資源簡介

第2節 細胞中的無機物
【學習目標】
1．以已有的生物學知識為基礎通過自主閱讀、問題討論、歸納總結，說出水在細胞中的存在形式和作用，認同其在生命活動種的重要作用。
2．以自身的生活經驗為情境，通過自主閱讀，舉例說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用
3．通過問題分析、歸納總結認同飲食均衡，營養適度的健康生活方式；養成自覺保護、合理利用水資源的社會責任。
【課前學習】
一、細胞中的水
1.水的含量：生物體的含水量隨著________的不同而有所差別。水是構成細胞的重要成分，也是活細胞中含量________的化合物。
2.水的存在形式及作用
（1）細胞中絕大部分的水呈________狀態，可以自由流動，叫做自由水。自由水的作用包括：細胞內良好的溶劑；參與________；為細胞提供液體環境；運送營養物質和_______。
（2）與細胞內的其他物質相結合的水，叫做結合水。結合水是________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。
3.自由水、結合水的含量與細胞代謝和抗逆性的關系
（1）正常情況下，細胞內自由水比例越大，細胞的代謝就________。
（2）結合水越多，細胞抵抗干旱和寒冷等不良環境的能力就________。
二、細胞中的無機鹽
1.無機鹽的含量和存在形式：無機鹽是細胞中含量很少的無機物，僅占細胞鮮重的________。細胞中大多數無機鹽以________的形式存在。
2.無機鹽的生理功能
（1）組成某些復雜化合物，如________是葉綠素分子必需的成分，Fe是________的重要成分，P是細胞必不可少的許多化合物的成分。
（2）維持細胞和生物體的生命活動，如________缺乏會引發肌肉酸痛、無力等，血液中Ca2＋的含量________，會出現抽搐等癥狀。
（3）維持生物體內的平衡，如維持細胞的滲透壓平衡和________。
參考答案：一、1.生物種類 最多 2.（1）游離 生物化學反應 代謝廢物 （2）細胞結構 3.（1）越旺盛 （2）越強 二、1.1%～1.5% 離子 2.（1）Mg 血紅素 （2）Na＋ 太低 （3）酸堿平衡
【課上學習】
任務一：構建生命活動與水的概念圖
1．列舉你所了解的生命活動和水的關系
2．認識生物體內含水量
1. 幾種不同生物體水的含量
生物 水母 魚類 蛙 哺乳動物 藻類 高等植物
相對含水量 97% 80-85% 78% 65% 90% 60-80%
2. 人體中幾種不同器官或組織中水的含量
組織器官 牙齒 骨骼 骨骼肌 心肌 血液
所占比例% 10 22 76 79 83
3．閱讀理解水分子結構決定其特性
4．解釋水支持生命的分子機理
5．認識水在細胞內存在的形式
任務二：舉例說明無機鹽的存在形式和主要作用
無機鹽 含量 存在形式 功能
僅占細胞鮮重的 少數為化合物 骨骼中骨鹽的主要成分是Ca3(PO4)2 組成細胞中某些 是細胞膜、細胞核的重要成分 是血紅素的成分 是葉綠素的成分 維持細胞和生物體的 缺乏導致植物生長不良 維持人體吸收水的能力 維持神經、肌肉興奮性 某些無機鹽離子維持 平衡
多數為 形式 含量較多的陽離子 等，含量較多的陰離子 等
【課后練習】
1． 下列關于植物體內水分的敘述，錯誤的是 （ ）
A．植物體內的水分參與營養物質的運輸
B．水是構成葉肉細胞的重要化合物之一
C．自由水可作為細胞內化學反應的反應物
D．同種植物萌發種子的含水量和休眠種子的相同
2． 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
3．關于生物體內有機化合物所含元素的敘述，錯誤的是（ ）
A．葉綠素含有鎂元素 B．血紅蛋白含有鐵元素
C．脫氧核糖含有磷元素 D．胰島素含有碳元素
4．無機鹽對于維持生物體的生命活動具有重要作用。下列相關敘述錯誤的是 （ ）
A．蔬菜中的草酸不利于機體對食物中鈣的吸收
B．缺鐵會導致哺乳動物血液運輸O2的能力下降
C．和ATP一樣，KH2PO4也能為生物體提供能量
D．植物秸稈燃燒產生的灰燼中含有豐富的無機鹽
5．無機鹽的作用，下列說法錯誤的是（　　）
A．P元素是參與構成磷脂、DNA等復雜化合物的組成成分
B．血液中Ca2+濃度過高會引起抽搐
