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人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞中的无机物精品巩固练习
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1.生命观念——通过对水结构与功能的分析,形成结构与功能相适应的生命观念。
2.科学探究——通过探究无机盐的功能的技能训练,培养科学探究能力。
3.社会责任——通过学习无机盐与人体健康的关系,关注人体健康。
一、细胞中的水
1．水的含量
微点拨：生物体在不同的生长发育期，含水量不同，幼年个体含水量大于老年个体。
2．水的特点
(1)水是极性分子，因此水是良好的溶剂。
(2)水分子具有氢键，易于断裂和形成，使水具有流动性和较高的比热容。
3．水的存在形式及功能
(1)自由水
(2)结合水
微点拨：结合水主要是与蛋白质、多糖等物质结合，结合水没有流动性和溶解性
4.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系
在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。
探讨一 分析水的特性,理解水的功能
结合教材P21的图示和内容回答:
(1)水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢?
提示:水分子的空间结构及电子的不对称分布,使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合,因此,水是良好的溶剂。
(2)水为什么具有流动性?水的温度为什么相对不容易发生改变?
提示:水分子具有氢键,氢键比较弱,易被破坏,只能维持极短时间,这样氢键不断地断裂,又不断地形成,使水在常温下能够维持液体状态,具有流动性。同时,由于氢键的存在,水具有较高的比热容,这就意味着水的温度相对不容易发生改变,水的这种特性,对于维持生命系统的稳定性十分重要。
探讨二 分析水与细胞代谢和抗逆性的关系,提高模型构建能力
农业生产中,需要将种子晒干后进行储存,这样能保存较长时间。如果将晒干后的种子放入试管中进行加热,会发现试管壁上有水珠出现。晒干后的小麦种子不能萌发,浸泡处理后的小麦种子却可以萌发。
(1)上述材料中种子晾晒后重量减少是因为失去 自由水 ,种子烘烤后失去 结合水 。浸泡后的种子因为含有较多的 自由水 ,而代谢较为旺盛。烘烤后的种子用水浸泡后 不能 (填“能”或“不能”)萌发,这说明 结合水 是细胞结构的重要组成部分。
(2)越冬的植物、干旱地区植物的细胞中,结合水含量升高,这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系?
提示:在一般情况下,结合水和自由水的比值越大,生物的抗逆性越强。
(3)请在下列坐标图中画出自由水与结合水的比值与代谢强度、抗逆性关系的变化曲线。
提示:
【习题巩固】
1．(2023·重庆三峡名校联盟高一联考)每年的3月22日是“世界水日”。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是( )
A．晒干的小麦种子不含自由水，代谢强度低，便于储藏
B．氢键的存在，使水的温度相对不易改变，对维持生命系统稳定性十分重要
C．影响细胞内含水量的因素有生物种类、发育阶段、组织器官种类等
D．水是极性分子，带电荷的分子或离子都易与水结合，可作为良好的溶剂
答案 A
解析 晒干的小麦种子自由水含量较少，代谢强度降低，便于储藏，A错误；由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，对维持生命系统稳定性十分重要，B正确。
2．在冬季来临过程中，冬小麦体内的自由水和结合水的含量变化如图所示，下列说法错误的是( )
A．a存在形式的水主要与蛋白质、多糖等物质结合
B．b是细胞中绝大部分水的存在形式，是可以流动的
C．a/b上升，细胞代谢水平增强
D．b/a下降，细胞抵抗寒冷的能力增强
答案 C
解析 自由水与结合水比值越高，细胞新陈代谢越旺盛，抗逆性越差，在冬季来临过程中，冬小麦体内结合水含量升高，a表示结合水，结合水能与蛋白质、多糖等物质结合，A正确；b是自由水，是细胞中绝大部分水的存在形式，是可以流动的，B正确；a/b上升，即自由水与结合水比值较低，细胞代谢水平减弱，抗逆性增强，C错误；b/a下降，即自由水与结合水比值较低，细胞抵抗寒冷的能力增强，D正确。
二、细胞中的无机盐
1．无机盐的存在形式和含量
2．无机盐的生理功能
探讨 根据材料分析无机盐的功能,培养信息获取能力
1．无机盐在细胞(鲜重)中的含量仅为1%～1.5%，但却有着重要的作用，请结合下列材料分析无机盐的作用。
(1)材料1 一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如图：
由材料可以看出，无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分。
(2)材料2 足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，此现象是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。
该材料说明，无机盐对维持生物体的正常生命活动有着重要的意义。
(3)材料3 生理盐水是指与哺乳动物血浆和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，若放到清水中，则会吸水涨破。
