育不正常(出现特定的缺乏症状)，且只有补充了该种元素(其他元素无效)后，植物的生长发育又恢复正常(症状消失)，说明该元素是植物生长必需的矿质元素。]

溶液培养法——验证某无机盐是否为植物生长发育所必需的

通过对诗词的阅读和分析知：绵绵细雨促使萱草露出芽尖，柳树新鲜娇嫩，由此引发为什么会出现这种变化的思考。

(1)“幽径萱芽短，方桥柳色新”，这句诗中，柳树细胞中自由水与结合水的含量发生了何种变化？在下面的坐标图中画出变化趋势。(科学思维)

提示：   

(2)分析出现上述变化的原因。(科学思维)

提示：柳树发芽，细胞的新陈代谢变得旺盛，自由水的含量升高，结合水的含量降低。

[课堂小结]

1．卷柏有“九死还魂草”之称，它在干枯后，如得到充足的水仍能成活，其原因是(　　)

A．失去的水为自由水

B．虽失去结合水，但体内含有特殊的物质

C．此生物有特殊的结构

D．以上都不正确

A　[植物细胞主要通过渗透作用失水或吸水，而这些水是自由水。如果失去结合水，则细胞的结构被破坏而死亡，即使再补足水也不能复活。卷柏属于蕨类植物，适应能力强，干枯时失去大量的自由水。]

2．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。]

3．(不定项)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述正确的是(　　)

A．蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收

B．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降

C．KH2PO4也能为生物体提供能量

D．植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐

ABD　[草酸是生物体的一种代谢产物，广泛分布于植物、动物和真菌中；草酸容易与钙离子结合形成草酸钙，不利于机体对食物中钙的吸收，A项正确。哺乳动物缺铁，会影响血红素的合成，导致血液运输O2的能力下降，B项正确。无机物不能为生物体提供能量，C项错误。植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐，D项正确。]

4．尽管无机盐在细胞中所占比例很小，但对细胞和生物体的生命活动起着重要作用。下列症状不可能是由缺乏无机盐引起的是(　　)

A．人类的地方性甲状腺肿

B．人类的侏儒症

C．某儿童患佝偻病

D．菠菜嫩叶发黄

B　[碘是合成甲状腺激素的原料，碘摄入过少会引起地方性甲状腺肿等碘缺乏病，是由于缺乏无机盐引起的，A项不符合题意；人类侏儒症是由于少年时生长激素分泌过少引起的，B项符合题意；佝偻病主要是由于机体缺钙，进而导致骨骼的钙化障碍，是由于缺乏无机盐引起的，C项不符合题意；植物的生长需要多种无机盐，其中需要量最多的是含氮、含磷、含钾的无机盐，其中含氮的无机盐能促进细胞的分裂和生长，使植物枝繁叶茂，缺氮会使植株矮小瘦弱，叶片发黄，D项不符合题意。]

5．试回答下列问题：

(1)种子在入仓之前需晾晒，所去除的水分主要是细胞中的________水。

(2)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_____________________________________。

(3)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。

(4)人体中含钙最多的是________。

A．肌肉　　B．骨组织　　C．上皮组织　D．神经组织

(5)人在长跑后，因流汗过多常出现抽搐现象，这时应及时补充含________的食物。

[解析]　(1)自由水是自由流动的水，通过晾晒能蒸发出去。(2)干种子用水浸泡后，会大量吸水，这些水能参与细胞内的许多化学反应，促进种子萌发。(3)贫血症患者血红蛋白含量降低，运输O2的能力降低。补充蛋白质丰富的食物，可为人体提供氨基酸，用于合成血红蛋白。(4)在人体中骨骼和牙齿中钙含量高。(5)血液中钙离子含量过低会引起抽搐。

[答案]　(1)自由　(2)自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛　(3)O2　蛋白质　(4)B　(5)Ca2＋