資源簡(jiǎn)介

2.2細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.以已有的生物學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)通過(guò)自主閱讀、問(wèn)題討論、歸納總結(jié)，說(shuō)出水在細(xì)胞中的存在形式和作用，認(rèn)同其在生命活動(dòng)種的重要作用。
2.以自身的生活經(jīng)驗(yàn)為情境，通過(guò)自主閱讀，舉例說(shuō)出無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和主要作用
3.通過(guò)問(wèn)題分析、歸納總結(jié)認(rèn)同飲食均衡，營(yíng)養(yǎng)適度的健康生活方式；養(yǎng)成自覺(jué)保護(hù)、合理利用水資源的社會(huì)責(zé)任。
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
1.重點(diǎn)：水和無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的作用
2.難點(diǎn)：結(jié)合水的概念、無(wú)機(jī)鹽的作用
【預(yù)習(xí)新知】
細(xì)胞中的水
1.水的含量特點(diǎn)　某些水生生物含水量可達(dá)97%以上。
(1)含量：一般來(lái)說(shuō)，水是細(xì)胞中含量最多的化合物，約占60%～95%。
(2)生物種類(lèi)不同，含水量不同，如水生生物含水量多于陸生生物。
2.水的特性：水是極性分子，帶正電荷與帶負(fù)電荷的分子容易與水結(jié)合，因此，水是良好的溶劑。水分子之間形成氫鍵，氫鍵較弱，易斷裂，易形成，使水在常溫下保持液體狀態(tài)，具有流動(dòng)性。氫鍵的存在使水具有較高的比熱容，使水的溫度相對(duì)不易發(fā)生改變。
3.水的存在形式和作用
項(xiàng)目 自由水 結(jié)合水
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
含量 約占95.5% 約占4.5%
作用 ①細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑；②參與生物化學(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 是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，細(xì)胞中結(jié)合水含量與細(xì)胞抗性呈正相關(guān)
4.自由水與結(jié)合水的關(guān)系
在正常情況下，細(xì)胞內(nèi)自由水所占的比例越大，細(xì)胞的代謝就越旺盛；而結(jié)合水越多，細(xì)胞抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力就越強(qiáng)。例如，將種子曬干就是減少了其中自由水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(lái)臨前，自由水的比例會(huì)逐漸降低，而結(jié)合水的比例會(huì)逐漸上升，以避免氣溫下降時(shí)自由水過(guò)多而導(dǎo)致結(jié)冰而損害自身。
細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽
1．含量
無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞中含量很少的無(wú)機(jī)物，僅占細(xì)胞鮮重的1～1.5%。
2．存在形式
細(xì)胞中大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽以離子的形式存在。
3．功能
(1)是細(xì)胞內(nèi)許多復(fù)雜化合物的重要組成成分。
(2)維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)，如哺乳動(dòng)物的血液中若鈣離子含量太低，會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀。
(3)維持細(xì)胞的酸堿平衡。
【易錯(cuò)提示】
（1）生物體內(nèi)，無(wú)機(jī)鹽均以離子形式存在（ ）
（2）無(wú)機(jī)鹽含量過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響生物體的正常生命活動(dòng)（ ）
（3）植物秸稈燃燒產(chǎn)生的灰燼中含有豐富的無(wú)機(jī)鹽（ ）
（4）生物體的含水量與生物的生活環(huán)境密切相關(guān)（ ）
（5）種子儲(chǔ)存前，曬干是為了去掉全部自由水，降低種子的代謝速率，以延長(zhǎng)種子儲(chǔ)存時(shí)間（ ）
