資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第2單元 組成細胞的分子
第5課時　細胞中的無機物
1.說出水在細胞中的存在形式和作用。
2.說出無機鹽在細胞中的存在形式和作用。
課程重點:水和無機鹽在細胞中的作用。
課程難點:1.結合水的概念;2.無機鹽的作用。
教學建議:聯系日常生活的事例,了解水在生物體內的含量、在細胞中的存在形式和在細胞中的生理作用。特別關注自由水和結合水的比例與細胞代謝的關系;舉例說明無機鹽的存在類型和生理功能,掌握通過實驗驗證植物必需元素的方法;能用所學知識解釋部分生理現象(如:肌肉抽搐的原因、大量出汗與補水、人體急性腸炎與治療等);有助于從細胞水平和分子水平了解一些基本的保健常識。
　　一、細胞中的水
1.含量:水是細胞中含量①　最多　的化合物。不同的生物體內水的含量②　差別很大　;同一生物體的不同組織、器官含水量也不相同,其中新陳代謝越旺盛的細胞含水量③　越高　;生物體在不同的生長發育階段水的含量④　不同　。
2.存在形式:⑤　自由水　和⑥　結合水　。
3.作用:生物體的一切生命活動都離不開⑦　水　。結合水是⑧　細胞結構　的重要組成成分;自由水是細胞內的⑨　良好溶劑　、參與細胞內的⑩　生物化學　反應、是細胞生活的　液體　環境、運輸　養料和廢物　。
二、細胞中的無機鹽
1.存在形式:大多數以　離子　的形式存在,少量與其他化合物結合以　化合物　的形式存在。
2.無機鹽的作用
(1)細胞中許多　化合物　的重要組成成分;
(2)對維持　細胞和生物體　的生命活動有重要作用。
三、細胞中的元素和化合物
1.細胞是多種元素和化合物構成的　生命系統　。
2.活細胞中的化合物必須有機地組織起來,構成細胞這種最基本的結構形式,才能表現　生命現象　。活細胞中的化合物的含量和比例處在　不斷變化　之中,但又保持　相對穩定　,以保證細胞生命活動的正常進行。
1.下列關于生物體內水的敘述,錯誤的是(　　)。
A.參與運輸營養物質和代謝廢物的水為自由水
B.水是細胞結構的組成成分之一
C.人體細胞內水的存在形式是自由水和結合水
D.自由水與結合水的比例與新陳代謝強弱關系不大
【解析】新陳代謝越旺盛,細胞內自由水的含量相對越高。
【答案】D
2.(2015屆安溪一中高一期中)正常人的一生中,細胞內自由水與結合水的比值(P)隨年齡變化的曲線是(　　)。
【解析】自由水和結合水的比值越高,新陳代謝越旺盛,人的一生中新陳代謝逐漸下降,故符合題意的是曲線D。
【答案】D
3.某兒童患佝僂病,發燒時就會抽搐,醫生建議他平時要補充(　　)。
A.新鮮水果和蔬菜　　　B.鈣片和維生素D
C.谷物種皮和胡蘿卜 D.蛋白質和糖類
【解析】佝僂病主要是由缺鈣引起的,所以應該補鈣;而維生素D可以促進鈣和磷的吸收,所以醫生建議他平時要補充鈣片和維生素D。
【答案】B
4.(2014年濟南高一檢測)人體內缺少鈉鹽時,會四肢無力,惡心嘔吐甚至胸悶。這個事實說明無機鹽的作用是(　　)。
A.組成生物體的重要結構
B.調節細胞的pH
C.維持生物體的生命活動
D.是人體重要的能源物質
【解析】本題考查無機鹽的作用。人體缺少鈉鹽時,會四肢無力,惡心嘔吐甚至胸悶,說明鈉鹽能維持生物體的生命活動。
【答案】C
5.醫生給病人輸液,常把藥劑溶解于生理鹽水(0.9%的NaCl溶液)中,而不是溶解于蒸餾水中。這是因為(　　)。
A.無機鹽在生物體的生命活動中是不可缺少的
　　B.蒸餾水不含營養物質
