資源簡(jiǎn)介

2.2細(xì)胞中的無機(jī)物學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．生命觀念——通過對(duì)組成細(xì)胞的水和無機(jī)鹽的學(xué)習(xí)，建立生命物質(zhì)性的觀點(diǎn)。
2．科學(xué)思維——通過概括水與細(xì)胞代謝的關(guān)系形成科學(xué)的思維方式。
3．科學(xué)探究——通過探究無機(jī)鹽功能的技能訓(xùn)練培養(yǎng)科學(xué)探究能力。
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】水和無機(jī)鹽在細(xì)胞中的作用
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】1.結(jié)合水的概念 2.無機(jī)鹽的作用
【預(yù)習(xí)新知】
細(xì)胞中的水
1.水是細(xì)胞內(nèi) ，許多種物質(zhì)能夠在水中溶解；細(xì)胞內(nèi)的許多 也都需要水的參與。多細(xì)胞生物體的絕大多數(shù)細(xì)胞，必須浸潤在 。水在生物體內(nèi)的流動(dòng)， ，同時(shí)也把各個(gè)細(xì)胞在新陳代謝中產(chǎn)生的廢物， 。
2.水的結(jié)構(gòu)
（1）水分子由 和 構(gòu)成，氫原子以共用電子對(duì)與氧原子結(jié)合。由于 具有比氫更強(qiáng)的吸引共用電子的能力，使 的一端稍帶負(fù)電荷， 的一端稍帶正電荷，水分子的空間結(jié)構(gòu)及電子的不對(duì)稱分布，使得水分子成為一個(gè) 。帶有正電荷或負(fù)電荷的分子（或離子）都容易與水結(jié)合，因此， 。
（2）由于水分子的極性，當(dāng)一個(gè)水分子的 （負(fù)電性區(qū)）靠近另一個(gè)水分子的 （正電性區(qū)）時(shí)，它們之間的靜電吸引作用就形成一種弱的引力，這種弱的引力稱為 。每個(gè)水分子可以與周圍水分子靠 相互作用在一起， 比較弱，易被破壞，只能維持極短時(shí)間，這樣 ，又不斷地形成，使水在 下能夠維持液體狀態(tài)，具有 。同時(shí)，由于氫鍵的存在，水具有較高的 ，這就意味著水的溫度相對(duì)不容易發(fā)生改變，水的這種特性，對(duì)于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要。
3.自由水和結(jié)合水
（1）水在細(xì)胞中以兩種形式存在，絕大部分的水呈游離狀態(tài)，可以自由流動(dòng)，叫作 ；一部分水與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，叫作 。
（2）細(xì)胞中自由水和結(jié)合水所起的作用是有差異的： 是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑； 是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分，大約占細(xì)胞內(nèi)全部水分的 。細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水的存在形式主要是 ，這樣水就失去流動(dòng)性和溶解性，成為生物體的構(gòu)成成分。
（3）在正常情況下，細(xì)胞內(nèi)自由水所占的比例越大，細(xì)胞的代謝就越 ；而結(jié)合水越多，細(xì)胞 就越強(qiáng)。例如，將種子曬干就是減少了其中 的量而使其代謝水平降低，便于儲(chǔ)藏；北方冬小麥在冬天來臨前， 的比例會(huì)逐漸降低，而 的比例會(huì)逐漸上升，以避免氣溫下降時(shí) 導(dǎo)致結(jié)冰而損害自身。
細(xì)胞中的無機(jī)鹽
請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第21～22頁，完成下面的問題。
1．存在形式：細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以離子的形式存在。
2．含量：無機(jī)鹽是細(xì)胞中含量很少的無機(jī)物，僅占細(xì)胞鮮重的1%～1.5%。
3．作用
(1)材料一　一種葉綠素分子和血紅蛋白分子的局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：
該材料說明：無機(jī)鹽是某些化合物的重要組成成分。
(2)材料二　人體內(nèi)Na＋缺乏會(huì)引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞的興奮性降低，最終引發(fā)肌肉酸痛、無力等，因此，當(dāng)大量出汗排出過多的無機(jī)鹽后，應(yīng)多渴淡鹽水。哺乳動(dòng)物的血液中必須含有一定量的Ca2＋，如果Ca2＋的含量太低，動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀。
