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第2章 第2节 细胞中的无机物
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}内容标准细化
核心素养
1.简述水在细胞中的存在形式和作用。
2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
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。
科学思维
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。
目标要求
2
1.喝饮料主要是给身体水，水在细胞中起什么作用？
运动员饮料的化学成分表
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}成分
质量浓度/(g?L-1)
蔗糖
30
其他糖类
10
柠檬酸
10
柠檬香精
0.8
氯化钠
1.0
氯化钾
0.1
磷酸二氢钠
0.1
磷酸二氢钾
0.1
碳酸氢钠
0.1
问题探讨
右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。
2.表中哪些成分属于无机盐？为什么在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？
1、水的含量特点
①水是细胞体中含量最多的化合物
水是生物体内含量最多的化合物吗？不同生物体含水量是否相同呢？
一、细胞中的水
数据分析
水的含量特点：
一、生物体中的水
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}表三 同一生物体不同生长发育时期含水量
发育时期
婴儿
幼儿
成年（女）
成年（男）
水的质量分数/%
80以上
77
52~58
60~65
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}表四 同种生物体不同组织、器官的含水量
组织、器官类型
眼球
血液
心脏
骨骼肌
骨骼
牙齿
水的质量分数/%
99
83
79
76
22
10
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}表二 不同生物体的含水量
生物种类
水母
藻类
鱼类
蛙
哺乳动物
高等植物
水的质量分数/%
97
90
80~85
78
65
60~80
①生物体的含水量可达60%以上；不同生物体含水量不同。
一般水生生物＞陆生生物
②同一生物不同生长发育时期含水量不同
幼年＞老年
③同一生物不同组织器官含水量不同
试着解释心脏和血液形态上的区别？
自由水：以游离的形式存在，可以自由流动
结合水：与细胞内蛋白质、多糖等物质相结合，是细胞结构的重要
组成部分
特点：容易流动，容易蒸发 ,有溶解性
细胞内的含量：占全部水的95％左右
1、水的存在形式
二、细胞中的水
水存在的形式
特点：失去流动性与溶解性，不易散失
细胞内的含量：占全部水的4.5％左右
7
1、水的存在形式
二、细胞中的水
资料一
晒干的小麦种子不会萌发，但经过浸泡后可以正常萌发。取少量晒干的小麦种子，放在试管内用酒精灯高温加热一段时间后，试管壁上出现水珠，取出小麦种子继续浸泡处理不萌发
资料二
新鲜的鸡蛋清是液态胶状的；鸡蛋变质时，不会出现胶状的鸡蛋清，而还伴有液态可流动的水
①小麦晒干是主要失去的是哪一种水？新鲜蛋清中主要存在的是哪一种水？
8
2、水的存在形式
资料一
晒干的小麦种子不会萌发，但经过浸泡后可以正常萌发。取少量晒干的小麦种子，放在试管内用酒精灯高温加热一段时间后，试管壁上出现水珠，取出小麦种子继续浸泡处理不萌发
资料二
新鲜的鸡蛋清是液态胶状的；鸡蛋变质时，不会出现胶状的鸡蛋清，而还伴有液态可流动的水
②晒干的小麦种子经过高温加热后主要失去的是什么水？晒干的小麦浸泡仍可以萌发，但是高温加热后，浸泡却不能萌发；这一现象说明什么？
二、细胞中的水
9
2、水的存在形式
资料一
晒干的小麦种子不会萌发，但经过浸泡后可以正常萌发。取少量晒干的小麦种子，放在试管内用酒精灯高温加热一段时间后，试管壁上出现水珠，取出小麦种子继续浸泡处理不萌发
资料二
新鲜的鸡蛋清是液态胶状的；鸡蛋变质时，不会出现胶状的鸡蛋清，而还伴有液态可流动的水
③晒干的小麦加热后试管壁出现水珠；变质的鸡蛋出现液态可流动的水，这些现象说明什么？
二、细胞中的水
2、水的存在形式
资料三
减少灌溉有利于植物度过寒冷的冬季，但植物的生长相较于夏季也会变得缓慢；
春季返青嫩绿的幼苗虽然生长旺盛，但是遇上倒春寒，极易发生冻害。
在正常情况下，细胞内结合水所占的比例越大，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强,细胞的代谢就越缓慢；
细胞内自由水所占的比例越大，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越弱,细胞的代谢就越旺盛；
二、细胞中的水
3、自由水的作用
生物体内自由水的作用有哪些？
从结构与功能的角度分析，为什么水具有这些功能？
阅读教材P20-21,结合图例,思考以下几个问题：
二、细胞中的水
3、自由水的作用
二、细胞中的水
血浆是以水为基础的液体环境，Ｎa+、Cl-、葡萄糖、氨基酸、蛋白质等都溶解于其中;红细胞、白细胞等就生活在这个液体环境中。
水在生物体内的流动，可以把把营养物质输送到各个细胞，同时也把各个细胞新陈代谢产生的废物，运输到排泄器官或直接排出体外。
资料四
①细胞内的良好溶剂
②提供细胞生存的液体环境
③运输养料与废物
3、自由水的作用
二、细胞中的水
资料五
光合作用:
6????????????+12?????????????? ????????????????????????????+????????????+ 6?????????????
