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第5课时　细胞中的无机物
学习目标
1.说出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作用。
预习检测
　　一、细胞中的水
1.含量:水是细胞中含量①　最多　的化合物。不同的生物体内水的含量②　　;同一生物体的不同组织、器官含水量也不相同,其中新陈代谢越旺盛的细胞含水量③　　;生物体在不同的生长发育阶段水的含量④　　。
2.存在形式:⑤　　和⑥　　。
3.作用:生物体的一切生命活动都离不开⑦　　。结合水是⑧　　的重要组成成分;自由水是细胞内的⑨　　、参与细胞内的⑩　　反应、是细胞生活的　　环境、运输　　。
二、细胞中的无机盐
1.存在形式:大多数以　　的形式存在,少量与其他化合物结合以　　的形式存在。
2.无机盐的作用
(1)细胞中许多　　的重要组成成分;
(2)对维持　　的生命活动有重要作用。
三、细胞中的元素和化合物
1.细胞是多种元素和化合物构成的　　。
2.活细胞中的化合物必须有机地组织起来,构成细胞这种最基本的结构形式,才能表现　。活细胞中的化合物的含量和比例处在　之中,但又保持　　,以保证细胞生命活动的正常进行。
四、选择题
1.下列关于生物体内水的叙述,错误的是(　　)。
A.参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水
B.水是细胞结构的组成成分之一
C.人体细胞内水的存在形式是自由水和结合水
D.自由水与结合水的比例与新陈代谢强弱关系不大
2.(2015届安溪一中高一期中)正常人的一生中,细胞内自由水与结合水的比值(P)随年龄变化的曲线是(　　)。
3.某儿童患佝偻病,发烧时就会抽搐,医生建议他平时要补充(　　)。
A.新鲜水果和蔬菜　　　　　　　　　　　　　　B.钙片和维生素D
C.谷物种皮和胡萝卜
D.蛋白质和糖类
4.(2014年济南高一检测)人体内缺少钠盐时,会四肢无力,恶心呕吐甚至胸闷。这个事实说明无机盐的作用是(　　)。
A.组成生物体的重要结构
B.调节细胞的pH
C.维持生物体的生命活动
D.是人体重要的能源物质
5.医生给病人输液,常把药剂溶解于生理盐水(0.9%的NaCl溶液)中,而不是溶解于蒸馏水中。这是因为(　　)。
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内环境渗透压的稳定,防止细胞过度吸水
重难点探究
知识点一:了解水
1.细胞中水的存在形式有几种 它们分别有什么功能 请完成下表。
存在形式
定义
生理作用
2.晒干的水稻种子去除的水及保留的水,其形式分别是什么
3.生物体含水量的特点是怎样的 自由水和结合水的相对比例与生物体的代谢水平有怎样的关系 越冬的植物、干旱地区植物的细胞中,哪种形式的水的含量相对较高 这对植物的生命活动有何重要意义
例1　水和无机盐在生物体的生命活动中必不可少。
科学实验表明:生命活动旺盛的细胞,自由水/结合水的比值增大,而处于休眠状态的细胞自由水/结合水的比值减小。请分析回答下列问题:
(1)自由水是细胞内的良好　　　　　　,有利于物质的　　　,有利于　　　　　　的顺利进行,所以生命活动旺盛的细胞自由水的含量就　　　。
(2)干种子内含的主要是　　　　水,抗旱性强的植物结合水的含量　　　　,处于休眠状态的细胞,自由水含量　　　　。
(3)结合水和自由水是可以　　　　　　　　的。
知识点二:了解无机盐
1.请叙述无机盐的存在形式及生理功能。
2.探究某矿质元素离子是否为植物生活所必需的实验方法是什么 实验过程中需配制哪两种营养液 当缺素“完全营养液”中的植物表现出症状后,还需如何继续实验,才能确定该矿质元素离子是植物生活所必需的
例2　无机盐是人体不可缺少的营养成分,引起儿童得佝偻病、地方性甲状腺肿及贫血病的无机盐分别是(　　)。
①钾　②钙　③钠　④铁　⑤碘　⑥磷
A.①②④　　　　　B.②⑤④　　　　　C.②⑥④　　　　　D.⑥⑤④
当堂检测
1.下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是(　　)。
A.休眠的蚕豆子叶细胞
B.玉米的胚乳细胞
C.洋葱根尖分生区的细胞
D.成熟柑橘的果肉细胞
2.研究发现生物体内有七十多种酶的活性与锌有关,这说明锌(　　)。
A.是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
B.对维持生物体的生命活动有重要作用
C.对维持细胞的形态有重要作用
D.对调节细胞内溶液的浓度有重要作用
3.(2015年安庆五校期中联考)下列关于生物体内水的叙述,不正确的是(　　)。
A.结合水是细胞的重要组成成分
B.血细胞中的水大部分是自由水
C.自由水可参与细胞内物质的运输与化学反应
D.若不同种生物细胞中的自由水和结合水的比值相同,则它们的代谢强度相同
4.英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行实验的过程中发现,用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心,收缩不能维持;用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时,蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐(　　)。
A.对维持细胞的形态有重要作用
B.对维持生物体的生命活动有重要作用
C.为蛙心的持续跳动提供能量
