2018年秋高中生物 第二章 組成細(xì)胞的分子 第5節(jié) 細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物學(xué)案 新人教版必修1.doc

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第5節(jié)　細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．說(shuō)出細(xì)胞中水的存在形式及功能。(重、難點(diǎn)) 2．說(shuō)出細(xì)胞中無(wú)機(jī)鹽的存在形式及功能。(重、難點(diǎn)) 核心概念 結(jié)合水　自由水　無(wú)機(jī)鹽 一、細(xì)胞中的水 自由水 結(jié)合水 存在 形式 在細(xì)胞中以__游離____的形式存在 與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)__相結(jié)合的水____ 含量 約占95.5% 約占4.5% 作用 ①細(xì)胞內(nèi)的__良好溶劑____ ②參與__細(xì)胞內(nèi)許多化學(xué)____反應(yīng) ③為細(xì)胞提供__液體環(huán)境____ ④運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和__代謝廢物____ 細(xì)胞__結(jié)構(gòu)____的重要組成成分 二、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽 三、細(xì)胞是多種元素和化合物構(gòu)成的生命系統(tǒng) 1．元素基礎(chǔ)：__C、H、O、N____等化學(xué)元素是構(gòu)成細(xì)胞的主要元素。 2．化合物基礎(chǔ)：以碳鏈為骨架的__糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸____等有機(jī)化合物是構(gòu)成細(xì)胞生命大廈的基本框架。 3．能源基礎(chǔ)：__糖類和脂質(zhì)____提供了生命活動(dòng)的重要能源。 4．構(gòu)建、調(diào)節(jié)基礎(chǔ)：__水和無(wú)機(jī)鹽____與其他物質(zhì)共同構(gòu)建細(xì)胞并參與細(xì)胞生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)。 ？思考 1．鮮種子在曬干過(guò)程中失去的水和干種子放在試管中加熱時(shí)失去的水在細(xì)胞中的存在形式相同嗎？ 提示：不同。前者失去的是自由水，而后者失去的主要是結(jié)合水。 2．為什么觀察動(dòng)物和人的細(xì)胞時(shí)，要將其放入相應(yīng)濃度的生理鹽水中。 提示：無(wú)機(jī)鹽對(duì)維持細(xì)胞的正常形態(tài)起重要作用。 3．不同種類的細(xì)胞中，化合物的種類和含量有區(qū)別嗎？請(qǐng)舉例說(shuō)明。 提示：有。如淀粉只存在于植物細(xì)胞內(nèi)，糖原只存在于動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)；又如肌細(xì)胞中蛋白質(zhì)含量較高，脂肪細(xì)胞中脂肪含量較高。 H　　判斷題 1．構(gòu)成細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的主要化合物是有機(jī)物，水和無(wú)機(jī)鹽在活細(xì)胞中并不重要。(　　) 2．水不僅是細(xì)胞代謝所需的原料，也是細(xì)胞代謝的產(chǎn)物，如蛋白質(zhì)與DNA的合成過(guò)程中都有水的生成。(　√　) 3．種子貯存前，先要晾曬，目的是減少自由水的含量，降低種子的代謝速率，以延長(zhǎng)種子的壽命。(　√　) 4．結(jié)合水與其他物質(zhì)結(jié)合在一起，是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。(　√　) 5．同一種生物的不同組織、器官的含水量相同。 (　　) 6．鎂離子是葉綠素的重要成分，缺鎂會(huì)造成葉片發(fā)黃。(　√　) 7．生理鹽水能維持人體滲透壓的平衡，防止細(xì)胞過(guò)度吸水而漲破。(　√　) 8．植物缺少B元素造成“花而不實(shí)”體現(xiàn)了無(wú)機(jī)鹽能影響生物體的生命活動(dòng)。(　√　) 9．Fe2＋是人體內(nèi)結(jié)合與運(yùn)輸O2不可缺少的。(　√　) 10．細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽大多數(shù)以化合物形式存在，如CaCO3構(gòu)成骨骼、牙齒。(　　) 知識(shí)點(diǎn)1　細(xì)胞中的水 Z　 1．自由水和結(jié)合水之間的關(guān)系 (1)轉(zhuǎn)化條件：一般與溫度有關(guān)系，自由水結(jié)合水。 (2)轉(zhuǎn)化實(shí)例： ①烘干種子時(shí)，部分結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水散失掉。 ②水果放入冰箱冷藏時(shí)，部分自由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水。 ③血液凝固時(shí)自由水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水，凝固的血液溶解時(shí)，結(jié)合水轉(zhuǎn)變成自由水。 ④越冬植物體內(nèi)自由水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水、降低代謝強(qiáng)度、提高抗低溫能力。 