?
光
叶绿体
????????????????????????????+ 6?????????????+ 6???????? 6 ????????????+12 ?????????????+能量
?
酶
有氧呼吸:
④参与细胞内的生化反应
3、自由水的作用
①细胞内的良好溶剂
④参与细胞内的生化反应
③提供细胞生存的液体环境
②运输养料与废物
阅读教材P20-21,结合图例,思考以下几个问题：
生物体内自由水的作用有哪些？
⑤缓解温度变化
二、细胞中的水
4、水分子的结构
从结构与功能的角度分析，为什么水具有这些功能？
极性分子
二、细胞中的水
4、水分子的结构
从结构与功能的角度分析，为什么水具有这些功能？
极性分子
二、细胞中的水
氢键断裂时吸热，形成时放热，缩小温度变化幅度,使生物体和环境的温度保持稳定
细胞的一切生命活动离不开水
结构的重要组成部分
结合水
自由水
相互转化
良好的溶剂
参与细胞内生化反应
运输营养物质和代谢废物
为细胞提供液体环境
缓解温度变化
二、细胞中的水
导学案错题：
A.图中①指的是结合水,该部分水较少,丢失不会导致细胞死亡。
B.图中甲表示组成细胞结构,乙可表示运输营养物质和代谢废物。
C.图中②指的是自由水,细胞代谢旺盛时该部分水的含量会增多。
D.①与②的比值增大,有利于提高植物的抗寒性、抗旱性等抗逆性。
下图表示细胞中水的两种存在形式及其作用。下列相关叙述错误的是(　　)
A
导学案错题：
“有时三点两点雨,到处十枝五枝花。”下列选项中,能正确表示此过程中细胞中自由水与结合水的相对含量变化的是(　　)。
B
A.
B.
C.
D.
1.细胞内的自由水与结合水都是良好的溶剂，都参与物质的运输和化学反应 (　 )
当堂自评：
2.同一植株中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高(　 )
3.与冬季相比，夏季的植物体内结合水占比更高(　 )
4.将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐(　 )
╳
╳
╳
╳
一、无机盐的含量
无机盐在细胞中含量很少，仅占细胞鲜重的1%~1.5%。
21
材料一
二、无机盐的存在形式
22
神经元轴突周围的无机盐
骨骼当中的无机质成分主要是????????????(????????????)?????
?
材料二
大多数以离子形式存在，
少部分以化合物的形式存在
三、无机盐的功能
一种叶绿素分子的局部结构
血红素分子的局部结构
缺碘会导致甲状腺肿大
血钙过低会导致抽筋、抽搐
①少数无机盐是某些复杂化合物的组成成分
②维持细胞和生物体的生命活动
三、无机盐的功能
③维持细胞的渗透压平衡维持细胞正常形态
25
三、无机盐的功能
④维持的酸碱平衡
①当体内的乳酸( HL) 增加 (血浆pH偏低)时：
HL + NaHCO3→NaL + H2CO3
②当体内的 Na2CO3 增多 (血浆pH偏高)时：
Na2CO3 + H2CO3 → 2NaHCO3
H2O + CO2
由肺排出
由肾排出
细胞代谢过程中产生的一些代谢物质，如乳酸，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。
知识积累
常见无机盐的功能举例
26
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}元素
功能
含量异常
????????????+
叶绿素的组成成分
缺：叶片发黄，光合作用减弱
????????????+
血红蛋白的组成成分
缺：贫血
?????
