2019-2020同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第2章 第2节　细胞中的无机物 Word版含答案.pdf

第第 2 节 细胞中的无机物节 细胞中的无机物 学习目标学习目标核心素养核心素养 1说出水在细胞中的存在形式及作用。说出水在细胞中的存在形式及作用。 (重点重点) 2 说出无机盐在细胞中的存在形式和主 要作用。 说出无机盐在细胞中的存在形式和主 要作用。(重点重点) 1 通过对水和无机盐的存在形式与作用 的学习，形成结构与功能相适应的生命 观念。 通过对水和无机盐的存在形式与作用 的学习，形成结构与功能相适应的生命 观念。 2通过对水和无机盐的作用的学习，养 成归纳与概括的科学思维方式。 通过对水和无机盐的作用的学习，养 成归纳与概括的科学思维方式。 一、细胞中的水一、细胞中的水 1含量特点含量特点 (1)活细胞中含量最多。活细胞中含量最多。 (2)含水量与生物种类与发育阶段的关系：含水量与生物种类与发育阶段的关系： 2水的存在形式及主要作用水的存在形式及主要作用 存在形式存在形式自由水自由水结合水结合水 概念概念细胞中以游离的形式存在的水细胞中以游离的形式存在的水细胞中与其他物质相结合的水细胞中与其他物质相结合的水 含量含量约占细胞内全部水分的约占细胞内全部水分的 95.5%约占细胞内全部水分的约占细胞内全部水分的 4.5% 功能功能 细胞内的良好溶剂细胞内的良好溶剂 参与细胞内的生物化学反应参与细胞内的生物化学反应 为细胞提供液体环境为细胞提供液体环境 运送营养物质和代谢废物运送营养物质和代谢废物 是细胞结构的重要组成成分是细胞结构的重要组成成分 二、细胞中的无机盐二、细胞中的无机盐 1含量含量 无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的 1%15%。 2存在形式存在形式 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。 3功能功能 (1)是细胞内许多复杂化合物的重要组成成分。是细胞内许多复杂化合物的重要组成成分。 (2)维持细胞和生物体的生命活动，如哺乳动物的血液中若钙离子含量太低，维持细胞和生物体的生命活动，如哺乳动物的血液中若钙离子含量太低， 会出现抽搐等症状。会出现抽搐等症状。 (3)维持细胞的酸碱平衡。维持细胞的酸碱平衡。 1新鲜幼嫩的植物细胞中只含有自由水，代谢旺盛。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。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，血红蛋白不能合成。缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成。( ) 4细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如 CaCO3构成牙齿、骨骼。构成牙齿、骨骼。 ( ) 5小麦种子燃尽后的灰烬是无机盐。小麦种子燃尽后的灰烬是无机盐。( ) 提示：提示：1× 新鲜幼嫩的植物组织结合水与自由水的比例小。× 新鲜幼嫩的植物组织结合水与自由水的比例小。 2× 结合水参与细胞结构组成。× 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状态存在。× 细胞中的无机盐多数以离子状态存在。 5 细胞中的水细胞中的水 问题探究问题探究 1在探索外星球是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的 环节。想一想这是为什么？ 在探索外星球是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的 环节。想一想这是为什么？ 提示：提示：生命活动离不开水。生命活动是通过生物化学反应完成的，生物化学 反应在水环境中进行。 生命活动离不开水。生命活动是通过生物化学反应完成的，生物化学 反应在水环境中进行。 2结合水是生物体的构成成分，其失去流动性和溶解性的原因是什么？结合水是生物体的构成成分，其失去流动性和溶解性的原因是什么？ 提示：提示：结合水的存在形式主要是与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去 了流动性和溶解性。 结合水的存在形式主要是与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去 了流动性和溶解性。 3将少量干燥种子放入干燥的试管内，放在酒精灯火焰上烘烤，试管内壁上 出现少量水珠。 该水分在细胞中以哪种形式存在？如果用上述烘烤后的种子播种， 种子能否萌发？ 