2．水的存在及其功能的驗(yàn)證 3．自由水與結(jié)合水的比值與代謝、抗逆性的關(guān)系： (1)圖示 (2)曲線 (3)在生產(chǎn)中的應(yīng)用 ①種發(fā)萌發(fā)時(shí)，需要吸收水分，增加自由水含量。 ②種子儲(chǔ)存前曬干是為了降低自由水含量，降低代謝速率，以延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間。 ③越冬作物減少灌溉，可提高作物對(duì)低溫的抗性。 知識(shí)貼士 關(guān)于生物體中水的誤解 ①水是生命之源，但并不是水分越多越好，如長(zhǎng)期浸泡在水中的陸生植物會(huì)死亡。 ②曬干種子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅降低。 D　 典例1　下表分別是不同生物體及人體組織、器官的含水量。對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可得出的結(jié)論是(　A　) 生物體的含水量 生物 水母 魚(yú)類 蛙 哺乳動(dòng)物 藻類 高等植物 含水量/% 97 80～85 78 65 90 60～80 人體組織、器官的含水量 組織、器官 牙齒 骨髓 骨骼肌 心臟 血液 腦 含水量/% 97 22 76 79 83 84 ①一般構(gòu)成生物體的成分中水的含量最多?、谏矬w的含水量與生物的生活環(huán)境密切相關(guān)?、鄞x旺盛的組織、器官含水較多?、芙M織、器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)差異與水的存在形式相關(guān) A．①②③④　　 B．①②③　 C．①②　 D．① [解析]　一般地說(shuō)，生物體的成分中水的含量最多；生物體的含水量與生物的生活環(huán)境密切相關(guān)；人體不同組織、器官的含水量存在差異與代謝相關(guān)；細(xì)胞中兩種形式的水的相對(duì)含量不同，會(huì)影響組織、器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 〔變式訓(xùn)練1〕　(2018德州高一檢測(cè))對(duì)火星進(jìn)行探測(cè)表明，火星過(guò)去曾有豐富的水資源，由此推測(cè)火星上可能存在過(guò)生命。這一推測(cè)的理由是(　C　) A．水是細(xì)胞中含量最多的化合物　 B．結(jié)合水是細(xì)胞和生物體的成分 C．一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)水　 D．代謝旺盛的細(xì)胞中水的含量高 [解析]　推測(cè)的理由應(yīng)為自由水與生命活動(dòng)的關(guān)系，而水在細(xì)胞中的含量是表面現(xiàn)象，實(shí)質(zhì)是水(特別是自由水)在生命活動(dòng)中所起的作用，A項(xiàng)錯(cuò)誤；推測(cè)的理由應(yīng)與自由水的作用相聯(lián)系，生命起源于水，水是進(jìn)行生命活動(dòng)的良好溶劑，起運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的作用等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；水與生命活動(dòng)的關(guān)系概括成一句話就是“一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)水”，C項(xiàng)正確；代謝旺盛的細(xì)胞中自由水的含量高，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 知識(shí)點(diǎn)2　無(wú)機(jī)鹽的功能及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 Z　 1．無(wú)機(jī)鹽的功能及實(shí)例 功能 實(shí)例 細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的重要組成成分 Mg2＋是葉綠素分子必需的成分，F(xiàn)e2＋是血紅蛋白分子必需的成分 參與并維持生物體的生命活動(dòng) 如果血液中Ca2＋的含量過(guò)低就會(huì)出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象 維持生 物體內(nèi) 的平衡 滲透壓 的平衡 Na＋、Cl－對(duì)細(xì)胞外液滲透壓起重要作用，K＋則對(duì)細(xì)胞內(nèi)液滲透壓起重要作用 酸堿平衡 (即pH平衡) 人血漿中的HCO、HPO等對(duì)血漿pH的穩(wěn)定起重要作用 2．植物必需無(wú)機(jī)鹽的驗(yàn)證 (1)對(duì)照組：植物＋完全培養(yǎng)液→正常生長(zhǎng)。 (2)實(shí)驗(yàn)組。 知識(shí)貼士 ①無(wú)機(jī)鹽并不都是以離子狀態(tài)存在，如骨骼中的CaCO3以化合物形式存在。 ②無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的含量很低，但是其作用非常重要，過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響細(xì)胞或生物體的正常生命活動(dòng)，如植物缺氮或鎂時(shí)，葉片發(fā)黃。 D　 典例2　(2018衡水高一檢測(cè))人體內(nèi)血鈣濃度低于0.01 g/100 mL時(shí)，外界只要有輕微刺激，神經(jīng)肌肉就會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的抽搐。