該材料說明：無機(jī)鹽對(duì)于維持細(xì)胞和生物體的正常生命活動(dòng)有重要作用。
(3)材料三　人體代謝過程中產(chǎn)生的一些代謝物質(zhì)會(huì)改變體液的酸堿度，人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸堿緩沖物質(zhì)，可以中和這些變化。
該材料說明：無機(jī)鹽對(duì)于維持人體內(nèi)環(huán)境、酸堿平衡的相對(duì)穩(wěn)定具有重要作用。
(4)材料四　生理鹽水是指與哺乳動(dòng)物血漿和淋巴濃度相等的無機(jī)鹽溶液，常用的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液。人體的紅細(xì)胞在生理鹽水中會(huì)保持原有的形態(tài)，如果放到清水里，細(xì)胞會(huì)吸水漲破。
該材料說明：無機(jī)鹽能調(diào)節(jié)人體的滲透壓，維持細(xì)胞的正常形態(tài)。
【易錯(cuò)提示】
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(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。
【鞏固訓(xùn)練】
1.關(guān)于細(xì)胞中無機(jī)物的敘述，正確的是( )
A.細(xì)胞中自由水和結(jié)合水的含量是固定不變的
B.細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以離子的形式存在
C.將作物秸稈充分曬干后，其體內(nèi)剩余的物質(zhì)主要是無機(jī)鹽
D.細(xì)胞中自由水和結(jié)合水都是良好的溶劑
2.肥料是促進(jìn)植物生長，提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要物質(zhì)之一。其中氮肥是指以氮為主要成分，可為植物提供氮素營養(yǎng)的肥料。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A. 施用氮肥的目的是給植物的生長提供物質(zhì)和能量
B. 根細(xì)胞吸收的氮可用于合成蛋白質(zhì)和淀粉等物質(zhì)
C. 氮肥施用過多可能會(huì)使植物根細(xì)胞失水，導(dǎo)致植株萎蔫
D. 土壤缺氧時(shí)，植物根細(xì)胞不能主動(dòng)吸收含氮的無機(jī)鹽
3.我國政府啟動(dòng)的“醬油補(bǔ)鐵工程”是繼“食鹽加碘”后的又一項(xiàng)全民營養(yǎng)工程。下列關(guān)于人體內(nèi)無機(jī)鹽的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A.微量元素Fe是構(gòu)成血紅素的元素，缺Fe會(huì)造成貧血
B.Pb2+不是人體細(xì)胞需要的無機(jī)鹽，過量攝入會(huì)導(dǎo)致疾病
C.食鹽中加碘可預(yù)防因缺碘而導(dǎo)致的地方性甲狀腺腫大
D.過度節(jié)食使鉀的吸收減少，從而影響骨骼的生長發(fā)育
4.最早的生命孕育在海洋中。下列關(guān)于細(xì)胞中水的說法，錯(cuò)誤的是( )
A.細(xì)胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng)都需要水的參與
B.水可將細(xì)胞代謝廢物運(yùn)送到排泄器官或者直接排至體外
C.細(xì)胞內(nèi)自由水所占比例越大，細(xì)胞代謝可能越旺盛
D.將干玉米炒成爆米花的過程中，玉米失去的是自由水
5.水是細(xì)胞中重要的無機(jī)物。下列有關(guān)水的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A.越冬抗寒的植物體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值下降
B.細(xì)胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng)都需要自由水的參與
C.水分子的跨膜運(yùn)輸方向是高濃度溶液→低濃度溶液
D.水是干旱沙漠植物細(xì)胞中含量最多的化合物
6.如圖為對(duì)剛收獲的種子所做的一系列處理，據(jù)圖分析有關(guān)說法不正確的是( )
A.①和②均能萌發(fā)形成幼苗
B.④和⑤是同一種物質(zhì)，但是在細(xì)胞中存在形式不同
C.③在生物體內(nèi)主要以離子形式存在
D.點(diǎn)燃后產(chǎn)生的CO2中的C只來自種子中的糖類
