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

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第5節(jié)　細(xì)胞中的無機物 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．說出細(xì)胞中水的存在形式及功能。(重、難點) 2．說出細(xì)胞中無機鹽的存在形式及功能。(重、難點) 核心概念 結(jié)合水　自由水　無機鹽 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運送營養(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)胞中的無機鹽 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)____提供了生命活動的重要能源。 4．構(gòu)建、調(diào)節(jié)基礎(chǔ)：__水和無機鹽____與其他物質(zhì)共同構(gòu)建細(xì)胞并參與細(xì)胞生命活動的調(diào)節(jié)。 ？思考 1．鮮種子在曬干過程中失去的水和干種子放在試管中加熱時失去的水在細(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．為什么觀察動物和人的細(xì)胞時，要將其放入相應(yīng)濃度的生理鹽水中。 提示：無機鹽對維持細(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？請舉例說明。 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物，水和無機鹽在活細(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)胞過度吸水而漲破。(　√　) 8．植物缺少B元素造成“花而不實”體現(xiàn)了無機鹽能影響生物體的生命活動。(　√　) 9．Fe2＋是人體內(nèi)結(jié)合與運輸O2不可缺少的。(　√　) 10．細(xì)胞中的無機鹽大多數(shù)以化合物形式存在，如CaCO3構(gòu)成骨骼、牙齒。(　　) 知識點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)化實例： ①烘干種子時，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，部分自由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水。 ③血液凝固時自由水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水，凝固的血液溶解時，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、降低代謝強度、提高抗低溫能力。 2．水的存在及其功能的驗證 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，需要吸收水分，增加自由水含量。 ②種子儲存前曬干是為了降低自由水含量，降低代謝速率，以延長儲存時間。 ③越冬作物減少灌溉，可提高作物對低溫的抗性。 知識貼士 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，如長期浸泡在水中的陸生植物會死亡。 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 魚類 蛙 哺乳動物 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　④組織、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，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含量不同，會影響組織、器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點。 〔變式訓(xùn)練1〕　(2018德州高一檢測)對火星進(jìn)行探測表明，火星過去曾有豐富的水資源，由此推測火星上可能存在過生命。這一推測的理由是(　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．一切生命活動都離不開水　 D．代謝旺盛的細(xì)胞中水的含量高 [解析]　推測的理由應(yīng)為自由水與生命活動的關(guān)系，而水在細(xì)胞中的含量是表面現(xiàn)象，實質(zhì)是水(特別是自由水)在生命活動中所起的作用，A項錯誤；推測的理由應(yīng)與自由水的作用相聯(lián)系，生命起源于水，水是進(jìn)行生命活動的良好溶劑，起運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的作用等，B項錯誤；水與生命活動的關(guān)系概括成一句話就是“一切生命活動都離不開水”，C項正確；代謝旺盛的細(xì)胞中自由水的含量高，D項錯誤。 知識點2　無機鹽的功能及實驗驗證 Z　 1．無機鹽的功能及實例 功能 實例 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 如果血液中Ca2＋的含量過低就會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象 維持生 物體內(nèi) 的平衡 滲透壓 的平衡 Na＋、Cl－對細(xì)胞外液滲透壓起重要作用，K＋則對細(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等對血漿pH的穩(wěn)定起重要作用 2．植物必需無機鹽的驗證 (1)對照組：植物＋完全培養(yǎng)液→正常生長。 (2)實驗組。 知識貼士 ①無機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無機鹽在細(xì)胞中的含量很低，但是其作用非常重要，過多或過少都會影響細(xì)胞或生物體的正常生命活動，如植物缺氮或鎂時，葉片發(fā)黃。 D　 典例2　(2018衡水高一檢測)人體內(nèi)血鈣濃度低于0.01 g/100 mL時，外界只要有輕微刺激，神經(jīng)肌肉就會出現(xiàn)強烈的抽搐。這一實例說明鈣在人體內(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　 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)血液含鈣量過低時，可導(dǎo)致神經(jīng)肌肉抽搐，這一實例說明鈣對于維持細(xì)胞和生物體的生命活動有重要作用。 〔變式訓(xùn)練2〕　科學(xué)工作者研究了Ca2＋和B對某種植物花粉管萌發(fā)和花粉管生長的影響，結(jié)果如圖所示，下列說法合理的是(　D　) A．一定濃度范圍內(nèi)，Ca2＋對花粉管生長幾乎無影響 B．一定濃度范圍內(nèi)，B對花粉管萌發(fā)幾乎無影響 C．Ca2＋和B分別促進(jìn)花粉管的生長和萌發(fā) D．Ca2＋和B分別影響花粉管的生長和萌發(fā) [解析]　在一定范圍內(nèi)，隨Ca2＋濃度增加，花粉管生長速率增加，超過一定濃度，隨Ca2＋濃度增加，花粉管生長速率降低；在一定范圍內(nèi)，隨B濃度增加，花粉管萌發(fā)率增加，超過一定濃度，隨B濃度增加，花粉管萌發(fā)率降低。 1．驗證自由水和結(jié)合水的存在形式和功能的實例 (1)鮮種子放在陽光下晾曬，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)自由水相對含量越高。例如，種子萌發(fā)時，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，代謝速率減小結(jié)合水的相對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。 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水 D．同一個體在不同的生長發(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；生物的生命活動離不開水，生化反應(yīng)必須在水中進(jìn)行；生物體在不同的生長發(fā)育期，含水量不同，如人體在幼年時期的含水量較高，隨著年齡的增長，水的含量相對降低。 　　典例4　(2018蕪湖高一檢測)下圖曲線能正確反映大豆種子萌發(fā)至幼苗過程中細(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)合水的比值較小；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；運輸營養(yǎng)物質(zhì)和廢物。 2．細(xì)胞中的無機鹽大多數(shù)以離子狀態(tài)存在，少數(shù)以化合物狀態(tài)存在。 3．無機鹽的作用：(1)細(xì)胞中許多有機物的重要組成成分，如Fe構(gòu)成血紅蛋白，Mg構(gòu)成葉綠素。(2)對維持細(xì)胞和生物體的生命活動有重要作用，如哺乳動物缺鈣會導(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。