資源簡介

2.2細胞中的無機物的學案
【學習目標】
1.說出水在細胞中的存在形式和作用，認同其在生命活動中具有重要作用。
2.舉例說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。
【學習重難點】
1.說出水在細胞中的存在形式及作用。(重點)
2．說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。(重點)
3．了解元素和化合物與生命系統的關系。
【預習新知】
細胞中的水
1.結合以下資料，總結水的含量的特點。
資料1：
生物 水母 藻類 魚類 青蛙 高等植物 哺乳動物
含水量（%） 97 90 80—85 78 60—80 65
資料2：
發育時期 嬰兒 幼兒 成人 老人
含水量（%） 91 72 60 50
資料3：
組織器官 牙齒 骨骼 骨骼肌 心肌 血液
含水量（%） 10 22 76 79 83
（1） 不同，含水量不同。（水生生物 陸生生物）
（2）同種生物，不同 ，含水量不同。
（動物：幼兒 成人 老人；植物：幼嫩部位 成熟部位）
（3）同種生物，不同 ，含水量不同。
2.閱讀教材20頁第二段和21頁正文第一段，說出水的存在形式，各自的定義、含量，以及各自作用。
種類 自由水 結合水
存在形式 以 狀態存在 與 相結合
含量 約占 約占
作用 細胞內的良好 （2）參與細胞內的許多 （3）為細胞提供 （4）運送 （1）是 的重要組成成分 （2）主要與蛋白質、多糖等物質結合，成為 的構成成分
思考：以下實例中水以什么形式存在：
A.咬開水蜜桃時冒出來的汁水
B.新鮮小麥種子曬干丟失的水（種子是否還有活性？）
C.曬干小麥種子放在試管中用火烘烤，試管壁上的水（種子是否還有活性？）
D.雞蛋清里的水
3.閱讀教材21頁正文第一段的后半部分，說出水的含量與細胞代謝、抵抗不良環境的能力的關系。
細胞內自由水所占比例越大，細胞的 就越旺盛
而結合水越多，細胞 能力越強
思考：以下做法的原因：
A種子儲藏前，先曬干
B種子萌發前，先在水中浸泡
C越冬植物，減少灌溉
4.閱讀教材21頁小字部分，說出水分子的結構特點和水分子之間的結合方式，
思考：
（1）為什么說水是一種良好的溶劑？
（2）為什么在常溫下水是液體狀態？
（3）為什么說水對維持生命系統的穩定性十分重要？
細胞中的無機鹽
1．存在形式和含量
2．無機鹽的生理功能
生理功能 舉例
組成某些復雜化合物 ①Mg是構成葉綠素的元素； ②Fe是構成血紅素的元素； ③P是組成細胞膜、細胞核的重要成分，也是細胞必不可少的許多化合物的成分
維持細胞和生物體的生命活動 ①Na＋缺乏會引發肌肉酸痛、無力等； ②哺乳動物血液中Ca2＋的含量太低，會出現抽搐等癥狀
維持生物體內的平衡 ①滲透壓的平衡； ②酸堿平衡
【易錯提示】
判斷自由水、結合水比例變化的方法
(1)看環境條件是否惡化，若環境條件惡化，則自由水含量下降，結合水含量上升。
(2)看生命活動強度或狀態的變化，若生命活動增強，則自由水含量上升，結合水含量下降。
無機鹽的存在形式和功能特點
無機鹽的存在形式
①絕大多數以離子形式存在。細胞中含量較多的陽離子有：Fe2＋、Mg2＋、Na＋等；陰離子有：Cl－、SO等。
②少量以化合物形式存在。如Fe2＋是合成血紅蛋白的原料，Mg2＋是合成葉綠素的原料等。
(2)無機鹽的功能特點
無機鹽在生物體內需保持一定的量，缺失和過多都不行。如哺乳動物的血液中，如果Ca2＋的含量太低，會出現抽搐等癥狀；如果Ca2＋的濃度過高，則會患肌無力等疾病。　　
【深化探究】
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合水。
2．為什么觀察動物和人的細胞時，要將其放入相應濃度的生理鹽水中。
提示：無機鹽對維持細胞的正常形態起重要作用。
3．不同種類的細胞中，化合物的種類和含量有區別嗎？請舉例說明。
提示：有。如淀粉只存在于植物細胞內，糖原只存在于動物細胞內；又如肌細胞中蛋白質含量較高，脂肪細胞中脂肪含量較高。
細胞中的含量僅為1%～1.5%，但卻有著重要的作用，請結合下列材料分析無機鹽的有關知識。
1．閱讀下列材料，回答有關問題
材料一　一種葉綠素和血紅素的局部分子結構簡圖
材料二　足球運動員在激烈比賽中有時會出現肌肉抽搐，原因是隨著汗液丟失了大量鈣離子；硼能促進花粉的萌發和花粉管的生長，缺少硼時常導致“花而不實”。
材料三　生理鹽水(質量分數為0.9%的NaCl溶液)是指與哺乳動物血液和淋巴等滲的無機鹽溶液，人體的紅細胞在生理鹽水中保持原有的形態，如果放到清水里，細胞吸水漲破。