C.蒸餾水可增大細胞中自由水比例,使細胞代謝加快,加劇病情
D.生理鹽水能維持人體內環境滲透壓的穩定,防止細胞過度吸水
【解析】人體細胞外液滲透壓與生理鹽水的滲透壓相等,因此將藥劑溶解于生理鹽水中注射能維持細胞的正常形態和功能。若溶于蒸餾水中注射,會使細胞過度吸水而漲破。
【答案】D
知識點一:了解水
1.細胞中水的存在形式有幾種 它們分別有什么功能 請完成下表。
存在形式 定義 生理作用
　　答案:細胞中水的存在形式有兩種,即自由水和結合水。自由水是細胞內的良好溶劑,許多反應需要水的參與,水的流動可以運送營養物質和代謝廢物;結合水是細胞結構的重要成分。
存在形式 定義 生理作用
結合水 與其他物質結合在一起的水 是細胞結構的重要組成成分
自由水 以游離的形式存在的水 是細胞內的良好溶劑;參與細胞內的生物化學反應;是細胞生活的液體環境;運輸養料和廢物
　　2.曬干的水稻種子去除的水及保留的水,其形式分別是什么
答案:去除的主要是自由水,保留的是結合水。
3.生物體含水量的特點是怎樣的 自由水和結合水的相對比例與生物體的代謝水平有怎樣的關系 越冬的植物、干旱地區植物的細胞中,哪種形式的水的含量相對較高 這對植物的生命活動有何重要意義
答案:生物體含水量的特點:不同生物種類含水量有所差別,如水生生物體內的含水量比陸生生物的多;同種生物在不同的生長發育時期含水量不同,如人體的含水量:幼兒>成人>老人;同一生物體的不同器官、組織含水量不同,如代謝旺盛的器官、組織含水量較多。一般情況下,當自由水和結合水的比例增加時,生物體的代謝活躍,生長迅速;當其比例下降時,代謝就會減弱。越冬的植物、干旱地區植物的細胞中,結合水的含量相對較高,這樣可使植物的抗寒性、抗旱性等增強,以適應不良的環境條件。
知識總結
在本知識點的學習中,要重點掌握水的分類及功能。同時要注意以下幾點:
1.自由水和結合水可以相互轉化。
2.心肌呈固態,血液呈液態,主要原因是兩者自由水和結合水的比例不同。
例1　水和無機鹽在生物體的生命活動中必不可少。
科學實驗表明:生命活動旺盛的細胞,自由水/結合水的比值增大,而處于休眠狀態的細胞自由水/結合水的比值減小。請分析回答下列問題:
(1)自由水是細胞內的良好　　　　　　,有利于物質的　　　,有利于　　　　　　的順利進行,所以生命活動旺盛的細胞自由水的含量就　　　。
(2)干種子內含的主要是　　　　水,抗旱性強的植物結合水的含量　　　　,處于休眠狀態的細胞,自由水含量　　　　。
(3)結合水和自由水是可以　　　　　　　　的。
【解析】細胞中自由水與結合水的比值增大,反映細胞代謝加強;抗旱性強的植物及處于休眠狀態的細胞結合水的含量都較高。
【答案】(1)溶劑　運輸　生物化學反應　高　(2)結合　高　低　(3)相互轉化
　 技巧歸納
本題涉及的知識點是水的存在形式及功能。了解細胞中的自由水和結合水在一定的條件下是可以相互轉化的,自由水與結合水的比例不同,細胞的代謝能力也不同:當自由水與結合水比例升高時,細胞的代謝旺盛;其比例下降時,代謝減慢,但植物抗逆能力增強。在干種子、越冬的植物、干旱地區植物的細胞中,結合水含量高,從而使植物的抗旱性、抗寒性等增強,以適應不良的環境條件。
知識點二:了解無機鹽
1.請敘述無機鹽的存在形式及生理功能。
答案:無機鹽大部分以離子狀態存在,少量參與構成一些復雜的化合物。無機鹽是細胞內復雜化合物的重要組成成分,對維持細胞和生物體的生命活動(維持細胞的形態和功能、維持細胞的滲透壓平衡、維持細胞的pH)有重要作用。