该材料说明，无机盐能调节人体的渗透压，维持细胞的正常形态。
(4)材料4 人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。
该材料说明，无机盐对于维持人体内环境酸碱平衡的相对稳定具有重要作用。
1．常见无机盐离子的主要功能及缺乏症
2．“对照法”探究植物生长必需的无机盐
(1)实验设计
(2)实验中的对照
【习题巩固】
3．无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列有关生物体内无机盐的叙述不正确的是( )
A．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3参与构成骨骼、牙齿等
B．生理盐水可用于清洗外伤伤口，因为它可维持细胞正常的渗透压并有清洁作用
C．患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法
D．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
答案 A
解析 细胞中的无机盐大多数以离子形式存在，少数以化合物的形式存在，A错误；生理盐水就是0.9%的氯化钠溶液，是等渗溶液，可维持细胞正常的渗透压并有清洁作用，故可用于清洗外伤伤口，B正确；患急性肠炎的病人会丢失大量的水分和无机盐，所以脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法，C正确；红细胞中的血红蛋白含有Fe2＋，缺铁会导致血红蛋白合成受阻，而血红蛋白具有运输O2的能力，因此缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降，D正确。
4．在某地的马拉松比赛中，香蕉是沿途补给站的标配，其中富含的钾离子能够增强神经和肌肉的兴奋性，强化肌力及肌耐力。该事实说明钾离子的生理作用是( )
A．为肌肉收缩持续提供能量
B．维持机体酸碱平衡
C．细胞内某些复杂化合物的重要组成成分
D．对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用
答案 D
解析 分析题干“其中富含的钾离子能够增强神经和肌肉的兴奋性，强化肌力及肌耐力”可知钾离子的生理作用是对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，D符合题意。
无机盐离子
主要功能
缺乏症
I
甲状腺激素的组成成分
缺乏时患地方性甲状腺肿或呆小症
Fe
血红素的组成成分
缺乏时患缺铁性贫血
Ca
降低神经系统的兴奋性
血钙过低，会出现抽搐现象
K
维持体液渗透压的稳定
K＋含量低，会导致心律失常
Na
维持体液渗透压的稳定
Na＋含量低，会导致细胞外液渗透压下降、血压下降、心率加快和四肢发冷、无力等
Mg
叶绿素的组成成分
缺乏时叶片变黄、无法进行光合作用
空白
对照
对照组：植物＋完全培养液
实验组：植物＋缺X培养液
自身
对照
对照组：植物＋缺X培养液(加入无机盐X之前)
实验组：植物＋缺X培养液(加入无机盐X后)
1.生命观念——通过对水结构与功能的分析,形成结构与功能相适应的生命观念。
2.科学探究——通过探究无机盐的功能的技能训练,培养科学探究能力。
3.社会责任——通过学习无机盐与人体健康的关系,关注人体健康。
一、细胞中的水
1．水的含量
微点拨：生物体在不同的生长发育期，含水量不同，幼年个体含水量大于老年个体。
2．水的特点
(1)水是极性分子，因此水是良好的溶剂。
(2)水分子具有氢键，易于断裂和形成，使水具有流动性和较高的比热容。
3．水的存在形式及功能
(1)自由水
(2)结合水
微点拨：结合水主要是与蛋白质、多糖等物质结合，结合水没有流动性和溶解性
4.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系
在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。
探讨一 分析水的特性,理解水的功能
结合教材P21的图示和内容回答:
(1)水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢?
提示:水分子的空间结构及电子的不对称分布,使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合,因此,水是良好的溶剂。
(2)水为什么具有流动性?水的温度为什么相对不容易发生改变?
提示:水分子具有氢键,氢键比较弱,易被破坏,只能维持极短时间,这样氢键不断地断裂,又不断地形成,使水在常温下能够维持液体状态,具有流动性。同时,由于氢键的存在,水具有较高的比热容,这就意味着水的温度相对不容易发生改变,水的这种特性,对于维持生命系统的稳定性十分重要。
探讨二 分析水与细胞代谢和抗逆性的关系,提高模型构建能力
农业生产中,需要将种子晒干后进行储存,这样能保存较长时间。如果将晒干后的种子放入试管中进行加热,会发现试管壁上有水珠出现。晒干后的小麦种子不能萌发,浸泡处理后的小麦种子却可以萌发。
(1)上述材料中种子晾晒后重量减少是因为失去 自由水 ,种子烘烤后失去 结合水 。浸泡后的种子因为含有较多的 自由水 ,而代谢较为旺盛。烘烤后的种子用水浸泡后 不能 (填“能”或“不能”)萌发,这说明 结合水 是细胞结构的重要组成部分。
(2)越冬的植物、干旱地区植物的细胞中,结合水含量升高,这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系?