（6）植物種子中自由水與結(jié)合水的比例與其新陳代謝的強(qiáng)弱關(guān)系不大（ ）
答案：（1）×（2）√（3）√（4）√（5）×（6）×
【鞏固訓(xùn)練】
1.下列關(guān)于水和無(wú)機(jī)鹽的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A.農(nóng)作物從外界吸收的硝酸鹽可用于細(xì)胞內(nèi)合成核酸和蛋白質(zhì)
B.農(nóng)作物中的無(wú)機(jī)鹽離子不一定要溶解在水中才能行使生物學(xué)功能
C.由于氫鍵的存在，水具有較低的比熱容，有利于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性
D.北方冬小麥在冬天來(lái)臨前，自由水/結(jié)合水的比值會(huì)逐漸減小，有利于小麥抗寒
2.無(wú)機(jī)鹽是某些化合物的重要組成成分，具有維持生物體生命活動(dòng)的重要作用。下列敘述正確的是( )
A.Ca2+與肌肉的興奮性無(wú)關(guān)
B.Mg2+是類(lèi)胡蘿卜素的必要成分
C.作為原料參與油脂的合成
D.具有維持人血漿酸堿平衡的作用
3.下列關(guān)于水和無(wú)機(jī)鹽的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A.水是良好的極性溶劑，帶有正電荷或負(fù)電荷的分子（或離子）都容易與水結(jié)合
B.氫鍵不斷地?cái)嗔押托纬桑顾诔叵戮哂辛鲃?dòng)性
C.水有較高的比熱容，其溫度相對(duì)容易發(fā)生改變
D.細(xì)胞中無(wú)機(jī)鹽離子有維持細(xì)胞酸堿平衡的作用
4.最早的生命孕育在海洋中。下列關(guān)于細(xì)胞中水的說(shuō)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(guò)程中，玉米失去的是自由水
5.水是細(xì)胞中重要的無(wú)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(shuō)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(lái)自種子中的糖類(lèi)
7.藍(lán)莓富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及多種礦質(zhì)元素，下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽大多以化合物的形式存在
B.缺鐵會(huì)導(dǎo)致人體血液運(yùn)輸O2的能力下降
C.血液中鈣濃度過(guò)低會(huì)引起肌肉抽搐，過(guò)高又會(huì)出現(xiàn)肌無(wú)力
D.鋅是形成與記憶力相關(guān)的蛋白質(zhì)不可缺少元素，兒童缺鋅會(huì)影響大腦發(fā)育
8.如圖是一種葉綠素分子（左）和血紅蛋白分子（右）的局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，下列說(shuō)法不正確的是( )
A.合成葉綠素和血紅素分別需要Mg和Fe
B.植物體缺鎂會(huì)影響光合作用
C.人體缺鐵會(huì)影響血紅素對(duì)氧的運(yùn)輸
D.Mg和Fe分別存在于植物和動(dòng)物細(xì)胞中
9.2022年3月22日是第三十屆“世界水日”，3月22一28日是第三十五屆“中國(guó)水周”。下列關(guān)于水的敘述不正確的是( )
A.在探索外星空間是否存在生命的過(guò)程中，科學(xué)家始終把尋找水作為關(guān)鍵的一環(huán)，這是因?yàn)橐磺猩顒?dòng)都離不開(kāi)水
B.冬季植物體內(nèi)結(jié)合水與自由水的比值降低，抗寒能力提高
C.水溫的升高，要破壞水分子間的氫鍵
D.水在生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)中可充當(dāng)反應(yīng)物
10.水是生命之源，一切生命都離不開(kāi)水。下列有關(guān)水的敘述，正確的是( )
A.細(xì)胞中的結(jié)合水可以結(jié)合、溶解、運(yùn)輸無(wú)機(jī)鹽
B.自由水作為一種良好溶劑的原因是水為非極性分子
C.手有時(shí)會(huì)磨出水泡，水泡中的液體主要是組織液
D.水是有氧呼吸和無(wú)氧呼吸共同的代謝終產(chǎn)物
參考答案
1.答案：C
解析：A、核酸的元素組成C、H、O、N、P，蛋白質(zhì)的元素組成均C、H、O、N等，二者都含有N元素，故農(nóng)作物從外界吸收的硝酸鹽可用于細(xì)胞內(nèi)合成核酸和蛋白質(zhì)，A正確；
B、無(wú)機(jī)鹽離子具有多種作用，如無(wú)機(jī)鹽可參與構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不一定溶解在水中才能行使生物學(xué)功能，B正確；
