第2節細胞中的無機物

課堂互動探究案

課程標準

1.指出水大約占細胞重量的2/3,以自由水和結合水的形式存在，賦

予了細胞許多特性，在生命中具有重要作用。

2.舉例說出無機鹽在細胞內含量雖少，但與生命活動密切相關。

素養達成

能用歸納等方法概括

水和無機鹽的血要:作

用

能用結構與功能觀，

主動關注自己和家人

說出水的特性和作用能解群水的特性與分

的營養物質的均衡攝

之間的關系，以及無子結構之間的關系

機鹽的含盤和作用入

生命觀念科學思維科學探究社會責任

設疑激趣

rowouocI

POWERADE.

Isotonic,

奧運會的賽場上,很多運動員在比賽間隙都會飲用一種藍色的飲料。

這種飲料在中國市場上很少見到，它是美國可口可樂公司研發的一種運動

飲料，能夠幫助人體在運動大量消耗水分和能量的情況下，迅速補充、平

衡體液。藍色飲料中所含的電解質能夠有效補充隨汗液流失的電解質，而

隨汗液流失最多的電解質莫過于鹽分了。

水和鹽分在人體內有什么作用呢?

夯基提能?分層突破一一互動?探究?智涂

探究點一細胞中的水

八帥問導學

1.結合教材P2I的圖示和內容回答：水為什么能成為細胞內良好的溶

劑呢？它又為什么具有支持生命的獨特性質呢？

水分子之間靠制鍵結合示意圖

2.自由水和結合水的含量比例對生物的代謝和抗逆性有著重要的意

義，請分析回答下列問題：

(1)剛剛收獲的鮮種子一般要放在陽光下暴曬，種子變干,重量減輕，

鮮種子失去的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎?

(2)將干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠產生，這

種情況下，干種子失去的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？

(3)曬干的種子能夠長久保存，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？

(4)越冬的植物、干旱地區植物的細胞中，結合水含量升高。這表明

自由水和結合水的含量與生物的抗逆性有何關系？

3.在冬季來臨時，隨著氣溫的逐漸降低，植物體內發生了?系列適

應低溫的變化，如可溶性糖含量增加、細胞代謝減弱等。研究表明，細胞

內溶液濃度升高，冰點降低。

(1)結合所學知識及上述信息，解釋“霜打的茄子一一德兒了”。

(2)有些蔬菜富含淀粉，但“霜打”后的蔬菜格外“甜”。請結合所

學知識解釋其原因。

鄉智海筆記］

［名師］關于生物體內水的兩個“并不是”

(1)水是生命之源，但并不是水分越多越好，如長期浸泡在水中的陸

生植物會死亡。

(2)曬干的種子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量

大幅度降低。

［特別提醒］

骨

博

烘

產

神

@-

?

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百

能

不

分

部

仍

前

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憶

萌

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說

明

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說

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右

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水

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含

種

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本

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或

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失

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不

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，

代

兩

命

具

殳

神

孑

就

強

命

工

力

死

沽

亡

弱

戒

力

話

帥說核虺

1.自由水與結合水之間的轉化

⑴轉化條件:

11^］磬|

⑵轉化實例：

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。

2.自由水與結合水相對含量與細胞代謝的關系

(1)圖示：

⑵曲線:

“自由水/結合水

3.自由水與結合水相互轉化的原因

(1)水分子與細胞內的親水性物質如蛋白質、淀粉、纖維素等以氫鍵

相結合。

⑵溫度升高，水分子的動能增加，會逃脫氫鍵的束縛成為自由水。

4.水在生產實際中的應用

生活中的現象對此現象的解釋

減少自由水含量，降低種子的代

種子在貯存時需將種子曬干

謝，延長種子壽命

失去自由水的種子仍保持其生理

干種子用水浸泡后仍能萌發

活性

低溫環境下減少花卉澆水提高花卉對低溫的抗性

鮮種子放在陽光下暴曬，重量減輕自由水散失，代謝減弱

干種子放在試管中，用酒精燈加

部分結合水轉化為自由水散失

熱，試管壁上有水珠

炒熟的種子浸泡后不萌發失去結合水的細胞失去生理活性

-?隨堂檢測?-

1.［諸暨中學模擬］（合格考）如果沒有水，人體內大部分化學反應就

無法進行，這說明（）

A.水在生物體內可以流動

B.生物體內的生化反應必須在水中進行

C.水是細胞內含量最多的化合物

D.水具有緩和溫度變化的作用

2.（等級考）“綿綿的春雨，是她潤醒了小草，潤綠了楊樹，潤開了

報春花。”此過程中，細胞中自由水與結合水的相對含量變化表示正確的

是

營

依

安

云

復蘇時間笈蘇時間

A

0發蘇時間0更蘇時間

CD

3.（等級考）“有收無收在于水，收多收少在于肥。”某生物興趣小

組以玉米幼苗為實驗材料進行了如下探究實驗。

洗凈除去60℃,晾曬48h風干105℃,烘干lh_,一600℃,30min

表面水分一礪二一幼苗一兩三f干物質一手麻丁灰

分

下列敘述中，不正確的是（）

A.步驟一損失的水在細胞中以游離形式存在，是細胞內的良好溶劑

B.步驟二損失的水與細胞內其他物質相結合，在細胞內的含量穩定

C.步驟三損失的主要是無機鹽

D.干旱環境中生長的玉米，其細胞中結合水與自由水比值相對較高

探究點二細胞中的無機鹽

1.細胞中的含量僅為1%?1.5%,但卻有著重要的作用，請結合下列

材料分析無機鹽的有關知識。

材料一一種葉綠素和血紅素的局部分子結構簡圖

⑴由材料可以看出無機鹽是

材料二足球運動員在激烈比賽中有時會出現肌肉抽搐的現象，這是

隨著汗液丟失了大量鈣離子引起的；硼能促進花粉的萌發和花粉管的生長,

缺少硼時常導致“花而不實”。

(2)由材料說明無機鹽對有

著重要的意義。

材料三生理鹽水是指與哺乳動物血液和淋巴液等滲的無機鹽溶液，

常用的是質量分數為0.9%的氯化鈉溶液。人體的紅細胞在生理鹽水中會

保持原有的形態，如果放到清水里，會吸水漲破。

(3)由材料說明無機鹽能調節人體的，維持細胞的o

材料四人體代謝過程中產生的一些代謝物質會改變體液的酸堿度,

人體血液中存在NaHCOs/H2c和NazHPO/NaH2Poi等物質，可以中和這些變

化。

(4)上述材料說明，無機鹽對于維持人體內環境的相對穩定

具有重要作用。

2.無機鹽在細胞中的含量僅為1%?1.5樂但卻有著重要的作用，請

分析回答有關無機鹽的知識。

(1)為什么人體缺鐵會導致貧血？為什么植物缺鎂會影響光合作用？

(2)足球運動員在激烈比賽中，有時會出現肌肉抽搐的現象，你知道

是什么原因嗎？

鄉智海筆記|

［歸納總結］無機鹽參與構成的常見化合物：

N：蛋白質、葉綠素、核甘酸等

P：核昔酸、磷脂

Mg：葉綠素

S：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的組成成分(蛋白質的特征元素)

Fe：動物血紅素

I:甲狀腺激素等

Zn：很多酶的結構中心

［名師提醒］N、P、K元素對植物生長發育的影響

(DN：含N的無機鹽能促進細胞的分裂和生長，使枝葉繁茂。缺少N

的植株表現為矮小瘦弱，葉片發黃。

(2)P：含P的無機鹽可以促進幼苗的發育和花的開放，使果實、種子

提早成熟。缺少P時，植株特別矮小，根系發育差，葉片呈暗綠色，并出

現紫色，成熟延遲。

(3)K：含K的無機鹽可使植物莖稈健壯，促進淀粉的形成和運輸。缺

K時;植株莖稈軟弱，容易倒伏，葉片邊緣和尖端呈褐色，并逐漸焦枯,

果實少且不飽滿等。

配帥說核咂

1.無機鹽的存在形式和功能

大多數以

無機鹽

離子形式

存在功

能

成

組對維持細

雜

復可維持

胞和生物

合

化細胞和

體正常的

物生物體

的生命酸堿平寶

實活動

例

動非常敢耍

物

實

「

L例

血

血

鈣

鈣

過

過

高

低

血

葉

—

—

紅

綠

抽

肌

索

索

無

搞

力

2.探究某種無機鹽離子是否是植物的必需元素

(1)判斷某種無機鹽是否是植物必需的無機鹽離子的原理。

①由于缺乏某種元素，植物的生長發育遇到障礙，不能完成它的生活

史。

②除去某種元素以后，植物體表現出專一的病癥，而且這種缺素癥是

可以利用該元素進行預防和恢復的。

③某種元素在植物營養上表現的效果是直接的，而不是由土壤的物理、

化學或微生物等因素的改變而產生的間接效果。

(2)判斷某種無機鹽是否是植物必需的無機鹽的實驗方法一一溶液培

養法。

具體操作過程可歸納如下圖:

