資源簡介

2.2 細胞中的無機物學案
【預習新知】
細胞中的水
1．水在生物體中的含量
表一：不同生物體內含水量的比較
生物 水母 魚類 蛙 藻類 哺乳動物 高等植物
質量分數（%） 97 80-85 78 90 65 60-80
表二：在人的不同發育時期，體內含水量的比較
不同發育期 幼兒 成年人 老年人
質量分數（%） 77 50-65 51
從表中可知：
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思考：為什么人到老年臉上會出現很多皺紋？
2．水在細胞中的存在形式、生理功能。
水在生物體的含量這么高，我們平時似乎并不覺得，那水是以怎樣的形式存在于生物體內的呢？又有什么功能呢？請同學完成下表。
存在形式 生理功能
水
領悟：
（1）細胞內自由水和結合水的含量與生物的新陳代謝和抗逆性有關：一般情況下，自由水比例越大，細胞新陳代謝越旺盛，反之，結合水比例大，代謝緩慢，但抗逆性強。
（2）隨著抗體代謝情況的變化，自由水和結合水可發生相互轉化。
思考：
（1）剛剛收獲的小麥種子經曝曬，失去了大量的水分，這些水分屬于 ，再將曬干的種子放在試管內用酒精燈加熱，試管壁上將出現小水珠，這些水屬于 。
（2）什么種子曬干有利于儲存？干種子要吸足水才能萌發？
細胞中的無機鹽
（一）存在形式：
細胞中大多數的無機鹽以 的形式存在。
（二）無機鹽的生理功能：
（1）是合成血紅蛋白的原料，是合成葉綠素的原料，I 是合成甲狀腺激素不可缺少的重要元素，PO3-是合成核苷酸的原料。
故有些無機鹽是細胞和生物體中 的重要組成部分。
（2）哺乳動物血液中必須含有量的，如果太低，則動物會出現抽搐現象，如果太高，則出現肌無力。
故許多中無機鹽對于維持生物體的 有重要作用。
（3）維持生物體的滲透壓、PH、離子平衡。
思考：為什么醫生給患急性腸炎的病人補水時，輸入的是0.9%的NaCl溶液而不是清水或濃鹽水？
領悟：
細胞內無機鹽含量是很少的，但卻是不可缺少的，如果缺少，細胞正常活動不能維持。
總結：
1．細胞是多種元素和化合物構成的生命系統。
2．活細胞中的這些化合物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。
【鞏固訓練】
1.水分子是一種極性分子，同時水分子之間也可以相互吸引，形成氫鍵，氫鍵易于形成和斷裂，水分子的結構決定了其具有多種多樣的功能。下列相關敘述正確的是( )
A.氧吸引電子的能力比氫弱，使氧一端帶負電荷，氫一端帶正電荷
B.水分子中的氫鍵使其具有較高的比熱容，有助于維持生命系統的穩定性
C.結合水主要與蛋白質、脂肪結合，這樣就失去了流動性和溶解性
D.將人的紅細胞置于質量分數為1.2%的NaCl溶液中，紅細胞內結合水的量基本不變
2.水是良好的溶劑，是構成細胞的重要成分，也是活細胞中含量最多的化合物，下列相關說法正確是( )
A.細胞中的葡萄糖、無機鹽、花青素、葉綠素等都極易溶于水
B.水具有較高的比熱容，因此相對容易沸騰
C.水分子滲透作用的方向是從高濃度溶液向低濃度溶液
D.水是生命之源，一切生物的生命活動都離不開水
3.下列關于水和無機鹽的說法，正確的是( )
A.水分解時能釋放能量供生命活動需要
B.炎炎夏日在室外作業的人應多喝淡鹽水
C.無機鹽在細胞中均以離子的形式存在
D.無機鹽在生物體內的含量不高，因此其構成元素都是微量元素
4.下列關于無機鹽的敘述，錯誤的是( )
A.人體內缺乏 Fe2+對導致血紅素合成異常
B.人體缺乏 Na+會引起神經細胞的興奮性降低
C.細胞中的無機鹽大多數以化合物的形式存在
D.碘是合成甲狀腺激素的原料，所以常在食鹽中加碘