甲状腺激素的组成成分
缺：呆小症，甲状腺肿大
????????????+
影响神经系统的兴奋性
高：肌无力 缺：抽筋，
????+
植物：促进糖类的合成、运输
动物：维持细胞内液的渗透压
缺：抗逆性减弱，内液渗透压下降
????????+
动物：维持细胞外液的渗透压
缺：细胞外液渗透压下降
?????
促进花粉的萌发和花粉管的伸长
缺：花而不实
{8799B23B-EC83-4686-B30A-512413B5E67A} 生理功能
举例






二、细胞中的无机盐
组成某些复杂化合物
维持细胞和生物体生命活动
维持生物体内的平衡
①????????????+是叶绿素分子必需的成分
②????????????+是血红素的重要成分
③?????是细胞必不可少的许多化合物的成分
?
①????????+缺乏会引发肌肉酸痛、无力等
②血液中????????????+的含量太低，会出现抽搐等症状
?
①渗透压的平衡
②酸碱平衡
含量很低，大多数以离子形式存在，少部分以化合物的形式存在
三、小结
结论1：X不是植物生长的必需元素
结论2：X是植物生长的必需元素
一段
时间后
完全培养液
缺X培养液
植物几种常见的元素缺乏症
采用培养法验证必需元素的方法如下：
拓展
完全培养液
缺X培养液
完全培养液
缺X培养液
完全培养液
缺X培养液
一段
时间后
+X
导学案错题：
“医生常把药剂溶解于生理盐水(质量分数为0.9%的氯化钠溶液)中,而不是溶解于蒸馏水中,这是因为(　　)。
D
A.无机盐在生物体的生命活动中是不可缺少的
B.蒸馏水不含营养物质
C.蒸馏水可增大细胞中自由水比例,使细胞代谢加快,加剧病情
D.生理盐水能维持人体细胞生活环境的稳定状态,防止细胞过度吸水或失水
导学案错题：
“有收无收在于水,收多收少在于肥。”某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。下列叙述不正确的是(　　)。
C
A.步骤一损失的水在细胞中以游离形式存在,是细胞内的良好溶剂
B.步骤二损失的水与细胞内其他物质相结合,在细胞内的含量稳定
C.步骤三损失的主要是无机盐
D.干旱环境中生长的玉米,其细胞中结合水与自由水比值相对较高
表面水分
风干幼苗
干
物质
灰分
导学案错题：
铁是合成人体血红素不可缺少的成分,人体缺铁可引起贫血症。食物中的铁一般是有机铁,人体只能吸收利用其中的10%左右,铁锅中含有容易被人体吸收利用的无机铁,用铁锅烧菜,对防治缺铁性贫血症大有好处。钙在人体内的总量达1300g,其中99%存在于骨骼中,一旦钙离子在血浆中的浓度明显下降,神经肌肉兴奋性会大大增加;相反,血钙过高会引起肌无力。
(1)贫血症患者血液运输　　　　的能力低。一般的贫血症患者除要补充铁外,还应多吃一些　　　　　丰富的食物。?
(2)人体中含钙最多的是　　　　。?
A.肌肉 B.骨组织 C.上皮组织 D.神经组织
(3)人在长跑后,因流汗过多常出现抽搐现象,这是因为身体中　　　　含量太低。?
A.K+ B.Na+ C.Ca2+ D.Mg2+
(4)上述铁、钙在人体中的作用可以说明无机盐在生物体内的重要作用是?
导学案错题：
某植物培养液中含有甲、乙、丙三种离子,它们对植物的生长都有影响。下表为不同培养液中甲、乙、丙三种离子的浓度(单位:mmol/L)情况。为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响,进行实验时可以选用的两种培养液是(　　)。
培养液编号
①
②
③
④
⑤
甲离子
20
30
50
30
40
乙离子
55
45
60
45
55
丙离子
10
15
20
25
25
C
A.①⑤ B.②③ C.②④ D.②⑤
导学案错题：
由于无土栽培作物易于管理,优质高产,因此该项技术被广泛应用于现代农业,同时无土栽培也是确定一种元素是不是植物生活所必需的元素的最常用方法。为了验证镍为植物生活所必需的元素,设计如下实验,请回答下列问题:
材料用具:完全营养液甲、缺镍的营养液乙(其他元素均具备)、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐等。
(1)方法步骤(完善表格中的 a、b、c、d步骤):
分组
A组:20株长势相似的玉米幼苗
B组:a._____________________________
处理
b._____________________________
放入等量的完全培养液甲中
培养
相同且适宜的条件下培养数天
观察
c.　　　　　　　　　　　　　　　　　?
