資源簡介

2.2 細胞中的無機物學案
【預習新知】
（一）細胞中的水
1．水的含量
(1)生物體的含水量隨著生物種類的不同而有所差別。
(2)水是構成細胞的重要成分，也是活細胞中含量最多的化合物。
2．水的理化特性與分子結構(連線)
答案：①—a　②—b　③—b
3．水的存在形式及作用
形式 自由水 結合水
概念 細胞中絕大部分的水呈游離狀態，可以自由流動 與細胞內的其他物質相結合的水
功能 ①細胞內良好的溶劑； ②參與生物化學反應； ③為細胞提供液體環境； ④運送營養物質和代謝廢物 是細胞結構的重要組成部分，存在形式主要是水與蛋白質、多糖等物質結合，失去流動
4．水的含量與細胞代謝和抗逆性的關系
正常情況下，細胞內自由水比例越大，細胞的代謝就越旺盛；結合水越多，細胞抵抗干旱和寒冷等不良環境的能力就越強。
（二）細胞中的無機鹽
1．存在形式：大多數無機鹽以離子形式存在，少數與其他化合物結合。
2．含量：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%。
3．無機鹽的作用
(1)無機鹽是某些化合物的重要組成成分。例如：Mg是構成葉綠素的元素，Fe是構成血紅素的元素，P是組成細胞膜、細胞核的重要成分。
(2)無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動有重要作用。例如：人體內Na＋缺乏會引起神經、肌肉細胞的興奮性降低，最終引發肌肉酸痛、無力等，因此，當大量出汗排出過多的無機鹽后，應多喝淡鹽水；哺乳動物的血液中必須含有一定量的Ca2＋，如果Ca2＋的含量太低，動物會出現抽搐等癥狀。
(3)無機鹽能調節人體的滲透壓，維持細胞的正常形態。
(4)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。例如：人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸堿緩沖物質，可以中和人體代謝產生的或酸或堿的代謝物質。
【鞏固訓練】
1.水是生命之源。下列關于生物體內水的敘述中，錯誤的是( )
A. 參與運輸營養物質和代謝廢物的水是自由水
B. 細胞內結合水向自由水轉化時，細胞的抗寒性減弱
C. 肽鍵的生成、ATP的形成、基因的表達過程均有水的產生
D. 在洋蔥根尖細胞中能產生水細胞器有線粒體、葉綠體、核糖體等
2.無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動有重要作用。下列說法錯誤的是( )
A.將小麥種子燒盡后可見到一些灰白色的灰燼，這些灰燼就是無機鹽
B.植物體缺鎂會影響光合作用，動物體缺鐵會導致貧血，可以說明有些無機鹽可以參與構成細胞內的化合物
C.細胞中大多數無機鹽以離子的形式存在，在細胞中含量較多
D.哺乳動物血液中鈣離子含量太低，會出現抽搐現象
3.一般來講，水是活細胞中含量最多的化合物，不同生物含水量不同，同種生物在不同的組織、器官和不同的生長發育時期含水量也不同。下列說法正確的是( )
A.水是良好的溶劑，主要是因為水分子是極性分子，帶正電荷或負電荷的分子都容易與水結合
B.正常情況下，結合水與自由水比值越小，細胞代謝越緩慢，但抗逆性越強
C.曬干的種子細胞內不含水分，導致細胞代謝停止，因而有利于種子長時間儲存
D.水分子內的氫鍵易斷裂也易形成，可以保證水分子具有流動性
4.剛收獲的種子需要進行晾曬；進入冬季，植物體內結合水和自由水的含量會發生改變；水分會影響種子的呼吸作用。下列關于以上現象的敘述中，正確的是( )
A.對剛收獲的種子進行晾曬，使種子失去的水分包括自由水和結合水
B.進入冬季，植物體內結合水與自由水比值變大，植物體的抗寒性增強
C.水分作為反應物參與有氧呼吸的第三階段，所以水分可以影響種子的呼吸作用
D.細胞中的自由水和結合水不能相互轉化
5.對下圖曲線Ⅰ、Ⅱ的敘述，錯誤的是( )
A.曲線Ⅰ可以表示新鮮的種子在被烘干的過程中，其細胞內無機鹽的相對含量變化
B.曲線Ⅰ可以表示冬季植物體內結合水與自由水比值的變化
C.曲線Ⅱ可表示越冬植物抗凍能力變化
D.曲線Ⅱ可以表示種子成熟過程中自由水與結合水比值的變化
6.冬季霜打后的白菜細胞其細胞液濃度升高，不易結冰。以下描述錯誤的是( )
A.該現象是白菜對低溫環境的一種適應
B.細胞內的自由水增多，細胞代謝旺盛
C.細胞內的結合水增多，抗寒能力增強
D.白菜變甜是因為可溶性糖增多，同時提高了抗凍能力
7.鈣在骨骼生長和肌肉收縮等過程中發揮重要作用。曬太陽有助于青少年骨骼生長，預防老年人骨質疏松。下列敘述錯誤的是( )
A.細胞中有以無機離子形式存在的鈣
B.人體內Ca2+可自由通過細胞膜的磷脂雙分子層