C．Na+既可以維持神經細胞的興奮性，同時也會維持細胞的正常形態
D．有些無機鹽可以維持細胞的酸堿平衡
6．研究發現用不含Ca2+和K+的生理鹽水灌注離體蛙心時，蛙心收縮不能維持。用含有適量Ca2+和K+的生理鹽水灌注離體蛙心時，心臟能持續跳動數小時。這說明Ca2+和K+的作用是（ ）
A．構成細胞某些重要化合物的組成成分 B．維持生物體正常的生命活動
C．維持血漿的正常濃度 D．為蛙心臟的持續跳動直接提供能量
7．植物利用硝酸鹽需要硝酸還原酶，缺Mn2+的植物無法利用硝酸鹽。據此，對Mn2+的作用，正確的推測是（ ）
A．對維持細胞的形態有重要作用
B．對維持細胞的酸堿平衡有重要作用
C．對維持細胞的生命活動是必不可少的
D．對調節細胞的滲透壓有重要作用
8．水是構成細胞的重要成分，關于水的說法錯誤的是（ ）
A．水分子是極性分子，帶有正電荷或負電荷的分子都容易與水結合，因此水是良好的溶劑
B．同種植物萌發種子的含水量和休眠種子的含水量不相同
C．結合水失去了流動性和溶解性，成為生物體的構成成分
D．在正常情況下細胞內結合水與自由水的比值越大，細胞代謝就越旺盛
9．水和無機鹽在生命活動中有非常重要的作用，下列有關敘述中正確的有（　　）
①代謝強度隨細胞內結合水和自由水的比值升高而增強
②血鈣過高會引起肌肉抽搐
③自由水在細胞內可以起到運輸作用，而且不直接參與代謝
④原核細胞中大多數無機鹽以離子形式存在
A．①② B．①②③ C．①②③④ D．④
10．歐洲“火星快車”探測器和美國的勇氣號和機遇號孿生火星探測器成功登上火星后，相繼探測到火星上有水的存在，人類探索自己星球以外的高級生命和追求地球外棲息地的愿望成為可能。下列關于水與生命關系的敘述錯誤的是（ ）
A．細胞中許多重要化學反應需要有水的參與
B．水在細胞內以自由水和結合水兩種形式存在
C．不同生物體內的含水量相差不大
D．一般而言，代謝越旺盛，自由水的相對含量越多
11．下列有關水和無機鹽的敘述，正確的有（　　）
①水能溶解、運輸營養物質和代謝廢物，并參與生化反應
②細胞中無機鹽含量很少且大多數是以化合物形式存在
③哺乳動物的血液中鈣離子含量過低，會出現抽搐等癥狀
④無機鹽可以為人體生命活動提供能量
⑤休眠種子與萌發種子相比，結合水與自由水的比值更大
⑥缺鐵會影響植物光合作用
A．①③⑤ B．①②④ C．②③⑤ D．④⑤⑥
12．水在生命活動中有極其重要的作用，細胞內含水量的多少直接影響新陳代謝。試回答下列問題。
生物 水母 魚類 蛙 哺乳動物 藻類 高等動物
水的含量（%） 97 80~85 78 65 90 60~80
（1）上表所示是幾種不同生物體中水的含量：
從表中信息你能得出什么結論：_____________________________________________。
（2）種子在入倉之前需晾曬，所去除的水分主要是細胞中的___________，曬干后種子的抗逆性____________（增強/減弱）。
（3）干種子需要用水浸泡后才能萌發，浸泡后種子的新陳代謝___________（加快/減慢）。
（4）新鮮的雞蛋清為液態膠體，而臭雞蛋清則是相對更“稀”的液體，呈水狀，這是因為在新鮮的雞蛋清中的水與蛋白質結合在一起，形成液態膠體，這時的水為___________，是細胞和生物體的__________，而臭雞蛋中的蛋白質被微生物分解成小分子物質，使這部分水釋放出來，轉變為更“稀”的液體。
13．分析資料，回答下列問題：
（1）俗話說“一方水土養一方人”，飲水是提供人體必需的礦物質和微量元素的重要途徑之一。在天然無污染的泉水中含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人體必需元素，其中屬于微量元素的是____________。
（2）碳酸鈣是人體骨骼和牙齒中的重要組成部分，鐵是血紅蛋白的主要成分，這說明無機鹽的生理作用是______________________________。被運送的大量藥品之一是0．9%的生理鹽水，它對維持細胞內外滲透壓非常重要，這說明無機鹽的生理作用是________________________。
（3）如圖所示，甲表示幾種生物體內的含水量，乙表示人體內有關組織或器官的含水量。
①生物體內含量最多的化合物是________。