完全培養液生長狀況正常

生長

狀況

相同

的某

植物

實驗組加入所缺無機鹽的目的是二次對照，使實驗組前后對照，以增

強說服力。

Y隨堂檢測—

L（合格考）在正常人的血漿中NaHCO：,的含量約為112co含量的20倍。

當血漿中的NallCQs含量減少時，會造成酸中毒；當血漿中H2CO3含量減少

時，則會造成堿中毒。這個事實表明，無機鹽的重要作用是（）

A.維持細胞的形態和功能

B.維持細胞的酸堿平衡

C.構成細胞中的重要化合物

D.調節細胞內的滲透壓

2.［廣西南寧二中模擬］（合格考）為了確定某元素是否為植物的必需

元素，應采取的方法是（）

A.檢測正常葉片中該元素的含量

B.分析根系對該元素的吸收過程

C.分析環境條件對該元素吸收的影響

D.觀察在完全培養液中去掉該元素前后植株的生長發育狀況

3.（等級考）夏季，人在高溫作業或劇烈活動后，要喝淡鹽水；在患

急性腸胃炎時，要及時注射生理鹽水；不慎受外傷后，用0.9%的生理鹽

水清洗傷口。這樣做的目的依次為（）

①降溫②維持水代謝的平衡③維持無機鹽代謝的平衡④消毒

⑤是細胞的等滲溶液并有清潔作用

A.①②④B.③②⑤

C.②③⑤D.②③④

4.（等級考）關于“驗證Mg是小麥生長發育必需的元素”的實驗，表

中對照組和實驗組的相關處理，正確的是（）

選項對照組實驗組

等量的用蒸播水配制的含Mg營養

A適量的蒸儲水

液

B適量的完全營養液等量的缺Mg完全營養液

適量的蒸僧水+沙等量的用蒸僧水配制的含Mg營養

C

±液+沙土

適量的完全營養液

D等量的缺Mg完全營養液+沙土

+沙土

強化落實?學業達標一一歸納?提升?素養

[■（存在形式）~｛自由水和結介水）

H細熱內的我學劑人

網[韁附中的水Jj）與“內的生化反應|

自由水和靖合水在一定

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1.生物體的含水量與生物種類及生長發育期有關，一般是水生

生物〉陸生生物，幼年〉老年。

2.水在細胞內以自由水和結合水兩種形式存在。

主3.結合水是細胞結構的組成成分。

干4.自由水的功能有：①細胞內的良好溶劑；②為化學反應提

落供液體環境；③參與細胞內的生化反應；④運輸營養物質和代

實謝廢物。

5.細胞內大多數無機鹽以離子形式存在。

6.無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動、滲透壓平衡及酸

堿平衡非常重要。

高效課堂?實踐運用一一鞏固?達標?反饋

1.水污染、水資源短缺導致的水危機日趨嚴重，研究表明，80%的疾

病是由水污染引起的。下列有關生物體內水的敘述，錯誤的是（）

A.結合水是組成細胞結構的一部分，約占細胞內全部水分的4.596

B.自由水是良好的溶劑，是各種代謝活動的介質

C.同種植物冬天結合水所占比值比夏天高

D.心肌堅韌，血液呈液態，但它們的含水量相差無幾，原因是心肌

內全是結合水

2.某運動員比賽后化驗，體液中Ca?+含量太低，導致神經和肌肉的

興奮性過高而出現抽搐。這一事實說明Ca2+的生理功能之一是（）

A.構成細胞結構的主要成分之一

B.維持細胞的正常形態

C.維持細胞的正常生理功能

D.調節滲透壓和酸堿平衡

3.水和無機鹽是構成細胞的重要成分，下列有關說法正確的是；）

A.細胞內良好的溶劑是結合水的功能

B.水不可以直接作為反應物參與細胞代謝

C.烘干的種子燃燒以后剩余的灰燼是無機鹽

D.大量出汗時，只需要及時補充水分即可

4.下列廣告語在科學性上沒有錯誤的是（）

A.沒有水就沒有生命

B.這種飲料不含任何化學物質

C.這種純凈水絕對純凈，其中不含任何離子

D.這種口服液含有豐富的N、P、Zn等微量元素

5,鐵是合成人體血紅蛋白不可缺少的成分，人體缺鐵可引起貧血癥。

食物中的鐵一般是有機鐵，人體只能吸收利用其中的10%左右，鐵鍋中卻

含有容易被人體吸收利用的無機鐵，用鐵鍋燒菜，對防治缺鐵性貧血大有

好處。鈣在人體內的總量達1300g,其中99%存在于骨骼中，一旦離子鈣

在血漿中的濃度明顯下降，神經肌肉興奮性會大大增加，出現手足抽搐癥;