5.2003年諾貝爾生理學或醫學獎授予了美國的PaulcLauterbur和英國的PeterMansfield，因為他們發明了核磁共振技術，該技術可應用于臨床疾病診斷。因為許多疾病會導致組織和器官內水分發生變化，這種變化恰好能在核磁共振圖像中反映出來。下列有關敘述錯誤的是( )
A.構成人體的不同組織和器官含水量是不一樣的
B.通過檢測水含量的變化進行臨床診斷是因為水分具有調節溫度的功能
C.細胞中的水功能眾多，主要與水分子的極性和水分子間的氫鍵有關
D.發生病變的器官，細胞中的某些代謝反應速率往往會發生改變
6.細胞內的水可分為自由水和結合水，下列有關水的描述不正確的是( )
A.因為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
B.由于氫鍵、二硫鍵的存在，使水具有較高的比熱容，利于維持生命系統的穩定
C.帶有正電荷及負電荷的分子(或離子)都容易與水結合，因此水是良好溶劑
D.因為氫鍵不斷地斷裂，又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體狀態
7.人們普遍認為原始生命誕生于原始海洋中。水和無機鹽對于維持生物體的生命活動具有重要作用。下列有關說法正確的是( )
A.水是生命的搖籃，是生命活動的主要承擔者
B.曬干的種子細胞內不含水分，便于儲藏
C.在生物體內，部分無機鹽能以化合物的形式存在
D.植物根吸收的磷元素主要被用來合成脂肪酸、核苷酸
8.乳酸亞鐵吸收率較高，可作為鐵元素的補充劑，服用乳酸亞鐵可以有效治療缺鐵性貧血癥。在治療缺鐵性貧血癥時，乳酸亞鐵中的Fe2+進入人體后的主要功能是( )
A.與乳酸結合維持血漿的酸堿平衡
B.參與血紅素的合成，進而形成血紅蛋白
C.調節生命活動，促進產生更多紅細胞
D.調節無機鹽的濃度，防止紅細胞吸水破裂
9.氫鍵是一種弱的引力。下列關于水、水分子與氫鍵的敘述，錯誤的是( )
A.水是細胞內的良好溶劑 B.水能運送細胞代謝產生的廢物
C.水分子之間的氫鍵不容易被破壞 D.水在常溫下能夠維持液態與氫鍵有關
10.下列關于細胞和生物體內水含量的敘述，錯誤的是( )
A.生物種類不同，其體內含水量可能有較大差別
B.水一般是活細胞內含量最多的無機化合物
C.活細胞內一般自由水的含量比結合水的多
D.細胞內自由水含量變化不利于適應環境的變化
參考答案
1.答案：D
解析：A、水分子由2個氫原子和1個氧原子構成，氫原子以共用電子對與氧原子結合；由于氧具有比氫更強的吸引共用電子的能力，使氧的一端稍帶負電荷，氫的一稍帶正電荷，A錯誤；
B、由于水分子的極性，當一個水分子的氧端（負電性區）靠近另一個水分子的氫端（正電性區）時，它們之間的靜電吸引作用就形成一種弱的引力，這種弱的引力稱為氫鍵，由于氫鍵的存在，因此氫鍵是水分子之間形成的，而不是水分子形成的，由于氫鍵的存在水具有較高的比熱容，說明水的溫度相對不容易發生改變，有助于維持生命系統的穩定性，B錯誤；
C、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，C錯誤；
D、將人的紅細胞置于質量分數為1.2%的NaCl溶液中，由于細胞外溶液的滲透壓高，因此紅細胞會失水，但結合水的量是不變的，D正確。
故選D。
2.答案：D
解析：A、葉綠素易溶于有機溶劑，不易溶于水，A錯誤；B、由于水具有較高的比熱容，因此水的溫度相對不容易發生改變，B錯誤；C、水分子跨越生物膜時，會從低濃度溶液向高濃度溶液擴散，C錯誤；D、水是生命之源，是活細胞中含量最高的化合物，一切生物的生命活動都離不開水，D正確。
3.答案：B
解析：A、水分解需要能量，A錯誤；