2.探究某礦質元素離子是否為植物生活所必需的實驗方法是什么 實驗過程中需配制哪兩種營養液 當缺素“完全營養液”中的植物表現出癥狀后,還需如何繼續實驗,才能確定該礦質元素離子是植物生活所必需的
答案:溶液培養法。完全營養液和缺素“完全營養液”。還需在缺素“完全營養液”中加入一定量的含該元素的無機鹽,一段時間后,若原異常的植株恢復正常(或病癥消失),則可說明該元素是植物生長所必需的。
知識總結
在本知識點的學習中,要重點掌握無機鹽的存在形式、功能及植物必需礦質元素的判斷方法。同時要注意以下幾點:
1.Mg是葉綠素分子的必需元素;Fe2+是血紅蛋白的組成成分。
2.Na+對細胞外液滲透壓起重要作用,K+對細胞內液滲透壓起決定作用。
3.HC、HP對細胞的酸堿平衡起作用。
例2　無機鹽是人體不可缺少的營養成分,引起兒童得佝僂病、地方性甲狀腺腫及貧血病的無機鹽分別是(　　)。
①鉀　②鈣?、垅c?、荑F　⑤碘?、蘖?br/>A.①②④　　B.②⑤④　　C.②⑥④　　D.⑥⑤④
【解析】鉀鹽主要在維持細胞內液滲透壓、心肌舒張、保持心肌正常興奮性上有重要作用;兒童缺鈣,會引起佝僂病,老年人缺鈣會引起骨質疏松癥;鈉鹽主要維持細胞外液的滲透壓;鐵是合成血紅蛋白的原料,人體缺鐵會引起缺鐵性貧血;碘是合成甲狀腺激素的主要原料,若成年人的食物中長期缺碘,則會引起甲狀腺增生腫大,得地方性甲狀腺腫,俗稱“大脖子病”。
【答案】B
　 技巧歸納
滲透壓反映溶液的吸水能力,溶液濃度相對越高,滲透壓就相對越大,吸水能力相對就越強。在學習過程中,不僅要知道無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動有重要作用,更要具體了解在課本、資料及試題中出現頻率較高的無機鹽如鉀、鈣、鈉、鐵、碘、磷、硼、鎂、氮、鋅等的作用。
1.下列植物細胞中結合水的相對含量最大的是(　　)。
A.休眠的蠶豆子葉細胞
B.玉米的胚乳細胞
C.洋蔥根尖分生區的細胞
D.成熟柑橘的果肉細胞
【解析】結合水是水與細胞內其他物質相結合形成的,是細胞結構的主要組成成分,大約占細胞內全部水分的4.5%。由此可見,結合水在細胞內的含量是較少的。題目中提供的四個選項中,蠶豆由于處于休眠狀態,其細胞內的自由水大量散失,因此結合水的相對含量就增加了。而其他結構的細胞都是處于正常狀態的活細胞,其細胞內自由水的含量都遠高于休眠細胞中的含量,而結合水的相對含量就比較低了。
【答案】A
2.研究發現生物體內有七十多種酶的活性與鋅有關,這說明鋅(　　)。
A.是細胞中某些復雜化合物的重要組成成分
B.對維持生物體的生命活動有重要作用
C.對維持細胞的形態有重要作用
D.對調節細胞內溶液的濃度有重要作用
【解析】新陳代謝需要酶的催化,有七十多種酶的活性與鋅有關,這說明鋅對維持生物體的生命活動有重要作用。
【答案】B
3.(2015年安慶五校期中聯考)下列關于生物體內水的敘述,不正確的是(　　)。
A.結合水是細胞的重要組成成分
B.血細胞中的水大部分是自由水
C.自由水可參與細胞內物質的運輸與化學反應
D.若不同種生物細胞中的自由水和結合水的比值相同,則它們的代謝強度相同
【解析】細胞中的自由水和結合水的比值與代謝有關,但代謝速度不是全部由自由水和結合水決定的。
【答案】D
4.英國醫生塞達尼·任格在對離體蛙心進行實驗的過程中發現,用不含鈣和鉀的生理鹽水灌注蛙心,收縮不能維持;用含有少量鈣和鉀的生理鹽水灌注時,蛙心可持續跳動數小時。實驗說明鈣鹽和鉀鹽(　　)。