提示:在一般情况下,结合水和自由水的比值越大,生物的抗逆性越强。
(3)请在下列坐标图中画出自由水与结合水的比值与代谢强度、抗逆性关系的变化曲线。
提示:
【习题巩固】
1．(2023·重庆三峡名校联盟高一联考)每年的3月22日是“世界水日”。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是( )
A．晒干的小麦种子不含自由水，代谢强度低，便于储藏
B．氢键的存在，使水的温度相对不易改变，对维持生命系统稳定性十分重要
C．影响细胞内含水量的因素有生物种类、发育阶段、组织器官种类等
D．水是极性分子，带电荷的分子或离子都易与水结合，可作为良好的溶剂
答案 A
解析 晒干的小麦种子自由水含量较少，代谢强度降低，便于储藏，A错误；由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，对维持生命系统稳定性十分重要，B正确。
2．在冬季来临过程中，冬小麦体内的自由水和结合水的含量变化如图所示，下列说法错误的是( )
A．a存在形式的水主要与蛋白质、多糖等物质结合
B．b是细胞中绝大部分水的存在形式，是可以流动的
C．a/b上升，细胞代谢水平增强
D．b/a下降，细胞抵抗寒冷的能力增强
答案 C
解析 自由水与结合水比值越高，细胞新陈代谢越旺盛，抗逆性越差，在冬季来临过程中，冬小麦体内结合水含量升高，a表示结合水，结合水能与蛋白质、多糖等物质结合，A正确；b是自由水，是细胞中绝大部分水的存在形式，是可以流动的，B正确；a/b上升，即自由水与结合水比值较低，细胞代谢水平减弱，抗逆性增强，C错误；b/a下降，即自由水与结合水比值较低，细胞抵抗寒冷的能力增强，D正确。
二、细胞中的无机盐
1．无机盐的存在形式和含量
2．无机盐的生理功能
探讨 根据材料分析无机盐的功能,培养信息获取能力
1．无机盐在细胞(鲜重)中的含量仅为1%～1.5%，但却有着重要的作用，请结合下列材料分析无机盐的作用。
(1)材料1 一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如图：
由材料可以看出，无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分。
(2)材料2 足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，此现象是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。
该材料说明，无机盐对维持生物体的正常生命活动有着重要的意义。
(3)材料3 生理盐水是指与哺乳动物血浆和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，若放到清水中，则会吸水涨破。
该材料说明，无机盐能调节人体的渗透压，维持细胞的正常形态。
(4)材料4 人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。
该材料说明，无机盐对于维持人体内环境酸碱平衡的相对稳定具有重要作用。
1．常见无机盐离子的主要功能及缺乏症
2．“对照法”探究植物生长必需的无机盐
(1)实验设计
(2)实验中的对照
【习题巩固】
3．无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列有关生物体内无机盐的叙述不正确的是( )
A．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3参与构成骨骼、牙齿等
B．生理盐水可用于清洗外伤伤口，因为它可维持细胞正常的渗透压并有清洁作用
C．患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法
D．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
答案 A
解析 细胞中的无机盐大多数以离子形式存在，少数以化合物的形式存在，A错误；生理盐水就是0.9%的氯化钠溶液，是等渗溶液，可维持细胞正常的渗透压并有清洁作用，故可用于清洗外伤伤口，B正确；患急性肠炎的病人会丢失大量的水分和无机盐，所以脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法，C正确；红细胞中的血红蛋白含有Fe2＋，缺铁会导致血红蛋白合成受阻，而血红蛋白具有运输O2的能力，因此缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降，D正确。
4．在某地的马拉松比赛中，香蕉是沿途补给站的标配，其中富含的钾离子能够增强神经和肌肉的兴奋性，强化肌力及肌耐力。该事实说明钾离子的生理作用是( )
A．为肌肉收缩持续提供能量
B．维持机体酸碱平衡
C．细胞内某些复杂化合物的重要组成成分
D．对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用
答案 D
解析 分析题干“其中富含的钾离子能够增强神经和肌肉的兴奋性，强化肌力及肌耐力”可知钾离子的生理作用是对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，D符合题意。
无机盐离子
主要功能
缺乏症
I
甲状腺激素的组成成分
缺乏时患地方性甲状腺肿或呆小症
Fe
血红素的组成成分
缺乏时患缺铁性贫血
Ca
降低神经系统的兴奋性
血钙过低，会出现抽搐现象
K
维持体液渗透压的稳定
K＋含量低，会导致心律失常
Na
维持体液渗透压的稳定
Na＋含量低，会导致细胞外液渗透压下降、血压下降、心率加快和四肢发冷、无力等
Mg
叶绿素的组成成分
缺乏时叶片变黄、无法进行光合作用
空白
对照
对照组：植物＋完全培养液
实验组：植物＋缺X培养液
自身
对照
对照组：植物＋缺X培养液(加入无机盐X之前)
实验组：植物＋缺X培养液(加入无机盐X后)
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