将少量干燥种子放入干燥的试管内，放在酒精灯火焰上烘烤，试管内壁上 出现少量水珠。 该水分在细胞中以哪种形式存在？如果用上述烘烤后的种子播种， 种子能否萌发？ 提示：提示：以结合水形式存在。如果将烘烤后的种子播种下去，种子不能萌发， 因为结合水是细胞内的结构物质，失掉结合水，细胞结构被破坏，细胞死亡，导 致种子失去活性。 以结合水形式存在。如果将烘烤后的种子播种下去，种子不能萌发， 因为结合水是细胞内的结构物质，失掉结合水，细胞结构被破坏，细胞死亡，导 致种子失去活性。 4粮食收获以后，为什么要晒干后储存？播种前为什么要浸种？粮食收获以后，为什么要晒干后储存？播种前为什么要浸种？ 提示：提示：粮食晒干后，细胞内的自由水含量降低，代谢强度降低，利于粮食的 长期储存；播种前浸种可以使细胞内自由水含量增加，使代谢强度增加，从而促 进种子萌发。 粮食晒干后，细胞内的自由水含量降低，代谢强度降低，利于粮食的 长期储存；播种前浸种可以使细胞内自由水含量增加，使代谢强度增加，从而促 进种子萌发。 归纳总结归纳总结 1水与代谢的关系水与代谢的关系 2自由水与结合水相互转化的原因自由水与结合水相互转化的原因 (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。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。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水在生产实际中的应用 生活中的现象生活中的现象对此现象的解释对此现象的解释 种子在贮存时需将种子晒干种子在贮存时需将种子晒干 减少自由水含量，降低种子的代谢，延长 种子寿命 减少自由水含量，降低种子的代谢，延长 种子寿命 干种子用水浸泡后仍能萌发干种子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保持其生理活性失去自由水的种子仍保持其生理活性 低温环境下减少花卉浇水低温环境下减少花卉浇水提高花卉对低温的抗性提高花卉对低温的抗性 鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻自由水散失，代谢减弱自由水散失，代谢减弱 干种子放在试管中，用酒精灯加热， 试管壁上有水珠 干种子放在试管中，用酒精灯加热， 试管壁上有水珠 种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加 热会失去结合水 种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加 热会失去结合水 炒熟的种子浸泡后不萌发炒熟的种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生理活性失去结合水的细胞失去生理活性 易错提醒：易错提醒：关于生物体内水分的两个“并不是”关于生物体内水分的两个“并不是” 1水是生命之源，但并不是水越多越好，如长期浸泡在水中的陆生植物会死 亡。 水是生命之源，但并不是水越多越好，如长期浸泡在水中的陆生植物会死 亡。 2晒干的种子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅度降晒干的种子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅度降 低。低。 1当植物由代谢旺盛的生长期转入休眠期时，体内结合水与自由水的比值通 常会 当植物由代谢旺盛的生长期转入休眠期时，体内结合水与自由水的比值通 常会( ) A升高升高B下降 下降 C无变化 无变化 D上下波动上下波动 A 当植物由代谢旺盛的生长期转入休眠期时，新陈代谢速率降低，体内结 合水与自由水的比值升高， 当植物由代谢旺盛的生长期转入休眠期时，新陈代谢速率降低，体内结 合水与自由水的比值升高，A 正确。正确。 2生物体的一切生命活动都离不开水，水是构成细胞的重要无机物，它在细 胞中以结合水和自由水两种形式存在。下列叙述错误的是 生物体的一切生命活动都离不开水，水是构成细胞的重要无机物，它在细 胞中以结合水和自由水两种形式存在。下列叙述错误的是( ) A自由水是各种代谢活动的介质自由水是各种代谢活动的介质 B幼儿体内的含水量高于成年人幼儿体内的含水量高于成年人 C种子晒干后，结合水含量减少，代谢减慢种子晒干后，结合水含量减少，代谢减慢 D植物成熟部分比幼嫩部分含水量低植物成熟部分比幼嫩部分含水量低 C 自由水是细胞内良好的溶剂，是各种代谢活动的介质，为代谢活动提供 液体环境；生物体的不同发育时期含水量不同，幼儿体内含水量高于成年人，植 物的幼嫩部分含水量高于成熟部分；种子晒干后，自由水含量减少，代谢减慢。 