B、炎炎夏日在室外作業的人，大量出汗會缺失水和無機鹽，應多喝淡鹽水補充無機鹽和水，B正確；
C、無機鹽在細胞中大多以離子的形式存在，少數以化合物形式存在，比如CaCO3，C錯誤；
D、無機鹽在生物體內的含量不高，但并都是微量元素，如：鎂，D錯誤；
故選B。
4.答案：C
解析：A、Fe是構成血紅素的元素，人體內缺乏Fe2+對導致血紅素合成異常，A正確;
B、Na+、Ca2+等離子對于生命活動也是必不可少的，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，B正確;
C、細胞中的無機鹽大多數以離子的形式存在，C錯誤;
D、碘是合成甲狀腺激素的原料，所以常在食鹽中加碘以避免甲狀腺激素的原料不足，D正確，
5.答案：B
6.答案：B
解析：A、水分子由2個氫原子和1個氧原子構成，氫原子以共用電子對與氧原子結合;由于氧具有比氫更強的吸引共用電子的能力，使氧的一端稍帶負電荷，氫的一端稍帶正電荷;水分子的空間結構及電子的不對稱分布，使水分子成為一個極性分子，A正確;B、由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，這就意味著水的溫度相對不容易發生改變，水的這種特性，對于維持生命系統的穩定性十分重要。水中沒有二硫鍵，B錯誤;C、水分子是一個極性分子，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，C正確;D、氫鍵比較弱，易被破壞，只能維持極短時間，這樣氫鍵不斷地斷裂，又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體狀態，具有流動性，D正確。故選B。
7.答案：C
解析：蛋白質是生命活動的主要承擔者，A項錯誤；曬干的種子失去的是自由水，其細胞內仍有結合水，在晾曬過程中，種子細胞內自由水與結合水的比值下降，細胞代謝速率降低，便于種子儲藏，B項錯誤；生物體內的無機鹽主要以離子形式存在，但也有一部分能與其他化合物結合，如葉綠素中的Mg，C項正確；脂肪酸由C、H、O三種元素組成，不含磷元素，D項錯誤。
8.答案：B
解析：A、血漿中的緩沖對與乳酸結合維持血漿的酸堿平衡，A錯誤;B、由題干信息分析可知，乳酸亞鐵吸收率較高，可作為鐵元素的補充劑，服用乳酸亞鐵可以有效治療缺鐵性貧血癥，而Fe2+參與構成紅細胞中的血紅蛋白，這說明乳酸亞鐵中的Fe2+進入人體后的主要功能是參與血紅素的合成，進而形成血紅蛋白，B正確;C、無機鹽并不能參與調節生命活動，C錯誤;D、紅細胞滲透壓主要與蛋白質和無機鹽有關，但無機鹽的濃度并不是主要作用，D錯誤。
9.答案：C
解析：A、自由水是細胞內良好的溶劑，是許多化學反應的介質，A正確;
B、自由水對于運輸營養物質和代謝廢物具有重要作用，B正確;
C、水分子之間易形成氫鍵，氫鍵易斷裂和形成，使水在常溫下呈液體狀態，具有流動性，C錯誤;
D、由于水分子之間的氫鍵的作用力比較弱，氫鍵不斷地斷裂和形成，使水在常溫下能夠維持液態，具有流動性，D正確。
10.答案：D
解析：A、不同種類的生物含水量不同，體內含水量可能有較大差別，通常情況下水生生物比陸生生物含水量要多，比如水母含水量可達97%，A正確;
B、水一般是活細胞內含量最多的無機化合物，B正確;
C、活細胞內一般自由水的含量比結合水的多，結合水大約占細胞內全部水分的4.5%，C正確;
D、代謝旺盛的細胞中，自由水所占比例增加。若細胞中自由水所占比例減少，結合水所占比例增大，有利于抵抗不良環境，D錯誤。

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