7.下列有關(guān)生物體內(nèi)水和無機(jī)鹽的敘述正確的是( )
A.人體細(xì)胞的含水量會(huì)保持不變
B.細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以化合物的形式存在
C.人體血液中Ca2+濃度太低，會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀
D.細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水/自由水的比值，種子萌發(fā)時(shí)比休眠時(shí)高
參考答案
1.答案：B
解析：A、細(xì)胞中自由水和結(jié)合水的含量是可以相互轉(zhuǎn)化的，并非固定不變的，A錯(cuò)誤;
B、細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以離子的形式存在，少數(shù)以化合物的形式存在，B正確;
C、將作物秸稈充分燃燒后，剩下了灰燼就是無機(jī)鹽，C錯(cuò)誤;
D、自由水是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑，結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分，D錯(cuò)誤。
2.答案：C
解析：
3.答案：D
解析：A、Fe是微量元素，是構(gòu)成血紅蛋白中血紅素的重要元素，缺Fe會(huì)造成貧血，A正確;B、Pb2+不是人體細(xì)胞需要的無機(jī)鹽，過量攝入會(huì)導(dǎo)致疾病，B正確;C、食鹽中加碘可預(yù)防因缺碘而導(dǎo)致的地方性甲狀腺腫大，C正確;D、鈣是構(gòu)成牙齒和骨骼的主要成分，過度節(jié)食可能使鈣鹽吸收減少，影響骨骼發(fā)育，D錯(cuò)誤。
4.答案：D
解析：A、自由水是良好的溶劑，是許多化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，細(xì)胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng)都需要水的參與，A正確;B、細(xì)胞中的自由水可將細(xì)胞代謝廢物運(yùn)送到排泄器官或者直接排至體外，B正確;C、細(xì)胞內(nèi)自由水所占比例越大，細(xì)胞代謝可能越旺盛，C正確;D、將干玉米炒成爆米花的過程中，由于此時(shí)的玉米種子中主要是結(jié)合水，溫度過高會(huì)破壞玉米的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因此失去的是結(jié)合水，D錯(cuò)誤。
5.答案：C
解析：自由水與結(jié)合水的比值與細(xì)胞代謝強(qiáng)度呈正相關(guān),越冬植物代謝弱,自由水與結(jié)合水的比值下降;細(xì)胞衰老時(shí),自由水含量降低;水分子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞菨B透作用,從低濃度溶液向高濃度溶液運(yùn)輸;水是細(xì)胞鮮重中含量最多的化合物。
6.答案：AD
解析：A、②為種子烘干的過程,結(jié)合水被破壞,故②不能夠能萌發(fā)形成幼苗,A錯(cuò)誤;B、據(jù)分析可知,④為自由水,⑤為結(jié)合水,故④和⑤是同一種物質(zhì),但是在細(xì)胞中存在形式不同,B正確;C、③為無機(jī)鹽,在生物體內(nèi)主要以離子形式存在,C正確;D、點(diǎn)燃后產(chǎn)生CO2中的C可來自于種子的糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等有機(jī)物,D錯(cuò)誤。故選A D。
7.答案：C
解析：A、人體細(xì)胞的含水量會(huì)跟隨身體所處的不同階段而發(fā)生相應(yīng)的改變，并不是保持不變的，A錯(cuò)誤;
B、無機(jī)鹽在生物體內(nèi)大多數(shù)以離子形式存在，B錯(cuò)誤；
C、哺乳動(dòng)物的血液中必須含有一定量的Ca2+，如果Ca2+的含量太低，動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀，可見人體血液中Ca2+濃度太低，會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀，C正確；
D、種子萌發(fā)時(shí)自由水含量增加;種子休眠時(shí)自由水含量減少，故細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水和自由水的比值，種子萌發(fā)時(shí)比休眠時(shí)低，D錯(cuò)誤。
故選C。

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