2018年秋高中生物 第二章 組成細胞的分子 第5節(jié) 細胞中的無機物學案 新人教版必修1.doc

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第5節(jié)　細胞中的無機物 學習目標 1．說出細胞中水的存在形式及功能。(重、難點) 2．說出細胞中無機鹽的存在形式及功能。(重、難點) 核心概念 結合水　自由水　無機鹽 一、細胞中的水 自由水 結合水 存在 形式 在細胞中以__游離____的形式存在 與細胞內其他物質__相結合的水____ 含量 約占95.5% 約占4.5% 作用 ①細胞內的__良好溶劑____ ②參與__細胞內許多化學____反應 ③為細胞提供__液體環(huán)境____ ④運送營養(yǎng)物質和__代謝廢物____ 細胞__結構____的重要組成成分 二、細胞中的無機鹽 三、細胞是多種元素和化合物構成的生命系統(tǒng) 1．元素基礎：__C、H、O、N____等化學元素是構成細胞的主要元素。 2．化合物基礎：以碳鏈為骨架的__糖類、脂質、蛋白質、核酸____等有機化合物是構成細胞生命大廈的基本框架。 3．能源基礎：__糖類和脂質____提供了生命活動的重要能源。 4．構建、調節(jié)基礎：__水和無機鹽____與其他物質共同構建細胞并參與細胞生命活動的調節(jié)。 ？思考 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失去的水在細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合水。 2．為什么觀察動物和人的細胞時，要將其放入相應濃度的生理鹽水中。 提示：無機鹽對維持細胞的正常形態(tài)起重要作用。 3．不同種類的細胞中，化合物的種類和含量有區(qū)別嗎？請舉例說明。 提示：有。如淀粉只存在于植物細胞內，糖原只存在于動物細胞內；又如肌細胞中蛋白質含量較高，脂肪細胞中脂肪含量較高。 H　　判斷題 1．構成細胞膜、細胞質和細胞核的主要化合物是有機物，水和無機鹽在活細胞中并不重要。(　　) 2．水不僅是細胞代謝所需的原料，也是細胞代謝的產物，如蛋白質與DNA的合成過程中都有水的生成。(　√　) 3．種子貯存前，先要晾曬，目的是減少自由水的含量，降低種子的代謝速率，以延長種子的壽命。(　√　) 4．結合水與其他物質結合在一起，是細胞結構的重要組成成分。(　√　) 5．同一種生物的不同組織、器官的含水量相同。 (　　) 6．鎂離子是葉綠素的重要成分，缺鎂會造成葉片發(fā)黃。(　√　) 7．生理鹽水能維持人體滲透壓的平衡，防止細胞過度吸水而漲破。(　√　) 8．植物缺少B元素造成“花而不實”體現了無機鹽能影響生物體的生命活動。(　√　) 9．Fe2＋是人體內結合與運輸O2不可缺少的。(　√　) 10．細胞中的無機鹽大多數以化合物形式存在，如CaCO3構成骨骼、牙齒。(　　) 知識點1　細胞中的水 Z　 1．自由水和結合水之間的關系 (1)轉化條件：一般與溫度有關系，自由水結合水。 (2)轉化實例： ①烘干種子時，部分結合水轉化為自由水散失掉。 ②水果放入冰箱冷藏時，部分自由水轉化為結合水。 ③血液凝固時自由水轉變?yōu)榻Y合水，凝固的血液溶解時，結合水轉變成自由水。 ④越冬植物體內自由水轉變?yōu)榻Y合水、降低代謝強度、提高抗低溫能力。 2．水的存在及其功能的驗證 3．自由水與結合水的比值與代謝、抗逆性的關系： (1)圖示 (2)曲線 (3)在生產中的應用 ①種發(fā)萌發(fā)時，需要吸收水分，增加自由水含量。 ②種子儲存前曬干是為了降低自由水含量，降低代謝速率，以延長儲存時間。 ③越冬作物減少灌溉，可提高作物對低溫的抗性。 知識貼士 關于生物體中水的誤解 ①水是生命之源，但并不是水分越多越好，如長期浸泡在水中的陸生植物會死亡。 ②曬干種子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅降低。 D　 典例1　下表分別是不同生物體及人體組織、器官的含水量。對表中數據進行分析可得出的結論是(　A　) 生物體的含水量 生物 水母 魚類 蛙 哺乳動物 藻類 高等植物 含水量/% 97 80～85 78 65 90 60～80 人體組織、器官的含水量 組織、器官 牙齒 骨髓 骨骼肌 心臟 血液 腦 含水量/% 97 22 76 79 83 84 ①一般構成生物體的成分中水的含量最多?、谏矬w的含水量與生物的生活環(huán)境密切相關?、鄞x旺盛的組織、器官含水較多?、芙M織、器官的形態(tài)結構差異與水的存在形式相關 A．①②③④　　 B．①②③　 C．①②　 D．① [解析]　一般地說，生物體的成分中水的含量最多；生物體的含水量與生物的生活環(huán)境密切相關；人體不同組織、器官的含水量存在差異與代謝相關；細胞中兩種形式的水的相對含量不同，會影響組織、器官的形態(tài)結構特點。 〔變式訓練1〕　(2018德州高一檢測)對火星進行探測表明，火星過去曾有豐富的水資源，由此推測火星上可能存在過生命。這一推測的理由是(　C　) A．水是細胞中含量最多的化合物　 B．結合水是細胞和生物體的成分 C．