D.是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分
5.有机化合物中具有不同的化学基团,它们对水的亲和力不同。易与水结合的基团称为亲水基团(如—NH2、—COOH、—OH),具有大量亲水基团的一些蛋白质、淀粉等分子易溶于水;难与水结合的基团称为疏水基团,如脂质分子中的碳氢链。脂质分子往往有很长的碳氢链,难溶于水而聚集在一起。请回答:
(1)等量亲水性不同的两种物质分散在甲、乙两个含有等量水的容器中,如图所示。容器中的自由水量甲比乙　　　　。
(2)相同质量的花生种子(含油脂多)和大豆种子(含蛋白质多),当它们含水量相同时,自由水含量较多的是　　　　种子。
(3)以占种子干重的百分比计算,种子萌发时干燥大豆种子的吸水量比干燥花生种子吸水量　　　。
(4)种子入库前必须对其干燥处理,降低种子中的含水量,这是因为:
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
知识体系梳理
①最多　②差别很大　③越高　④不同　⑤自由水　⑥结合水　⑦水　⑧细胞结构　⑨良好溶剂　⑩生物化学　液体
养料和废物　离子　化合物　化合物　细胞和生物体　生命系统　生命现象　不断变化　相对稳定
预习效果检测
1.D　【解析】新陈代谢越旺盛,细胞内自由水的含量相对越高。
2.D　【解析】自由水和结合水的比值越高,新陈代谢越旺盛,人的一生中新陈代谢逐渐下降,故符合题意的是曲线D。
3.B　【解析】佝偻病主要是由缺钙引起的,所以应该补钙;而维生素D可以促进钙和磷的吸收,所以医生建议他平时要补充钙片和维生素D。
4.C　【解析】本题考查无机盐的作用。人体缺少钠盐时,会四肢无力,恶心呕吐甚至胸闷,说明钠盐能维持生物体的生命活动。
5.D　【解析】人体细胞外液渗透压与生理盐水的渗透压相等,因此将药剂溶解于生理盐水中注射能维持细胞的正常形态和功能。若溶于蒸馏水中注射,会使细胞过度吸水而涨破。
重点难点探究
知识点一:了解水
1.细胞中水的存在形式有两种,即自由水和结合水。自由水是细胞内的良好溶剂,许多反应需要水的参与,水的流动可以运送营养物质和代谢废物;结合水是细胞结构的重要成分。
存在形式
定义
生理作用
结合水
与其他物质结合在一起的水
是细胞结构的重要组成成分
自由水
以游离的形式存在的水
是细胞内的良好溶剂;参与细胞内的生物化学反应;是细胞生活的液体环境;运输养料和废物
2.去除的主要是自由水,保留的是结合水。
3.生物体含水量的特点:不同生物种类含水量有所差别,如水生生物体内的含水量比陆生生物的多;同种生物在不同的生长发育时期含水量不同,如人体的含水量:幼儿>成人>老人;同一生物体的不同器官、组织含水量不同,如代谢旺盛的器官、组织含水量较多。一般情况下,当自由水和结合水的比例增加时,生物体的代谢活跃,生长迅速;当其比例下降时,代谢就会减弱。越冬的植物、干旱地区植物的细胞中,结合水的含量相对较高,这样可使植物的抗寒性、抗旱性等增强,以适应不良的环境条件。
例1　(1)溶剂　运输　生物化学反应　高　(2)结合　高　低　(3)相互转化
【解析】细胞中自由水与结合水的比值增大,反映细胞代谢加强;抗旱性强的植物及处于休眠状态的细胞结合水的含量都较高。
知识点二:了解无机盐
1.无机盐大部分以离子状态存在,少量参与构成一些复杂的化合物。无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分,对维持细胞和生物体的生命活动(维持细胞的形态和功能、维持细胞的渗透压平衡、维持细胞的pH)有重要作用。
2.溶液培养法。完全营养液和缺素“完全营养液”。还需在缺素“完全营养液”中加入一定量的含该元素的无机盐,一段时间后,若原异常的植株恢复正常(或病症消失),则可说明该元素是植物生长所必需的。
例2　B
【解析】钾盐主要在维持细胞内液渗透压、心肌舒张、保持心肌正常兴奋性上有重要作用;儿童缺钙,会引起佝偻病,老年人缺钙会引起骨质疏松症;钠盐主要维持细胞外液的渗透压;铁是合成血红蛋白的原料,人体缺铁会引起缺铁性贫血;碘是合成甲状腺激素的主要原料,若成年人的食物中长期缺碘,则会引起甲状腺增生肿大,得地方性甲状腺肿,俗称“大脖子病”。
当堂知能检测
1.A　【解析】结合水是水与细胞内其他物质相结合形成的,是细胞结构的主要组成成分,大约占细胞内全部水分的4.5%。由此可见,结合水在细胞内的含量是较少的。题目中提供的四个选项中,蚕豆由于处于休眠状态,其细胞内的自由水大量散失,因此结合水的相对含量就增加了。而其他结构的细胞都是处于正常状态的活细胞,其细胞内自由水的含量都远高于休眠细胞中的含量,而结合水的相对含量就比较低了。
2.B　【解析】新陈代谢需要酶的催化,有七十多种酶的活性与锌有关,这说明锌对维持生物体的生命活动有重要作用。
3.D　【解析】细胞中的自由水和结合水的比值与代谢有关,但代谢速度不是全部由自由水和结合水决定的。
4.B　【解析】A、B、D都是无机盐的功能,但从题意可看出钙盐和钾盐有维持心脏持续跳动的功能。心脏持续跳动是生物体的生命活动之一,说明钙盐和钾盐对维持生物体的生命活动有重要作用。
全新视角拓展
5.(1)少　(2)花生　(3)多　(4)①种子含水量多,呼吸作用强,种子内贮藏的营养物质损失多　②种子含水多,呼吸作用强,放出热量多,温度增高,种子易发芽霉变
【解析】结合水是被亲水基团束缚住的水,结合水的多少与亲水基团的表面积有关,油脂含疏水基团多,而蛋白质含亲水基团多,因而蛋白质的吸水能力强,其次是淀粉、纤维素等。种子在入库前应晒干,降低自由水含量以减弱代谢强度,减少有机物的消耗。

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