第2節細胞中的無機物課標要求1．簡述水在細胞中的存在形式和作用。2．說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。核心素養1．生命觀念——通過對組成細胞的水和無機鹽的學習，建立生命物質性的觀點。2．科學思維——通過概括水與細胞代謝的關系形成科學的思維方式。3．科學探究——通過探究無機鹽功能的技能訓練培育科學探究實力。學問點一細胞中的水必備學問·夯實雙基1．水的含量(1)在構成細胞的各種化學成分中，水一般占60%～95%。(2)生物種類不同，含水量_不同__。(3)生物體在不同的生長發育期，含水量_不同__。2．水的特性(1)水是極性分子，帶正電荷與帶負電荷的分子簡單與水結合，因此，水是_良好的溶劑__。(2)水分子之間形成氫鍵，氫鍵較弱，易斷裂，易形成，使水保持液體狀態，具有_流淌性__。(3)氫鍵的存在使水具有較高的_比熱容__，使水的溫度相對不易發生變更。3．水的存在形式和功能存在形式自由水結合水含義細胞中絕大部分以游離的形式存在，是可以_自由流淌__的水與細胞內_其他物質__相結合的水功能①細胞內的_良好溶劑__是細胞結構的重要組成成分②參加_生物化學反應__③為細胞供應_液體__環境④運輸_養分物質__和代謝廢物含量約占細胞內全部水分的95.5%約占細胞內全部水分的4.5%活學巧練1．生物種類不同，含水量不同，如陸生生物含水量多于水生生物。(×)2．生物的含水量與生長發育階段有關，幼嫩組織的細胞中含水量高。(√)3．曬干的種子不含自由水。(×)深化探討細胞中水的存在形式及其相互轉化1．剛收獲的小麥種子，農夫往往將其曬干后再儲存，在這個過程中，種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？提示：該過程中種子丟失的主要是自由水，種子仍保留活性。2．假如將曬干的種子放在試管中加熱，會發覺試管壁上有水珠出現，該過程中種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？提示：該過程中種子丟失的主要是結合水，種子失去活性。3．曬干的種子能夠許久保存，浸泡吸水后能夠萌發，據此推斷自由水和結合水的比值與細胞的代謝強度之間有什么關系？提示：在肯定范圍內，自由水和結合水的比值越大，細胞代謝越旺盛。4．越冬的植物、干旱地區植物的細胞中，結合水含量上升，這表明自由水和結合水的含量與生物的抗逆性有什么關系？提示：在一般狀況下，結合水和自由水的比值越大，細胞抗逆性越強。課內探究·名師點睛1．水分子的結構及氫鍵示意圖及理化特性的解讀eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(是良好的溶劑：水分子具有,極性，帶有電荷的分子(或,離子)都易與水結合,具有流淌性：氫鍵易被破壞，,其不斷地斷裂和形成，使水,在常溫下維持液體狀態,具有較高的比熱容：由于氫鍵,的存在))2．自由水與結合水的相互轉化(1)條件：自由水：eq\o(,\s\up7(溫度降低),\s\do5(溫度上升))結合水。(2)實例①烘干種子時，部分結合水轉化為自由水散失掉。②水果放入冰箱冷藏時，部分自由水轉化為結合水。典例剖析典例1圖甲表示幾種生物體內的含水量，圖乙表示人體內有關組織或器官的含水量，下列有關敘述錯誤的是(D)A．