C.適當補充維生素D可以促進腸道對鈣的吸收
D.人體血液中鈣離子濃度過低易出現抽搐現象
8.某地區曬干的小麥種子的含水量約為14%，此時活細胞內水分( )
A.全部為自由水 B.全部為結合水
C.主要為自由水 D.主要為結合水
9.水是生命之源，沒有水就沒有生命。下列關于細胞中水的敘述，正確的是( )
A.自由水能成為細胞內良好的溶劑是因為水是非極性分子
B.洋蔥根尖細胞中能合成水的細胞器有線粒體、核糖體和葉綠體等
C.細胞內的各種營養物質都只能依靠水來完成運輸
D.結合水主要與蛋白質、多糖等物質結合，無流動性和溶解性
10.Ca2+和Na+在人體生命活動中是必不可少的。下列敘述錯誤的是( )
A.血液中的Ca2+含量過高，容易導致肌肉抽搐
B.細胞中均有以無機離子形式存在的Ca2+和Na+
C.適當補充維生素D能促進腸道對鈣的吸收
D.人體缺乏Na+會導致肌肉的興奮性降低
參考答案
1.答案：D
解析：A、參與運輸營養物質和代謝廢物的水是自由水，A正確；
B、自由水與結合水的比例和植物抗逆性的強弱關系很大，自由水與結合水的比值越小，抗逆性越強，因此細胞內結合水向自由水轉化時，細胞的抗寒性減弱，B正確；
C、肽鍵的生成、ATP的形成、基因的表達過程中有脫水縮合而成的水的產生，C正確；
D、洋蔥根尖沒有葉綠體，D錯誤。
故選D。
2.答案：C
解析：無機鹽是細胞中含量很少的無機物,大多數以離子形式存在，C錯誤。
3.答案：A
解析：A、水分子的空間結構及電子的不對稱分布，使得水分子成為一個極性分子。帶有正電荷或負電荷的分子（或離子）都容易與水結合，因此，水是良好的溶劑，A正確；
B、正常情況下，結合水與自由水比值越大，細胞代謝越緩慢，但抗逆性越強，B錯誤；
C、種子曬干過程中丟失的是自由水，種子中還有結合水，細胞代謝減弱，但是沒有完全停止，C錯誤；
D、水分子內的氫鍵易斷裂也易形成，可以保證水在常溫下能夠維持液體狀態，具有流動性，固態的水不具有流動性，D錯誤。
故選A。
4.答案：B
解析：A、剛收獲的種子在曬場上晾曬，丟失的水分為自由水，A錯誤;B、越冬植物，代謝減慢，部分自由水向結合水轉化，體內結合水與自由水的比值變大，植物體的抗寒性增強，B正確;C、有氧呼吸的第二階段，水和丙酮酸反應生成[H]，所以水分可以影響種子的呼吸作用，C錯誤;D、細胞中的自由水和結合水能相互轉化，D錯誤。
5.答案：C
解析：新鮮的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，最后達到穩定，A正確。細胞內自由水所占比例越大，細胞的代謝越旺盛；結合水越多，細胞抵抗不良環境的能力越強，曲線Ⅰ可表示冬季植物體內結合水與自由水比值的變化，B正確。對越冬植物來說，自由水相對含量逐漸降低，結合水相對含量逐漸升高，抗凍能力逐漸增強，C錯誤。種子成熟過程中，種子內含水量逐漸減少，新陳代謝速率減慢，自由水與結合水比值下降，故曲線Ⅱ可表示種子成熟過程中自由水與結合水比值的變化，D正確。
6.答案：B
解析：A、“霜打”后白菜細胞的細胞液濃度升高，冰點降低，抗寒抗凍能力增強，這是白菜對低溫環境的一種適應，A正確； B、低溫來臨，自由水轉化為結合水，細胞內的自由水減少，細胞代謝減慢，B錯誤； C、低溫來臨，自由水轉化為結合水，細胞內的結合水增多，增強其抗寒能力，C正確； D、白菜變甜是因為可溶性糖增多，同時提高了抗凍能力，D正確。
故選：B。
7.答案：B
解析：A、鈣在細胞中主要以離子形式存在，A正確；
B.細胞膜具有選擇透過性，人體內Ca2+可通過細胞膜上的轉運蛋白進出細胞，不能自由通過細胞膜的磷脂雙分子層，B錯誤；
C.維生素D可以促進腸道對鈣的吸收，因此適當補充維生素D有利于腸道對鈣的吸收，C正確；
D.ca2+可調節肌肉收縮，血鈣過低會引起抽搐，D正確。
故選：B。
8.答案： 答案：D
解析：細胞中絕大部分的水以游離的形式存在，可以自由流動，叫自由水；少部分水與細胞內的其他物質相結合，叫結合水。種子在曬干過程中，主要失去的是自由水，ABC錯誤，D正確。
故選D。
9.答案：D
解析：A、水是極性分子，自由水是細胞內良好的溶劑，A錯誤；
B、洋蔥根尖細胞中無葉綠體，B錯誤；
C、細胞內的營養物質不都依靠水來運輸，例如葡萄糖進出細胞依靠載體蛋白轉運，蛋白質也具有運輸營養物質的作用；氧氣微溶于水，在細胞中不能靠水來運輸，C錯誤；
D、結合水是細胞結構的重要組成部分，細胞內結合水的存在形式主要是水與蛋白質、多糖等物質結合，這樣水就失去流動性和溶解性，D正確。
故選D。
10.答案：A
解析：血液中的Ca2+含量過低，容易導致肌肉抽搐，A項錯誤。

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