自由水是细胞内良好的溶剂，是各种代谢活动的介质，为代谢活动提供 液体环境；生物体的不同发育时期含水量不同，幼儿体内含水量高于成年人，植 物的幼嫩部分含水量高于成熟部分；种子晒干后，自由水含量减少，代谢减慢。 细胞中的无机盐细胞中的无机盐 问题探究问题探究 1人缺人缺 Fe 会患贫血，植物缺会患贫血，植物缺 Mg 叶片会发黄，请分析其中的原因，由此说 明无机盐具有什么生理作用？ 叶片会发黄，请分析其中的原因，由此说 明无机盐具有什么生理作用？ 提示：提示：Fe 是血红蛋白的组成成分，是血红蛋白的组成成分，Mg 是叶绿素的成分；说明无机盐是复杂 化合物组成成分。 是叶绿素的成分；说明无机盐是复杂 化合物组成成分。 2激烈的足球比赛场上，运动员有时会出现下肢肌肉抽搐的现象，这是什么 原因？ 激烈的足球比赛场上，运动员有时会出现下肢肌肉抽搐的现象，这是什么 原因？ 提示：提示：剧烈运动使运动员大量出汗，随汗液丢失大量的钙盐，致使血液中钙 离子含量太低而发生抽搐。 剧烈运动使运动员大量出汗，随汗液丢失大量的钙盐，致使血液中钙 离子含量太低而发生抽搐。 3医生给病人输入药物时，为什么常用生理盐水作溶剂？医生给病人输入药物时，为什么常用生理盐水作溶剂？ 提示：提示：质量分数为质量分数为 0.9%的氯化钠溶液的浓度，是人体细胞所处液体环境的浓 度，也称生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，输入生理盐水或用生 的氯化钠溶液的浓度，是人体细胞所处液体环境的浓 度，也称生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，输入生理盐水或用生 理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境不被改变，从而维持细胞的 正常形态和功能。 理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境不被改变，从而维持细胞的 正常形态和功能。 归纳总结归纳总结 1无机盐的生理功能无机盐的生理功能 功能功能举例举例 细胞内某些复杂的化合物的重要组 成成分 细胞内某些复杂的化合物的重要组 成成分 Mg 是构成叶绿素的元素，是构成叶绿素的元素，Fe 是构成血红素 的元素 是构成血红素 的元素 参与并维持生物体的生命活动参与并维持生物体的生命活动 哺乳动物血液中必须含有一定的哺乳动物血液中必须含有一定的 Ca2 ， 如果 血液中 ， 如果 血液中 Ca2 的含量过低就会出现抽搐现象 的含量过低就会出现抽搐现象 渗透压的平衡渗透压的平衡 Na 、 、 Cl 对细胞外液渗透压起重要作用， 对细胞外液渗透压起重要作用， K 则对细胞内液渗透压起重要作用则对细胞内液渗透压起重要作用维持生物体内 的平衡 维持生物体内 的平衡酸碱平衡酸碱平衡(即即 pH 平 衡 平 衡) 人血浆中的人血浆中的 HCO 、HPO等对血浆等对血浆 pH 的的 3 24 稳定起重要作用稳定起重要作用 2.几种常见无机盐的功能几种常见无机盐的功能 P参与细胞膜等结构的构成。参与细胞膜等结构的构成。 N参与蛋白质合成。参与蛋白质合成。 Fe参与血红蛋白合成。参与血红蛋白合成。 I参与甲状腺激素合成。参与甲状腺激素合成。 Mg参与叶绿素合成。参与叶绿素合成。 1下列关于细胞中无机盐的叙述，错误的是下列关于细胞中无机盐的叙述，错误的是( ) A在细胞中无机盐主要以分子状态存在在细胞中无机盐主要以分子状态存在 B有的无机盐可以与蛋白质结合有的无机盐可以与蛋白质结合 C有的无机盐游离在水中维持细胞的渗透压和有的无机盐游离在水中维持细胞的渗透压和 pH DMg2 是合成叶绿素分子的原料 是合成叶绿素分子的原料 A 细胞中大多数的无机盐以离子状态存在，细胞中大多数的无机盐以离子状态存在，A 项错误；项错误；Fe2 与蛋白质结合 形成血红素， 与蛋白质结合 形成血红素， B 项正确 ； 以离子状态存在的无机盐可以维持细胞的渗透压和项正确 ； 以离子状态存在的无机盐可以维持细胞的渗透压和 pH， C 项正确；叶绿素分子中含有项正确；叶绿素分子中含有 Mg2 ， ，D 项正确。项正确。 2生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的 Na 而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内 Na 参与 参与( ) A调节渗透压 调节渗透压 B组成体内化合物组成体内化合物 C维持正常维持正常 pHD提供能量提供能量 A 液泡内的各种矿质离子等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡 中贮存大量的 液泡内的各种矿质离子等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡 中贮存大量的 Na ，增大了细胞液的渗透压，使细胞吸水能力增强。 ，增大了细胞液的渗透压，使细胞吸水能力增强。 课堂小结课堂小结 知识网络构建知识网络构建核心语句背诵核心语句背诵 1 水在细胞中以自由水和结合水两种形 式存在。 水在细胞中以自由水和结合水两种形 式存在。 2.细胞中大多数无机盐以离子的形式存 在。 细胞中大多数无机盐以离子的形式存 在。 3.无机盐对维持细胞和生物体的生命活 动有非常重要的作用。 无机盐对维持细胞和生物体的生命活 动有非常重要的作用。 4.一些无机盐是细胞内某些复杂化合物 的重要组成成分。 一些无机盐是细胞内某些复杂化合物 的重要组成成分。 1下列关于植物体内水分的叙述，错误的是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，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， 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， 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， 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。项错误。 2下图曲线能正确反映大豆种子萌发至幼苗过程中，细胞中自由水与结合水 的比值 下图曲线能正确反映大豆种子萌发至幼苗过程中，细胞中自由水与结合水 的比值(纵坐标纵坐标)变化的是变化的是( ) Aa Bb CcDd B 大豆种子萌发至幼苗过程中，细胞新陈代谢先逐渐增强，然后达到相对 稳定的状态，自由水与结合水的比值先升高，然后趋于稳定，即图中 大豆种子萌发至幼苗过程中，细胞新陈代谢先逐渐增强，然后达到相对 稳定的状态，自由水与结合水的比值先升高，然后趋于稳定，即图中 b 曲线。曲线。 3下列关于无机盐的叙述，不正确的是下列关于无机盐的叙述，不正确的是( ) A可维持细胞的酸碱平衡可维持细胞的酸碱平衡 B无机盐在细胞内含量相对较多无机盐在细胞内含量相对较多 C铁是合成血红素的原料铁是合成血红素的原料 D钾离子可调节细胞的渗透压平衡钾离子可调节细胞的渗透压平衡 B 无机盐在细胞内含量相对较少。无机盐在细胞内含量相对较少。 4人体内血钙浓度低于人体内血钙浓度低于 0.01 g/100 mL 时，外界只要有轻微刺激，神经肌肉 就会出现强烈的抽搐。这一实例说明钙在人体内的重要作用之一是 时，外界只要有轻微刺激，神经肌肉 就会出现强烈的抽搐。这一实例说明钙在人体内的重要作用之一是( ) A维持细胞和生物体的生命活动维持细胞和生物体的生命活动 B调节内环境的酸碱平衡调节内环境的酸碱平衡 C神经细胞的重要组成成分神经细胞的重要组成成分 D维持细胞正常渗透压维持细胞正常渗透压 A 由题意可知，当血液含钙量过低时，可导致神经肌肉抽搐，这一实例说 明钙对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。 由题意可知，当血液含钙量过低时，可导致神经肌肉抽搐，这一实例说 明钙对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。 5下表是几种植物部分器官灰分中各成分的含量，请根据表格回答下列几个 问题。 下表是几种植物部分器官灰分中各成分的含量，请根据表格回答下列几个 问题。(说明：灰分即无机物说明：灰分即无机物) 植物成分植物成分K2ONa2OCaOMgOFe2O3P2O5SO2SiO2Cl 小麦种子小麦种子30.20.63.513.20.647.50.7 小麦茎叶小麦茎叶13.6145.82.50.64.867.4 玉米种子玉米种子29.8112.215.50.845.60.82.10.9 玉米茎叶玉米茎叶27.20.85.71140.89.140.2 马铃薯块茎马铃薯块茎60.03.02.64.91116.96.52.13.4 (1)从上表的比较中可以看出，植物的从上表的比较中可以看出，植物的_含磷最多，含钾次之。这说明 这两种元素对 含磷最多，含钾次之。这说明 这两种元素对_的形成是非常重要的。的形成是非常重要的。 (2)从上表还可以看出，植物的茎和叶中含从上表还可以看出，植物的茎和叶中含_较多；地下贮藏器官含较多；地下贮藏器官含 _最多，这可证明该元素在贮藏淀粉的过程中起着很大作用。最多，这可证明该元素在贮藏淀粉的过程中起着很大作用。 (3)因此，对于收获籽粒的农作物应该多施因此，对于收获籽粒的农作物应该多施_肥，对于收获块茎的农作 物应该多施 肥，对于收获块茎的农作 物应该多施_肥。肥。 答案答案 (1)种子 果实、种子 种子 果实、种子 (2)硅 钾 硅 钾 (3)磷 钾磷 钾