水生生物的含水量一般比陸生生物多B．代謝旺盛的組織或器官含水量一般較多C．生物體內含量最多的物質是水D．血液中自由水與結合水之比大于1，而心臟中則相反[解析]水生生物的含水量一般高于陸生生物的含水量，A正確；代謝旺盛的器官一般含水量高，B正確；水是生物體中含量最多的物質，C正確；通過圖示無法得出各器官中自由水與結合水的比例關系，但在生物體中自由水的含量要高于結合水的含量，D錯誤。變式訓練?(2024·天津紅橋區高一期末)人們普遍認為，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命從一起先就離不開水。下列關于水的說法錯誤的是(C)A．水是極性分子，帶電分子(或離子)易與水結合，因此水是一種良好的溶劑B．由于氫鍵的存在，使水可以緩解溫度的變更，有利于維持生命系統的穩定性C．結合水主要是水與蛋白質、多糖等物質結合，是細胞中水的主要存在形式D．種子萌發時結合水與自由水的比值減小，細胞代謝增加解析：自由水是細胞中水的主要存在形式，結合水是細胞結構的重要組成成分，可與蛋白質、多糖等物質結合，給予各種組織、器官肯定的形態、硬度和彈性，C錯誤。學問點二細胞中的無機鹽必備學問·夯實雙基存在形式大多數無機鹽以_離子__形式存在，少數以化合物形式存在含量占細胞鮮重的1%～1.5%功能維持細胞和生物體的生命活動，如哺乳動物血液中_鈣離子__含量太低，會出現抽搐等癥狀維持細胞的_酸堿__平衡組成細胞結構和困難化合物，如Mg是構成葉綠素的元素，Fe是構成血紅素的元素，P是組成細胞膜、細胞核的重要成分活學巧練1．細胞中的無機鹽大多數以離子的形式存在。(√)2．Mg是構成血紅素的元素。(×)3．細胞中的無機鹽可能以化合物形式存在，如CaCO3構成牙齒、骨骼。(√)深化探討1．足球運動員在激烈競賽中有時會出現肌肉抽搐的現象，其緣由是什么？提示：隨著汗液的排出而丟失了大量鈣離子。2．患急性腸炎，為什么靜脈滴注0.9%的NaCl溶液？提示：患急性腸炎的病人丟失了大量的水和無機鹽，靜脈滴注0.9%的NaCl溶液(即生理鹽水)在補充水和無機鹽的同時，維持細胞的滲透壓，保證了細胞的形態和生命活動。3．為什么大量出汗時應多喝淡鹽水？提示：大量出汗會排出過量的無機鹽，導致體內的水鹽平衡失調，故應多喝淡鹽水。課內探究·名師點睛1．動物缺乏某種元素對應的癥狀(1)缺Ca：引起抽搐，對于嬰幼兒則會影響其發育，骨骼畸形；痙攣。Ca2＋的含量過多會導致肌無力。(2)缺I：會影響甲狀腺激素的合成，導致甲狀腺腫大(俗稱大頸項病)，嬰幼兒缺碘會患呆小癥。(3)缺Fe：會影響血紅蛋白的合成，導致缺鐵性貧血癥。(4)缺Zn：會導致食欲降低，生長發育不良，生殖腺功能受影響。(5)缺K：心律失常。2．植物缺乏某種元素對應的癥狀(1)缺Mg：會影響葉綠素的合成，影響光合作用。(2)缺B：會影響花粉和花粉管的形成，油菜缺B時，“花而不實”。(3)缺N：會產生老葉病癥，常遍布整株，基部葉片干焦和死亡。(4)缺P：會導致植株矮小，根系發育差，葉片小且呈暗綠偏紫色。(5)缺K：會導致植株莖稈柔弱易倒伏，抗旱性和抗寒性均差。典例剖析典例2為了確定某種礦質元素是否是植物的必需元素，應采納的方法是(D)A．檢測正常葉片中該礦質元素的含量B．分析根系對該礦質元素的汲取過程C．分析環境條件對該礦質元素汲取的影響D．