A.對維持細胞的形態有重要作用
B.對維持生物體的生命活動有重要作用
C.為蛙心的持續跳動提供能量
D.是細胞中某些復雜化合物的重要組成部分
【解析】A、B、D都是無機鹽的功能,但從題意可看出鈣鹽和鉀鹽有維持心臟持續跳動的功能。心臟持續跳動是生物體的生命活動之一,說明鈣鹽和鉀鹽對維持生物體的生命活動有重要作用。
【答案】B
5.有機化合物中具有不同的化學基團,它們對水的親和力不同。易與水結合的基團稱為親水基團(如—NH2、—COOH、—OH),具有大量親水基團的一些蛋白質、淀粉等分子易溶于水;難與水結合的基團稱為疏水基團,如脂質分子中的碳氫鏈。脂質分子往往有很長的碳氫鏈,難溶于水而聚集在一起。請回答:
(1)等量親水性不同的兩種物質分散在甲、乙兩個含有等量水的容器中,如圖所示。容器中的自由水量甲比乙　　　　。
(2)相同質量的花生種子(含油脂多)和大豆種子(含蛋白質多),當它們含水量相同時,自由水含量較多的是　　　　種子。
(3)以占種子干重的百分比計算,種子萌發時干燥大豆種子的吸水量比干燥花生種子吸水量　　　　。
(4)種子入庫前必須對其干燥處理,降低種子中的含水量,這是因為:
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【解析】結合水是被親水基團束縛住的水,結合水的多少與親水基團的表面積有關,油脂含疏水基團多,而蛋白質含親水基團多,因而蛋白質的吸水能力強,其次是淀粉、纖維素等。種子在入庫前應曬干,降低自由水含量以減弱代謝強度,減少有機物的消耗。
【答案】(1)少　(2)花生　(3)多　(4)①種子含水量多,呼吸作用強,種子內貯藏的營養物質損失多?、诜N子含水多,呼吸作用強,放出熱量多,溫度增高,種子易發芽霉變
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.新鮮的小麥種子晾曬時變得皺縮,若曬干后繼續烘烤,則種子就不能萌發了。種子晾曬失去的水和烘干失去的水分別是(　　)。
A.自由水、自由水　　　　B.自由水、蒸發水
C.結合水、自由水 D.自由水、結合水
【解析】當細胞失去一部分自由水時,細胞的新陳代謝減慢;但當細胞失去結合水時,細胞往往失去了生命力。新鮮小麥種子在貯藏前需要晾曬,此時重量減輕,但小麥種子仍具有生命力,所以失去的這部分水屬于自由水。但烘烤后的種子不能萌發,即失去活力,說明此時失去的水屬于結合水。
【答案】D
2.(2014年德州一中高二月考)人體體液中存在著許多緩沖系統(如H2CO3和HC、HP和H2P等),它們既能與酸性物質發生反應,又能與堿性物質發生反應,這說明無機鹽(　　)。
A.能夠維持細胞的滲透壓
B.能夠維持生物體體液的酸堿平衡
C.能夠維持生物體的生命活動
D.是構成細胞的成分
【答案】B
3.社會學家預測:水是引發未來戰爭的重要原因之一,這是因為水對生物的生存具有重要意義。下列有關水的敘述中,不正確的是(　　)。
A.水是生物細胞的主要組成成分
B.細胞內的結合水是生化反應的重要介質
C.水是影響生物生存和分布的重要非生物因素
D.水是一種重要的自然資源
【解析】細胞內的結合水是細胞結構的重要組成成分。
【答案】B
4.(2015年安慶五校期中聯考)沙漠里生長的植物細胞中,下列物質中含量最多的成分是(　　)。
A.蛋白質　　B.脂肪　　　C.水　　　　D.核酸