這一實(shí)例說(shuō)明鈣在人體內(nèi)的重要作用之一是(　A　) A．維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)　 B．調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境的酸堿平衡 C．神經(jīng)細(xì)胞的重要組成成分　 D．維持細(xì)胞正常滲透壓 [解析]　由題意可知，當(dāng)血液含鈣量過(guò)低時(shí)，可導(dǎo)致神經(jīng)肌肉抽搐，這一實(shí)例說(shuō)明鈣對(duì)于維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)有重要作用。 〔變式訓(xùn)練2〕　科學(xué)工作者研究了Ca2＋和B對(duì)某種植物花粉管萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)的影響，結(jié)果如圖所示，下列說(shuō)法合理的是(　D　) A．一定濃度范圍內(nèi)，Ca2＋對(duì)花粉管生長(zhǎng)幾乎無(wú)影響 B．一定濃度范圍內(nèi)，B對(duì)花粉管萌發(fā)幾乎無(wú)影響 C．Ca2＋和B分別促進(jìn)花粉管的生長(zhǎng)和萌發(fā) D．Ca2＋和B分別影響花粉管的生長(zhǎng)和萌發(fā) [解析]　在一定范圍內(nèi)，隨Ca2＋濃度增加，花粉管生長(zhǎng)速率增加，超過(guò)一定濃度，隨Ca2＋濃度增加，花粉管生長(zhǎng)速率降低；在一定范圍內(nèi)，隨B濃度增加，花粉管萌發(fā)率增加，超過(guò)一定濃度，隨B濃度增加，花粉管萌發(fā)率降低。 1．驗(yàn)證自由水和結(jié)合水的存在形式和功能的實(shí)例 (1)鮮種子放在陽(yáng)光下晾曬，質(zhì)量減少是因自由水散失。 (2)干種子用水浸泡后仍能萌發(fā)，說(shuō)明失去自由水的種子仍保持其生理活性。 (3)干種子不浸泡則不能萌發(fā)，說(shuō)明自由水越少，代謝越緩慢。 (4)干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上出現(xiàn)水珠，失去的是結(jié)合水。 (5)失去結(jié)合水的種子浸泡后不能萌發(fā)，說(shuō)明失去結(jié)合水的細(xì)胞失去生理活性。 2．自由水、結(jié)合水的含量與代謝和抗逆性的關(guān)系 (1)自由水比例上升——代謝旺盛 生物體代謝越旺盛，其體內(nèi)自由水相對(duì)含量越高。例如，種子萌發(fā)時(shí)，先要吸收大量的水分，以增加自由水的含量，并加快代謝速率。 (2)結(jié)合水的比例上升——抗逆性增強(qiáng)，代謝速率減小結(jié)合水的相對(duì)含量與植物的抗逆性有關(guān)。例如，冬季植物吸水減少，細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水的相對(duì)含量升高，由于結(jié)合水不易結(jié)冰和蒸騰，從而使植物抗寒性增強(qiáng)。 典例3　(2018安徽合肥高三模擬)下列關(guān)于水的敘述不正確的是(　B　) A．生物種類不同，生物體的含水量不同 B．水在細(xì)胞中的存在形式和功能是一成不變的 C．生化反應(yīng)必須在水中進(jìn)行，所以任何生物都離不開(kāi)水 D．同一個(gè)體在不同的生長(zhǎng)發(fā)育期，體內(nèi)含水量不同 [解析]　生物種類不同，生物體的含水量不同；水在細(xì)胞內(nèi)可以發(fā)生自由水和結(jié)合水的相互轉(zhuǎn)化；生物的生命活動(dòng)離不開(kāi)水，生化反應(yīng)必須在水中進(jìn)行；生物體在不同的生長(zhǎng)發(fā)育期，含水量不同，如人體在幼年時(shí)期的含水量較高，隨著年齡的增長(zhǎng)，水的含量相對(duì)降低。 　　典例4　(2018蕪湖高一檢測(cè))下圖曲線能正確反映大豆種子萌發(fā)至幼苗過(guò)程中細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值(縱坐標(biāo))變化的是(　B　) A．a(chǎn)　 B．b C．c　 D．d [解析]　種子在萌發(fā)之前，處于休眠狀態(tài)，代謝很弱，細(xì)胞中的水主要以結(jié)合水形式存在，自由水與結(jié)合水的比值較??；種子在萌發(fā)之后，自由水逐漸增多，代謝旺盛，至發(fā)育成幼苗，自由水含量趨于穩(wěn)定，所以自由水與結(jié)合水的比值不斷增大，最終達(dá)到一個(gè)正常穩(wěn)定的水平。 1．結(jié)合水：細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。自由水：細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑，生化反應(yīng)的介質(zhì)；參與生化反應(yīng)；為細(xì)胞提供液體環(huán)境；運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢物。 2．細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽大多數(shù)以離子狀態(tài)存在，少數(shù)以化合物狀態(tài)存在。 3．無(wú)機(jī)鹽的作用：(1)細(xì)胞中許多有機(jī)物的重要組成成分，如Fe構(gòu)成血紅蛋白，Mg構(gòu)成葉綠素。(2)對(duì)維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)有重要作用，如哺乳動(dòng)物缺鈣會(huì)導(dǎo)致抽搐。(3)維持細(xì)胞的酸堿平衡。(4)維持細(xì)胞的滲透壓。