生物必修1《分子与细胞》第5节 细胞中的无机物导学案及答案

2.5 细胞中的无机物导学案

【学习目标】

1．结合材料分析，明确水在细胞中的存在形式和作用。(重点)

2．通过材料分析，总结出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。(重、难点)

【自主预习】

水是生命之源，没有水就没有生命，请结合下列材料探究水的含量和功能。

表一　不同生物体中水的含量

表二　人体中几种不同器官或组织中水的含量

1．水含量的分布规律

(1)表一说明：不同生物体内含水量不同，一般水生生物体内的含水量比陆生生物多。

(2)表二说明：同一生物体内，不同器官的含水量不同，一般代谢旺盛的组织、器官含水量多。

(3)教材35页图2－17说明：生物体在不同的生长发育时期含水量不同。

2．水的存在形式及功能

(1)干种子烘烤后会失去一部分水，这样的种子浸泡后不萌发，种子死亡。这说明细胞中的水一部分与细胞内的其他物质相结合，这一部分水叫做结合水，其功能是细胞结构的重要组成部分。大约占细胞内全部水的4.5%。

(2)干种子吸水后才能萌发：越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量高，从而使植物的抗寒性、抗旱性增强，以适应不良的环境条件。这说明结合水含量的高低与植物的抗逆性相关。

(3)由(1)说明细胞内含量为95.5%的水可以自由流动，以游离的形式存在，这部分水叫做自由水。

(4)自由水是细胞内良好的溶剂，许多种物质必须溶解在这部分水中才能反应；水是光合作用的原料说明细胞内的自由水作为反应物，参与许多生物化学反应。水在生物体内的流动(如血液)，可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞，同时又把细胞新陈代谢产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外，这说明自由水具有运输营养物质和代谢废物的功能。

(5)收获的农作物的鲜种子晒干后，重量减轻，鲜种子晒干过程中失去的是自由水，新陈代谢速率将会减慢，有利于储存。由此说明，新陈代谢速率与自由水/结合水的比值有关，比值越大，代谢速率越快。

无机盐在细胞中的含量仅为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有关知识。

1．材料一　一种叶绿素分子和血红蛋白分子的局部结构简图

由材料可以看出无机盐是某些化合物的重要组成成分。

2．材料二　足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这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”。

由材料说明无机盐对维持细胞和生物体的正常生命活动有着重要的意义。

3．材料三　生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液，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。如果放到清水里，会吸水涨破。

由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．材料四　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。

上述材料说明， 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。

【互动探究】

1．判断下列有关水的叙述的正误。

(1)参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水。(　　)

(2)生物体内的化学反应离不开水。(　　)

(3)自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大。(　　)

答案：(1)√　(2)√　(3)×　

2．判断下列关于人体内水和无机盐的叙述的正误。

(1)都可作为细胞的能源物质。(　　)

(2)都能维持细胞的生命活动。(　　)

(3)所有细胞中水和无机盐的含量相同。(　　)

(4)血钙过高会引起抽搐。(　　)

答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　

【课堂练习】

1．卷柏干枯后，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，但有特殊酶

C．此生物有特殊的结构 D．以上都不正确

答案：A

2．下列对于生物体内自由水的叙述不正确的是(　　)

A．生物体代谢旺盛时含量最丰富的物质

B．不发生化学反应

C．生物体内各种化学反应的介质

D．植物越冬时，自由水含量降低

答案：B

3．某运动员比赛后化验，体液中Ca2＋含量太低，导致神经和肌肉的兴奋性过高而出现抽搐。这一事实说明Ca2＋的生理功能之一是(　　)

A．构成细胞结构的主要成分之一 B．维持细胞的正常形态

C．维持细胞的正常生理功能 D．调节渗透压和酸碱平衡

答案：C

4．下列有关无机盐的叙述，正确的是(　　)

A．人体细胞内液渗透压与无机盐有关，细胞外液渗透压与无机盐无关

B．细胞中的无机盐主要以化合物形式存在

C．细胞进行脂肪、DNA、RNA 等物质合成时都需要磷酸盐

D．K是构成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用

答案：D

5．植物的种子都有一定的寿命，在低温、低湿、低氧的环境下可适当延长种子的贮藏时间。种子要安全贮藏，首先应晒干。问题是：种子贮藏时，种子的含水量是否越低越好呢？现以贮藏一年为标准，设计实验证明之。

材料用品：含水量分别为1%、5%、9%、13%、17%的水稻种子各100粒，恒温箱5个，培养皿，纱布若干。

实验步骤：

(1)将5份种子分别置于5个恒温箱中(20℃)保存一年，在这期间应注意________。

(2)保存期满后，在相同的条件下测定5份种子的发芽率，应提供的条件有_________。

(3)上表为所测得的发芽率，含水量为1%的水稻种子发芽率为零，原因是__________。

含水量为17%的水稻种子发芽率为零，原因是______________________________。

(4)该实验的结论是________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案：(1)密闭、适时通风

(2)适宜的温度、充足的水分、充足的空气(或氧气)

(3)含水量过低，胚细胞缺水死亡，种子失去活力

含水量过高，种子呼吸较旺盛，易霉变，失去活力

(4)种子的含水量必须保持在一定范围内才利于贮藏，过高或过低都会使种子失去活力