【解析】本題主要考查各種化合物在細胞中的含量。組成細胞的化合物有兩大類,即無機物和有機物,無機物中有水和無機鹽,有機物中有糖類、脂質、蛋白質和核酸,其中水大約占85%~90%,在細胞中含量最多的物質是水。
【答案】C
5.結合下列曲線,分析有關無機物在生物體內含量的說法,錯誤的是(　　)。
　　A.曲線①可表示人一生中體內自由水與結合水的比值隨年齡變化的曲線
B.曲線②可以表示細胞代謝速率隨自由水與結合水比值的變化
C.曲線③可以表示一粒新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干的過程中,其內無機鹽的相對含量變化
D.曲線①可以表示人從幼年到成年,體內水相對含量的變化
【解析】一般來說,細胞內的結合水含量是相對穩定的,但自由水的含量變化較大;衰老的細胞中自由水含量減少,細胞內自由水與結合水的比值也將減小;自由水是細胞內的良好溶劑,細胞內許多化學反應都需要水的參與,所以細胞內自由水比值升高后,代謝增強,細胞呼吸速率應加強;玉米種子被烘干的過程中所含水分越來越少,其內的無機鹽相對含量逐漸增加,最后達到一恒定值;幼兒體內水的含量遠遠高于成年人體內水的含量。
【答案】C
6.現有含水量(1)10%、(2)12%、(3)14%、(4)16%的小麥,分別儲存于條件相同的四個糧倉中。在儲存過程中,有機物損耗最少的是(　　)。
A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)
【解析】此題考查水的作用。4種小麥儲存的條件相同,含水量越多,新陳代謝越旺盛,有機物分解越多;含水量最少的種子,細胞代謝最緩慢,有機物分解最少。故10%的小麥有機物損耗最少。
【答案】A
7.(2014年德州一中高二月考)某細胞中的含水量為:自由水∶結合水=90∶10,在水分總量不變的情況下,適當提高溫度,新陳代謝加快,則兩種水的含量比值的變化是(　　)。
A.增大 B.減小 C.不變 D.不能確定
【解析】溫度升高,自由水增多。
【答案】A
8.人的紅細胞必須生活在含有0.9%的氯化鈉溶液中,若將紅細胞置于濃鹽水中,紅細胞則會失水皺縮,從而喪失輸送氧氣的功能。這些事實說明(　　)。
A.無機鹽對維持生物體的新陳代謝有重要作用
B.無機鹽對維持細胞的形態和功能有重要作用
C.無機鹽離子容易進出細胞
D.水分子容易進出細胞
【解析】人體內的紅細胞生活在血漿中,血漿的無機鹽濃度為0.9%,紅細胞在此環境中能維持滲透壓平衡,細胞吸水和失水保持平衡。若將紅細胞放入濃鹽水中,紅細胞會失水皺縮,喪失運輸氧氣的功能。若將紅細胞放入清水中,紅細胞會吸水漲破,也會喪失功能。這些事實說明無機鹽對維持細胞的形態和功能有重要作用。
【答案】B
9.請根據下表回答問題:
表1: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 60~90
表2:人體組織、器官的含水量
組織器官 牙齒 骨骼 骨骼肌 心臟 血液 腦
含水量(%) 10 22 76 79 83 84
(1)從表1可以看出:不同種類的生物體中,水的含量　　 　,水生生物的含水量比陸生生物　　　　。
(2)從表2中可以看出:同種生物在不同的組織、器官中,水的含量　　　　,從腦含水量最高可說明　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)心臟是堅實的,血液是流動的,但兩者的含水量僅相差4%,這說明　　　　　　　　　　　　　　　。