材料四　人體代謝過程中產生的一些代謝物質會改變體液的酸堿度，人體血液中存在H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等酸堿緩沖物質，可以緩沖體液酸堿度的變化。
(1)材料一說明：無機鹽是某些化合物的重要組成成分。葉綠素分子的基本組成元素有C、H、O、N、Mg，血紅素分子的基本組成元素有C、H、O、N、Fe。
(2)材料二說明：無機鹽對維持生物體的正常生命活動有著重要的意義。
(3)材料三說明：無機鹽能調節人體的滲透壓，維持細胞的正常形態。
(4)材料四說明：無機鹽對于維持人體內環境酸堿平衡的相對穩定具有重要作用。
2．填寫下列元素缺乏癥，體會無機鹽的功能
(1)人體缺，會患貧血癥；幼年缺鈣會患佝僂病，成年缺鈣會患骨質疏松癥；幼年缺會患呆小癥，成年缺碘會患地方性甲狀腺腫(大脖子病)。
(2)植物的生長需要多種無機鹽，其中需要最多的是氮、磷、鉀，缺少某種無機鹽，植株會出現相應的癥狀。
①植物缺：植株矮小，下部葉片首先缺綠變黃，逐步向上擴展，葉片薄而黃。
②缺：植物生長受到抑制，植株矮小，下部葉片發暗呈紫紅色，開花遲，花亦小。
③缺：光合作用顯著下降，莖稈細瘦，葉的尖端和邊緣變黃直至枯死，嚴重時會使大部分葉片枯黃。
【鞏固訓練】
1.不同有機物分子與水分子的結合能力(親水性)不同，研究表明，幾種有機物的親水性由大到小依次為：蛋白質、淀粉、纖維素，而脂肪不溶于水。下列植物細胞中結合水相對含量最多的是( )
A.休眠的大豆種子細胞 B.休眠的玉米種子細胞
C.洋蔥根尖分生區細胞 D.成熟西瓜的果肉細胞
2.生長在沙漠地區的仙人掌，為減少蒸騰作用的耗水量，在長期的進化過程中，其葉片完全變成針刺狀。下列關于仙人掌體內水的敘述，正確的是( )
A. 結合水為仙人掌細胞內的能源物質
B. 仙人掌細胞內自由水是細胞內良好溶劑
C. 干旱條件下，仙人掌細胞內結合水與自由水的比值降低
D. 仙人掌受到火烤時，一般先丟失結合水，后丟失自由水
3.無機鹽是細胞中含量很少的無機物，僅占細胞鮮重的1％～1.5％，但卻是生物體不可缺少的物質。下列相關敘述正確的是( )
A. 哺乳動物血液中鈣離子含量過多會引起抽搐
B. 小麥種子燃燒后的灰燼是小麥種子中的無機鹽
C. 人體內Na+缺乏會引起神經細胞興奮性升高
D. 人體攝入的食鹽可為機體的生命活動提供能量
4.關于水和無機鹽的敘述，不正確的是( )
A.極性分子易溶于水，水是細胞內良好的溶劑
B.維持血漿的正常濃度、酸堿平衡等需要大量的無機鹽離子
C.無機鹽在生物體內含量不高，多數以離子形式存在
D.生物體的絕大多數細胞，必須浸潤在以水為溶劑的液體環境中
5.農業諺語“水是莊稼血，肥是莊稼糧”，說明水和無機鹽在農作物的生長發育中有著重要作用。下列敘述正確的是( )
A.自由水是細胞結構的重要組成成分
B.細胞中的無機鹽大多以化合物的形式存在
C.缺少Mg這種微量元素會導致植物葉片發黃
D.水作為良好溶劑與它是極性分子有關
參考答案
1.答案：A
解析：大豆種子富含蛋白質，玉米種子富含淀粉，蛋白質親水性強于淀粉，而分生區細胞與果肉細胞代謝旺盛，自由水含量高，結合水含量低，所以，休眠的大豆種子細胞中結合水相對含量最多。
2.答案：B
解析：A、結合水為細胞內與其他物質結合的水，水不是能源物質，A錯誤；
B、自由水是細胞內良好的溶劑，B正確；
C、結合水與自由水的比值較高，代謝緩慢，有利于對抗不利環境，C錯誤；
D、仙人掌受到火烤過程中，一般先丟失自由水，后丟失結合水，D錯誤。
3.答案：B
解析：A、血液中鈣離子含量過多會引起肌無力，鈣離子含量過少會引起抽搐，A錯誤；
B、小麥種子燃燒后，有機物被燒盡，留下的灰燼是小麥種子中的無機鹽，B正確；
C、人體內Na 缺乏會引起神經細胞興奮性降低，C錯誤；
D、無機鹽不能為機體提供能量，D錯誤。
4.答案：B
解析：通過組成地殼和組成細胞的部分元素含量表中可以看到，組成生物體的化學元素在無機自然界中都能夠找到，沒有一種元素為細胞所特有的，這體現出生物界與非生物界的統一性。但是這些化學元素，在生物體內和地殼中的含量相差很大，這就體現出生物界與非生物界的差異性。
5.答案：D
解析：A、結合水是細胞結構的重要組成成分，A錯誤；
B、細胞中的大多數無機鹽以離子形式存在，B錯誤；
C、Mg屬于大量元素，C錯誤；
D、由于水分子的極性，當一個水分子的氧端靠近另一個水分子的氫端時，它們之間的靜電吸引作用就形成一種弱的引力，使水能溶解許多物質，作為良好溶劑，D正確。
故選D。

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