相反，如果血鈣過高，則會引起肌無力。

(1)貧血癥患者血液運輸的能力低。一般的貧血癥患者除要

補充鐵以外，還應多吃一些含________豐富的食物。

(2)人體中含鈣最多的是o

A.肌肉B.骨組織

C.上皮組織D.神經組織

(3)人在長跑后，因流汗過多常出現抽搐現象，這是因為身體中

含量太低。

A.K+B.Na+

C.Ca2+D.卜武+

(4)由上述鐵、鈣在人體中的作用可以說明無機鹽在生物體內有哪些

重要作用？

疑難解答?名師指津一一釋疑?解惑?教材

問題探討

1.提示：水在細胞中的作用主要表現在以下幾個方面：水是細胞結

構的重要組成成分；水是細胞內的良好溶劑，許多物質必須溶解在水中，

細胞內的許多化學反應也都需要水的參與；多細胞生物體的絕大多數細胞

必須浸潤在以水為基礎的液體環境中；通過水在生物體內的流動，可以把

營養物質運送到各個細胞，同時，也把各個細胞在代謝中產生的廢物運送

到排泄器官或者直接排出體外。總之，各種生物體的一切生命活動都離不

開水。

2.提示：表中的氯化鈉、氯化鉀、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、碳酸

氫鈉等都屬于無機鹽，它們在飲料中以離子的形式存在。運動員在運動中

會大量出汗，出汗時人體會排出大量無機鹽，所以要給他們補充無機鹽。

無機鹽可以調節細胞的生命活動，也是許多有機物的重要組成成分。

月練習與應用

一、概念檢測

1.(1)X(2)X(3)X

二、拓展應用

1.質量分數為0.9%的氯化鈉溶液的濃度，正是人體細胞所處液體環

境的濃度，所以叫生理鹽水。當人體需要補充鹽溶液或輸入藥物時，應輸

入生理鹽水或用生理鹽水作為藥物的溶劑，以保證人體細胞的生活環境維

持在相對穩定的狀態。

2.因為火星上有Mg、Na、K等生命所必需的元素，并且發現了水這

一生命活動必備的重要物質。

第2節細胞中的無機物

夯基提能?分層突破

探究點一

【師問導學】

1.水分子的空間結構及電子的不對稱分布，使得水分子成為一個極

性分子。帶有正電荷或負電荷的分子(或離子)都容易與水結合，因此，水

是良好的溶劑：水分子具有氫鍵，氫鍵比較弱，易被破壞，只能維持極短

時間，這樣氫鍵不斷地斷裂、又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體

狀態，具有流動性。同時:由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，這就

意味著水的溫度相對不容易發生改變，水的這種特性，對于維持生命系統

的穩定性十分重要。

2.(1)失去的主要是自由水。種子仍保留活性。

(2)失去的主要是結合水。種子喪失活性。

(3)在一定范圍內，自由水和結合水的比值越大，細胞代謝越旺盛。

(4)一般情況下，自由水和結合水的比值越大，細胞的抗逆性越差。

3.(1)當外界溫度降低時，茄子中的自由水含量減少，導致表皮皺縮。

(2)溫度降低，蔬菜中的淀粉分解為可溶性糖，增大了細胞液濃度，

降低了細胞液的冰點，使細胞不容易凍壞，可溶性糖主要是葡萄糖，所以

蔬菜變甜了。

【隨堂檢測】

1.解析：水在生物體內可以流動、水是細胞內含量最多的化合物、

水具有緩和溫度變化的作用的說法都正確，但不符合題意；題干中“沒有

水，人體內大部分化學反應就無法進行”，這說明生物體內的生化反應必

須在水中進行，B正確。

答案：B

2.解析：隨著復蘇時間的增加I,細胞中自由水/結合水的比值變大,

細胞代謝水平提高。

答案：B

3.解析：自由水容易失去，玉米幼苗在晾曬過程中損失的主要是自

由水，A正確；結合水是細胞內與其他物質相結合的水，是細胞的重要成

分，不容易損失，含量穩定，烘干過程中損失的主要是結合水，B正確;

構成細胞的有機物容易燃燒，步驟三損失的是構成細胞的有機物，剩余的

是無機鹽，C不正確；結合水和自由水的比值與生物的抗逆性有關，在干

旱環境中生活的玉米結合水與自由水比值較高，抗逆性強，D正確。

答案：C

探究點二

【師問導學】

1.（1）某些化合物的重要