【解析】從表 1 中可得知,各種動物的含水量都超過50%,所以水是細胞中含量最多的化合物;每種生物的含水量與其生活環境和分類地位具有密切的關系。表 2 中,人體不同組織器官的含水量不同,表明組織器官的含水量與它們代謝的強弱有關系;還可以看出不同器官中水的功能不同,存在形式不同,組織器官的外形也就不同,例如心臟是堅實的,血液是流動的,但它們的含水量相差不大,原因是前者比后者含結合水多。
【答案】(1)不同　多　(2)不同　代謝旺盛的組織、器官含水量較多　(3)組織、器官的形態結構差異與水的存在形式相關
10.科學工作者研究了鈣和硼對某種植物花粉粒萌發和花粉管生長的影響,如圖。下列結論與結果不相符的是(　　)。
A.鈣或硼對花粉萌發和花粉管生長都有同樣的影響
B.適宜濃度的硼或鈣明顯有利于花粉萌發或花粉管生長
C.鈣對花粉管生長有明顯影響,而一定范圍內幾乎不影響花粉的萌發
D.硼對于花粉萌發有明顯影響,而一定范圍內幾乎不影響花粉管生長
【解析】從圖1、2中得知,適宜的鈣有利于花粉管生長,適宜的硼有利于花粉萌發。
【答案】A
11.植物在冬季來臨過程中,隨著氣溫的逐漸降低,體內發生了一系列適應低溫的生理生化變化,抗寒力逐漸增強。下圖為冬小麥在不同時期含水量和呼吸速率變化關系圖。請根據圖推斷以下有關說法中,錯誤的是(　　)。
A.冬季來臨過程中,自由水明顯減少是呼吸速率下降的主要原因
B.結合水與自由水含量的比值,與植物的抗寒性呈明顯的正相關
C.隨著氣溫和土壤溫度的下降,根系的吸水量減少,組織的含水量下降
D.隨溫度的緩慢降低,植物的呼吸作用逐漸減弱,有利于減少有機物的消耗
【解析】冬季來臨過程中,氣溫下降是呼吸速率下降的主要原因。
【答案】A
12.某地區經常出現葡萄小葉病,有人認為是土壤中缺鋅引起的,有人認為是土壤中缺鎂引起的?，F有如下材料,請你完成下列實驗,探究上面的猜測哪個正確。
材料用具:30株長勢相同的葡萄幼苗、蒸餾水、含有植物必需元素的各種化合物。
實驗原理:任何一種必需元素在植物體內都有一定的作用,一旦缺乏,就會表現出相應的癥狀,根據全素培養液和相應缺鋅、缺鎂的培養液對葡萄生長發育影響的比較,判斷小葉病的病因。
方法步驟:
(1)首先配制全素培養液和相應的缺鋅培養液和　　　　培養液,分別放入3個培養缸并編號為A、B、C。
(2)
　。
(3)放在適宜的條件下培養一段時間,
　。
(4)結果預測和分析:
①A缸內的葡萄幼苗正常生長。
②若B缸內葡萄幼苗表現出小葉病,而C缸中的沒有,則說明　。
③若　,
則說明葡萄小葉病是由缺鎂引起的。
④若　,
則說明葡萄小葉病既與缺鎂有關,又與缺鋅有關。
⑤若　,
則說明葡萄小葉病與缺鎂、缺鋅都無關。
【解析】實驗的自變量是鋅、鎂的有無,因變量是植物的生長狀況。對照組應用全素培養液培養,實驗組分別用缺鋅培養液和缺鎂培養液培養,根據葡萄幼苗的生長狀況判斷葡萄小葉病與鎂和鋅的關系。
【答案】(1)缺鎂　(2)將30株長勢相同的葡萄幼苗均分為3組,分別栽培在上述3個培養缸中　(3)觀察葡萄幼苗的生長發育狀況　(4)②葡萄小葉病是由缺鋅引起的?、跜缸內葡萄幼苗表現出小葉病,而B缸中的沒有?、蹷、C兩缸內葡萄幼苗都表現出小葉病　⑤B、C兩缸內葡萄幼苗都不表現出小葉病
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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