资源简介

2.2细胞中的无机物学案
【学习目标】
1．生命观念——通过对组成细胞的水和无机盐的学习，建立生命物质性的观点。
2．科学思维——通过概括水与细胞代谢的关系形成科学的思维方式。
3．科学探究——通过探究无机盐功能的技能训练培养科学探究能力。
【学习重难点】
【学习重点】水和无机盐在细胞中的作用
【学习难点】1.结合水的概念 2.无机盐的作用
【预习新知】
细胞中的水
1.水是细胞内 ，许多种物质能够在水中溶解；细胞内的许多 也都需要水的参与。多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在 。水在生物体内的流动， ，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物， 。
2.水的结构
（1）水分子由 和 构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于 具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使 的一端稍带负电荷， 的一端稍带正电荷，水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个 。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此， 。
（2）由于水分子的极性，当一个水分子的 （负电性区）靠近另一个水分子的 （正电性区）时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力称为 。每个水分子可以与周围水分子靠 相互作用在一起， 比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样 ，又不断地形成，使水在 下能够维持液体状态，具有 。同时，由于氢键的存在，水具有较高的 ，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
3.自由水和结合水
（1）水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作 ；一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫作 。
（2）细胞中自由水和结合水所起的作用是有差异的： 是细胞内良好的溶剂； 是细胞结构的重要组成部分，大约占细胞内全部水分的 。细胞内结合水的存在形式主要是 ，这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分。
（3）在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越 ；而结合水越多，细胞 就越强。例如，将种子晒干就是减少了其中 的量而使其代谢水平降低，便于储藏；北方冬小麦在冬天来临前， 的比例会逐渐降低，而 的比例会逐渐上升，以避免气温下降时 导致结冰而损害自身。
细胞中的无机盐
请仔细阅读教材第21～22页，完成下面的问题。
1．存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
2．含量：无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。
3．作用
(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如下：
该材料说明：无机盐是某些化合物的重要组成成分。
(2)材料二　人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多渴淡盐水。哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2＋，如果Ca2＋的含量太低，动物会出现抽搐等症状。
该材料说明：无机盐对于维持细胞和生物体的正常生命活动有重要作用。
(3)材料三　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等酸碱缓冲物质，可以中和这些变化。
该材料说明：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。
(4)材料四　生理盐水是指与哺乳动物血浆和淋巴浓度相等的无机盐溶液，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，细胞会吸水涨破。
该材料说明：无机盐能调节人体的渗透压，维持细胞的正常形态。
【易错提示】
1．鲜种子在晒干过程中失去的水和干种子放在试管中加热时失去的水在细胞中的存在形式相同吗？
提示：不同。前者失去的是自由水，而后者失去的主要是结合水。
2．为什么观察动物和人的细胞时，要将其放入相应浓度的生理盐水中。
提示：无机盐对维持细胞的正常形态起重要作用。
3．不同种类的细胞中，化合物的种类和含量有区别吗？请举例说明。
提示：有。如淀粉只存在于植物细胞内，糖原只存在于动物细胞内；又如肌细胞中蛋白质含量较高，脂肪细胞中脂肪含量较高。
【巩固训练】
1.关于细胞中无机物的叙述，正确的是( )