視察在完全培育液中去掉該礦質元素前后植株生長發育狀況解析：推斷元素是否是植物的必需元素通常用溶液培育法。在人工配制的完全培育液中，除去某種礦質元素，然后視察植物的生長發育狀況：假如植物的生長發育仍正常，說明該元素不是植物所必需的元素；假如植物的生長發育不正常(出現特定的缺乏癥狀)，且只有補充了該種元素(其他元素無效)后，植物的生長發育又復原正常(癥狀消逝)，說明該元素是植物生長必需的元素。變式訓練?(2024·江西吉安白鷺洲中學高一考試)下列有關無機鹽的說法，錯誤的是(D)A．菠菜中鐵的含量較高，所以缺鐵性貧血患者可以多吃些菠菜B．含氮的無機鹽能促進植物細胞的分裂和生長，使枝葉長得繁茂C．人體與玉米植株相比，鈣含量較高，主要緣由是鈣是人體骨骼、牙齒的重要組成成分D．用含有少量鈣的生理鹽水灌注蛙心臟，蛙心臟可持續跳動數小時，否則不能維持收縮，說明鈣鹽為蛙心臟持續跳動供應能量解析：用含有少量鈣的生理鹽水灌注蛙心臟，蛙心臟可持續跳動數小時，否則，蛙心臟則不能維持收縮，說明鈣鹽對維持蛙的生命活動具有重要作用，D錯誤。1．自由水和結合水的功能驗證2．自由水與結合水的比值與代謝、抗逆性的關系(1)圖示(2)曲線(3)在生產中的應用①種子萌發時，須要汲取水分，增加自由水含量。②種子儲存前曬干是為了降低自由水含量，降低代謝速率，以延長儲存時間。③越冬作物削減澆灌，可提高作物對低溫的抗性。典例3結合下列曲線，分析有關無機物在生物體內含量的說法，錯誤的是(C)A．曲線①可表示人一生中體內自由水與結合水的比值隨年齡變更的曲線B．曲線②可表示細胞呼吸速率隨自由水與結合水比值的變更C．曲線③可以表示一粒簇新的玉米種子在烘箱中被烘干的過程中，無機鹽的相對含量變更D．曲線①可以表示人從幼年到成年體內水含量的變更解析：隨著人年齡的增長，體內自由水含量比例以及水的總含量漸漸下降；自由水與結合水比值越高，說明自由水相對含量越高，細胞代謝越旺盛；簇新的玉米種子在烘箱中被烘干的過程中，水分削減，無機鹽的相對含量上升。1．科學家依據火星上發覺流淌的水痕跡和固態水等證據，推想火星上曾經或現在存在生命。下列關于細胞中水的敘述不正確的是(A)A．結合水是細胞結構的重要組成成分，約占細胞全部水分的3/4B．水是極性分子，是良好的溶劑，但細胞中不是全部物質都能溶于水C．自由水可以流淌，把養分物質或代謝廢物運輸到相應的地方D．冬季雪松葉肉細胞內自由水與結合水的比值會降低，細胞代謝水平減弱，抗逆性增加解析：細胞中結合水約占細胞全部水分的4.5%，A錯誤；水是極性分子，帶電分子或離子都能與它結合，很多物質溶于水，但脂類等非極性分子不溶于水，B正確。2．下列關于無機鹽的敘述，不正確的是(C)A．缺鐵性貧血是因為體內缺乏鐵，血紅素不能合成B．有的無機鹽游離在水中維持細胞的pHC．細胞中的無機鹽大多數以化合物的形式存在D．碘是合成甲狀腺激素的原料，所以常在食鹽中加碘解析：細胞中的無機鹽大多數以離子形式存在，C錯誤。3．如圖是培育的長春冬小麥(品種“吉株”)在不同時期的含水量、自由水量、結合水量和呼吸速率隨時間的變更狀況。請據圖回答下列問題：(1)在9～12月，隨著氣溫的不斷下降，結合水的含量相對_提高__，由于結合水與親水性物質結合而不易結冰，所以結合水含量的相對增加有利于增加冬小麥的抗_寒__性。(2)大約從10月9日起先，冬小麥的呼吸速率_漸漸減弱__，植物細胞消耗的糖分削減