预期结果
d.　　　　　　　　　　　　　　　　　?
导学案错题：
由于无土栽培作物易于管理,优质高产,因此该项技术被广泛应用于现代农业,同时无土栽培也是确定一种元素是不是植物生活所必需的元素的最常用方法。为了验证镍为植物生活所必需的元素,设计如下实验,请回答下列问题:
材料用具:完全营养液甲、缺镍的营养液乙(其他元素均具备)、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐等。
(2)从科学研究的严谨角度出发,为进一步证实 A、B 两组玉米生长状况的差异是由镍元素的供应不同引起的,还应增加的实验步骤及结果是_______________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
1.某人近来脸色苍白、四肢无力,总是感到头昏眼花,到医院里进行血常规化验,医生发现其血红蛋白含量减少。如果你是医生,除了对他进行药物治疗外,还应建议他在饮食上补充下列哪种食品 (　 )
A.含糖较多的食品 B.含铁丰富的食品
C.含钙丰富的食品 D.含锌丰富的食品
B 　　　　　　
当堂自评：
2.细胞质有两种不同的状态，一种是含自由水较多的溶胶，另一种是含自由水较少的凝胶。下列细胞中细胞质最可能呈凝胶状态的是 ( )
A．根尖分生区细胞　　　 B．鸟类的心肌细胞
C．休眠的种子细胞 D．人体造血干细胞
C
3.下列有关水和无机盐的叙述,不正确的有 (　　)
①水能溶解、运输营养物质和代谢废物,并维持细胞形态
②细胞中无机盐含量很少且大多数是以化合物形式存在
③哺乳动物的血液中钙离子含量过高,会出现抽搐等症状
④无机盐可以为人体生命活动提供能量
⑤与萌发种子相比,休眠种子中结合水与自由水的比值更小
⑥缺碘会引起儿童佝偻病
A.六项 B.五项 C.四项 D.三项
B　　　　　　
当堂自评：
4.“绵绵的春雨,是她润醒了小草,润绿了杨树,润开了报春花。” 报春花被“润开”的过程中细胞内自由水与结合水的含量发生了变化,下图中表示正确的是 ( )
B　　　　　　
当堂自评
5.结合下列曲线,分析有关无机物在生物体内含量的说法,错误的是(　　)
A.曲线①可以表示植物越冬过程中,体内水相对含量的变化
B.曲线②可以表示细胞代谢速率随自由水与结合水比值的变化
C.曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线
D.曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中
被烘干的过程中,其内无机盐的相对含量变化
D
当堂自评
6.一位农民种植的某块农田,小麦产量总是比邻近地块的低,他怀疑该农田可能是缺少某种无机盐。为此,他将该块肥力均匀的农田分成面积相等的四小块,进行田间实验。除施肥不同外,其他田间管理措施相同。实验结果如下表所示,从表中判断,该农田缺少最多的元素是(　　)
A.K
B.N
C.P
D.S
A
地块
甲
乙
丙
丁
施肥情况
含氮的
无机盐
含钾的
无机盐
含磷的
无机盐
不施肥
小麦收获量(kg)
55.66
65.68
56.25
55.12
当堂自评
7.下列关于无机盐在生物体中功能的叙述，不正确的是 ( )
A
A．Mg2＋是叶绿体中各种色素的重要成分
B．羟磷灰石(一种含钙化合物)是动物和人体骨骼、牙齿的重要成分
C．无机盐离子可以维持细胞渗透压和酸碱平衡
D．许多无机盐离子是酶的活化剂或抑制剂
当堂自评
8.如图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析下列有关说法正确的是 (　　)
A.①和②均有生命活力，但是含水量不同
B.①→②的过程中没有发生水存在形式之间的转化
C.④和⑤是同一种物质，但是在细胞中的存在形式不同
D.②不含水分，是最佳的储藏种子
C
9.(多选)科学工作者研究了钙和硼对某种植物花粉粒萌发和花粉管生长的影响，结果如图所示。下列结论正确的是 ( 　　)
A.适宜浓度的钙有利于花粉管的生长，适宜浓度的硼有利于花粉的萌发
B.钙在一定浓度范围内几乎不影响花粉管生长速率
C.硼在一定浓度范围内几乎不影响花粉管的生长速率
D.钙和硼对花粉萌发、花粉管生长的影响不同
ACD
当堂自评

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