A.细胞中自由水和结合水的含量是固定不变的
B.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在
C.将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐
D.细胞中自由水和结合水都是良好的溶剂
2.肥料是促进植物生长，提高农作物产量的重要物质之一。其中氮肥是指以氮为主要成分，可为植物提供氮素营养的肥料。下列相关叙述正确的是( )
A. 施用氮肥的目的是给植物的生长提供物质和能量
B. 根细胞吸收的氮可用于合成蛋白质和淀粉等物质
C. 氮肥施用过多可能会使植物根细胞失水，导致植株萎蔫
D. 土壤缺氧时，植物根细胞不能主动吸收含氮的无机盐
3.我国政府启动的“酱油补铁工程”是继“食盐加碘”后的又一项全民营养工程。下列关于人体内无机盐的叙述，错误的是( )
A.微量元素Fe是构成血红素的元素，缺Fe会造成贫血
B.Pb2+不是人体细胞需要的无机盐，过量摄入会导致疾病
C.食盐中加碘可预防因缺碘而导致的地方性甲状腺肿大
D.过度节食使钾的吸收减少，从而影响骨骼的生长发育
4.最早的生命孕育在海洋中。下列关于细胞中水的说法，错误的是( )
A.细胞内许多生物化学反应都需要水的参与
B.水可将细胞代谢废物运送到排泄器官或者直接排至体外
C.细胞内自由水所占比例越大，细胞代谢可能越旺盛
D.将干玉米炒成爆米花的过程中，玉米失去的是自由水
5.水是细胞中重要的无机物。下列有关水的叙述，错误的是( )
A.越冬抗寒的植物体内自由水与结合水的比值下降
B.细胞内许多生物化学反应都需要自由水的参与
C.水分子的跨膜运输方向是高浓度溶液→低浓度溶液
D.水是干旱沙漠植物细胞中含量最多的化合物
6.如图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法不正确的是( )
A.①和②均能萌发形成幼苗
B.④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同
C.③在生物体内主要以离子形式存在
D.点燃后产生的CO2中的C只来自种子中的糖类
7.下列有关生物体内水和无机盐的叙述正确的是( )
A.人体细胞的含水量会保持不变
B.细胞中大多数无机盐以化合物的形式存在
C.人体血液中Ca2+浓度太低，会出现抽搐等症状
D.细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高
参考答案
1.答案：B
解析：A、细胞中自由水和结合水的含量是可以相互转化的，并非固定不变的，A错误;
B、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合物的形式存在，B正确;
C、将作物秸秆充分燃烧后，剩下了灰烬就是无机盐，C错误;
D、自由水是细胞内良好的溶剂，结合水是细胞结构的重要组成部分，D错误。
2.答案：C
解析：
3.答案：D
解析：A、Fe是微量元素，是构成血红蛋白中血红素的重要元素，缺Fe会造成贫血，A正确;B、Pb2+不是人体细胞需要的无机盐，过量摄入会导致疾病，B正确;C、食盐中加碘可预防因缺碘而导致的地方性甲状腺肿大，C正确;D、钙是构成牙齿和骨骼的主要成分，过度节食可能使钙盐吸收减少，影响骨骼发育，D错误。
4.答案：D
解析：A、自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，细胞内许多生物化学反应都需要水的参与，A正确;B、细胞中的自由水可将细胞代谢废物运送到排泄器官或者直接排至体外，B正确;C、细胞内自由水所占比例越大，细胞代谢可能越旺盛，C正确;D、将干玉米炒成爆米花的过程中，由于此时的玉米种子中主要是结合水，温度过高会破坏玉米的细胞结构，因此失去的是结合水，D错误。
5.答案：C
解析：自由水与结合水的比值与细胞代谢强度呈正相关,越冬植物代谢弱,自由水与结合水的比值下降;细胞衰老时,自由水含量降低;水分子跨膜运输的方式是渗透作用,从低浓度溶液向高浓度溶液运输;水是细胞鲜重中含量最多的化合物。
6.答案：AD
解析：A、②为种子烘干的过程,结合水被破坏,故②不能够能萌发形成幼苗,A错误;B、据分析可知,④为自由水,⑤为结合水,故④和⑤是同一种物质,但是在细胞中存在形式不同,B正确;C、③为无机盐,在生物体内主要以离子形式存在,C正确;D、点燃后产生CO2中的C可来自于种子的糖类、脂质、蛋白质等有机物,D错误。故选A D。
7.答案：C
解析：A、人体细胞的含水量会跟随身体所处的不同阶段而发生相应的改变，并不是保持不变的，A错误;
B、无机盐在生物体内大多数以离子形式存在，B错误；
C、哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，如果Ca2+的含量太低，动物会出现抽搐等症状，可见人体血液中Ca2+浓度太低，会出现抽搐等症状，C正确；
D、种子萌发时自由水含量增加;种子休眠时自由水含量减少，故细胞内结合水和自由水的比值，种子萌发时比休眠时低，D错误。
故选C。

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