C、由于水分子的極性，一個(gè)水分子的氧端靠近另一水分子的氫端時(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(chēng)為氫鍵，氫鍵的存在，使水有較高的比熱容，使水的溫度不易發(fā)生改變，有利于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定，C錯(cuò)誤；
D、北方冬小麥在冬天來(lái)臨前，自由水/結(jié)合水的比值會(huì)降低，細(xì)胞代謝減弱，抗逆性增強(qiáng)，D正確。
故選C。
2.答案：D
解析：若哺乳動(dòng)物血液中Ca2+含量過(guò)低，則會(huì)發(fā)生肌肉抽搐，A錯(cuò)誤；Mg2+是葉綠素的必需成分，B錯(cuò)誤；組成油脂的化學(xué)元素為C、H、O，其合成時(shí)不需要P，C錯(cuò)誤；屬于緩沖物質(zhì)，具有維持人血漿酸堿平衡的作用，D正確。
3.答案：C
解析：A、水是良好的極性溶劑，帶有正電荷或負(fù)電荷的分子（或離子）都容易與水結(jié)合，A正確；
B、由于水分子之間氫鍵的作用力比較弱，氫鍵不斷地?cái)嗔押托纬桑顾诔叵履軌蚓S持液態(tài)，具有流動(dòng)性，B正確；
C、氫鍵的存在，使水有較高的比熱容，使水的溫度不易發(fā)生改變，C錯(cuò)誤；
D、生物體內(nèi)的某些無(wú)機(jī)鹽離子，必須保持一定的量，這對(duì)維持細(xì)胞的酸堿平衡也非常重要，D正確。
故選C
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(guò)程中，由于此時(shí)的玉米種子中主要是結(jié)合水，溫度過(guò)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(guò)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(wú)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(lái)自于種子的糖類(lèi)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等有機(jī)物,D錯(cuò)誤。故選A D。
7.答案：A
解析：A、細(xì)胞中大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽以離子的形式存在，A錯(cuò)誤；B、鐵是血紅蛋白的組成成分，缺鐵會(huì)影響血紅蛋白的合成而導(dǎo)致人體血液運(yùn)輸O2的能力下降，B正確；C、Ca2+可調(diào)節(jié)肌肉收縮，血鈣過(guò)高會(huì)造成肌無(wú)力，血鈣過(guò)低會(huì)引起抽搐，C正確；D、鋅是形成與記憶力相關(guān)的蛋白質(zhì)不可缺少的元素，兒童缺鋅就會(huì)導(dǎo)致大腦發(fā)育不完善，記憶能力較弱，D正確。故選A
8.答案：D
解析：A、合成葉綠素需要Mg，合成血紅素需要Fe，A正確；
B、Mg是葉綠素的組成成分，植物體缺鎂會(huì)影響光合作用，B正確；
C、Fe是血紅素的組成成分，人體缺鐵會(huì)影響血紅素對(duì)氧的運(yùn)輸，C正確；
D、植物和動(dòng)物細(xì)胞中均含有Mg和Fe，D錯(cuò)誤。
故選D。
9.答案：B
解析：A、生物體的絕大多數(shù)生化反應(yīng)必須在水中進(jìn)行，生命活動(dòng)離不開(kāi)水，故在探索外星空間是否存在生命的過(guò)程中，科學(xué)家始終把尋找水作為關(guān)鍵的一環(huán)，A正確;B、冬季植物體內(nèi)結(jié)合水與自由水的比值升高，抗寒能力提高，B錯(cuò)誤;C、水溫的升高，要破壞水分子間的氫鍵，因而需要能量，C正確;D、水在生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)中可充當(dāng)反應(yīng)物，即參與細(xì)胞中的某些化學(xué)反應(yīng)，如自由水在光合作用和呼吸作用中可充當(dāng)反應(yīng)物，也可以充當(dāng)生成物，D正確。
10.答案：C
解析：A、細(xì)胞中水包括自由水和結(jié)合水，其中自由水既可溶解無(wú)機(jī)鹽，也可運(yùn)輸無(wú)機(jī)鹽，A錯(cuò)誤;B、水分子是極性分子，易與帶正電荷或負(fù)電荷的分子結(jié)合，因此水是良好的溶劑，B錯(cuò)誤;C、手有時(shí)會(huì)磨出水泡，主要原因是由于擠壓和摩擦使局部毛細(xì)血管璧透性增大，血漿穿過(guò)毛細(xì)血管壁進(jìn)入組織液的液體增加，在局部形成水泡，因此水泡中的液體主要是指組織液，C正確;D、無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是二氧化碳和酒精或者乳酸，不產(chǎn)生水，D錯(cuò)誤。故選C。

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