②水生生物的含水量一般比陸生生物________(填“高”或“低”，下同)。
③代謝旺盛的組織或器官的含水量一般較________。
【參考答案】
1．D 2．B 3．C 4．C
5．B 磷脂、DNA等復雜化合物中都含有P元素，A正確；血液中Ca2+濃度過高會引起肌無力，血鈣過低會引起抽搐，B錯誤；在神經細胞中，Na+內流產生動作電位的從而產生興奮，Na+也會維持細胞外的滲透壓以維持細胞的正常形態，C正確；有些無機鹽離子可以維持細胞的酸堿平衡，如HCO3-，D正確。
6．B 由題意不能體現Ca2+和K+的作用是構成細胞某些復雜化合物的重要成分，該實驗說明無機鹽對于維持生物體正常生命活動有重要作用，A錯誤，B正確；題干信息沒有涉及血漿的濃度，C錯誤；D、無機鹽不能為生命活動提供能量，D錯誤。
7．C由題干信息分析可知，植物利用硝酸鹽需要硝酸還原酶，缺Mn2+的植物無法利用硝酸鹽，因而使生命活動不能正常進行，可見Mn2+對維持細胞的生命活動有重要作用。
8．D 水分子是極性分子，易與帶正電荷或負電荷的分子或離子結合，因此水是良好的溶劑，A正確；同種植物萌發種子的含水量和休眠種子的不相同，萌發種子的含水量高，B正確；細胞內部的結合水可能與蛋白質、脂質等結合，失去流動性和溶解性，成為細胞結構的重要組成成分，C正確；在正常情況下細胞內結合水與自由水的比值越小，細胞代謝就越旺盛，D錯誤。
9．D ①細胞內的自由水含量與代謝速率有關，代謝強度隨細胞內結合水和自由水的比值降低而增強，①錯誤；②血鈣過低時，會出現抽搐現象；血鈣過高時，會患肌無力，②錯誤；③自由水在細胞內可以起到運輸作用，同時也能直接參與代謝，如：細胞的呼吸作用，③錯誤；④細胞中大多數無機鹽以離子形式存在，④正確。綜上所述，D符合題意，A、B、C不符合題意。
10．C 細胞中許多重要化學反應需要有水的參與，如有氧呼吸，蛋白質的水解等，A正確；水在細胞內以自由水和結合水兩種形式存在，B正確；不同生物體內的含水量相差較大，C錯誤；植物細胞中的自由水含量相對越多，細胞代謝越旺盛，D正確。
11．A ①自由水能自由流動，能溶解、運輸營養物質和代謝廢物，并參與生化反應，結合水是細胞結構的重要組成成分，可以維持細胞堅實的形態，①正確；②細胞中無機鹽含量很少且大多數是以離子形式存在，②錯誤；③哺乳動物的血液中鈣離子含量過低，會出現抽搐等癥狀，過高，會引起肌無力，③正確；④無機鹽不能為人體生命活動提供能量，提供能量的是糖類，④錯誤；⑤休眠種子與萌發種子相比，結合水與自由水的比值更大，自由水和結合水的比值與細胞的代謝強度有關，⑤正確；⑥缺鐵不會影響植物光合作用，缺鎂會影響植物光合作用，⑥錯誤。①③⑤正確，A正確，BCD錯誤。
12．【答案】（1）構成生物體的成分中水的含量最多（或不同生物體內含水量不同）
（2） 自由水 增強 （3）加快（4） 結合水 組成成分
【解析】（1）由表格數據可知，構成生物體的成分中水的含量最多（或不同生物體內含水量不同）。（2）種子晾曬失去的主要是自由水，由于自由水的比值下降，所以種子抗逆性增強。（3）干種子用水浸泡后種子能萌發，干種子不經水浸泡不能萌發，說明自由水與細胞代謝強度有關，自由水多，代謝旺盛。（4）水與蛋白質結合在一起的水是結合水；結合水是生物體結構的重要組成成分。
13．【答案】（1）Cu、Zn、Fe（2） 構成生物體內某些復雜化合物 維持生物體的生命活動 （3） 水 高 高
【解析】（1）微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，天然無污染的泉水中含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人體必需元素，則其中屬于微量元素的是Cu、Zn、Fe。（2）碳酸鈣是人體骨骼和牙齒中的重要組成部分，鐵是血紅蛋白的主要成分，由此說明無機鹽有參與構成生物體內復雜的化合物組成的作用；被運送的大量藥品之一是0．9%的生理鹽水，它對維持細胞內外滲透壓非常重要，該現象說明無機鹽通過維持細胞外液的滲透壓起到了使生物體生命活動正常進行的作用。（3）生物體內含量最多的化合物是水；據不同的生物比較可知，水生生物的含水量一般比陸生生物高；代謝旺盛的組織或器官含水量一般較高。

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