一切生命活動都離不開水　 D．代謝旺盛的細胞中水的含量高 [解析]　推測的理由應為自由水與生命活動的關系，而水在細胞中的含量是表面現象，實質是水(特別是自由水)在生命活動中所起的作用，A項錯誤；推測的理由應與自由水的作用相聯系，生命起源于水，水是進行生命活動的良好溶劑，起運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物的作用等，B項錯誤；水與生命活動的關系概括成一句話就是“一切生命活動都離不開水”，C項正確；代謝旺盛的細胞中自由水的含量高，D項錯誤。 知識點2　無機鹽的功能及實驗驗證 Z　 1．無機鹽的功能及實例 功能 實例 細胞內某些復雜化合物的重要組成成分 Mg2＋是葉綠素分子必需的成分，Fe2＋是血紅蛋白分子必需的成分 參與并維持生物體的生命活動 如果血液中Ca2＋的含量過低就會出現抽搐現象 維持生 物體內 的平衡 滲透壓 的平衡 Na＋、Cl－對細胞外液滲透壓起重要作用，K＋則對細胞內液滲透壓起重要作用 酸堿平衡 (即pH平衡) 人血漿中的HCO、HPO等對血漿pH的穩(wěn)定起重要作用 2．植物必需無機鹽的驗證 (1)對照組：植物＋完全培養(yǎng)液→正常生長。 (2)實驗組。 知識貼士 ①無機鹽并不都是以離子狀態(tài)存在，如骨骼中的CaCO3以化合物形式存在。 ②無機鹽在細胞中的含量很低，但是其作用非常重要，過多或過少都會影響細胞或生物體的正常生命活動，如植物缺氮或鎂時，葉片發(fā)黃。 D　 典例2　(2018衡水高一檢測)人體內血鈣濃度低于0.01 g/100 mL時，外界只要有輕微刺激，神經肌肉就會出現強烈的抽搐。這一實例說明鈣在人體內的重要作用之一是(　A　) A．維持細胞和生物體的生命活動　 B．調節(jié)內環(huán)境的酸堿平衡 C．神經細胞的重要組成成分　 D．維持細胞正常滲透壓 [解析]　由題意可知，當血液含鈣量過低時，可導致神經肌肉抽搐，這一實例說明鈣對于維持細胞和生物體的生命活動有重要作用。 〔變式訓練2〕　科學工作者研究了Ca2＋和B對某種植物花粉管萌發(fā)和花粉管生長的影響，結果如圖所示，下列說法合理的是(　D　) A．一定濃度范圍內，Ca2＋對花粉管生長幾乎無影響 B．一定濃度范圍內，B對花粉管萌發(fā)幾乎無影響 C．Ca2＋和B分別促進花粉管的生長和萌發(fā) D．Ca2＋和B分別影響花粉管的生長和萌發(fā) [解析]　在一定范圍內，隨Ca2＋濃度增加，花粉管生長速率增加，超過一定濃度，隨Ca2＋濃度增加，花粉管生長速率降低；在一定范圍內，隨B濃度增加，花粉管萌發(fā)率增加，超過一定濃度，隨B濃度增加，花粉管萌發(fā)率降低。 1．驗證自由水和結合水的存在形式和功能的實例 (1)鮮種子放在陽光下晾曬，質量減少是因自由水散失。 (2)干種子用水浸泡后仍能萌發(fā)，說明失去自由水的種子仍保持其生理活性。 (3)干種子不浸泡則不能萌發(fā)，說明自由水越少，代謝越緩慢。 (4)干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上出現水珠，失去的是結合水。 (5)失去結合水的種子浸泡后不能萌發(fā)，說明失去結合水的細胞失去生理活性。 2．自由水、結合水的含量與代謝和抗逆性的關系 (1)自由水比例上升——代謝旺盛 生物體代謝越旺盛，其體內自由水相對含量越高。例如，種子萌發(fā)時，先要吸收大量的水分，以增加自由水的含量，并加快代謝速率。 (2)結合水的比例上升——抗逆性增強，代謝速率減小結合水的相對含量與植物的抗逆性有關。例如，冬季植物吸水減少，細胞內結合水的相對含量升高，由于結合水不易結冰和蒸騰，從而使植物抗寒性增強。 典例3　(2018安徽合肥高三模擬)下列關于水的敘述不正確的是(　B　) A．生物種類不同，生物體的含水量不同 B．水在細胞中的存在形式和功能是一成不變的 C．生化反應必須在水中進行，所以任何生物都離不開水 D．同一個體在不同的生長發(fā)育期，體內含水量不同 [解析]　生物種類不同，生物體的含水量不同；水在細胞內可以發(fā)生自由水和結合水的相互轉化；生物的生命活動離不開水，生化反應必須在水中進行；生物體在不同的生長發(fā)育期，含水量不同，如人體在幼年時期的含水量較高，隨著年齡的增長，水的含量相對降低。 　　典例4　(2018蕪湖高一檢測)下圖曲線能正確反映大豆種子萌發(fā)至幼苗過程中細胞內自由水與結合水的比值(縱坐標)變化的是(　B　) A．a　 B．b C．c　 D．d [解析]　種子在萌發(fā)之前，處于休眠狀態(tài)，代謝很弱，細胞中的水主要以結合水形式存在，自由水與結合水的比值較??；種子在萌發(fā)之后，自由水逐漸增多，代謝旺盛，至發(fā)育成幼苗，自由水含量趨于穩(wěn)定，所以自由水與結合水的比值不斷增大，最終達到一個正常穩(wěn)定的水平。 1．結合水：細胞結構的重要組成成分。自由水：細胞內的良好溶劑，生化反應的介質；參與生化反應；為細胞提供液體環(huán)境；運輸營養(yǎng)物質和廢物。 2．細胞中的無機鹽大多數以離子狀態(tài)存在，少數以化合物狀態(tài)存在。 3．無機鹽的作用：(1)細胞中許多有機物的重要組成成分，如Fe構成血紅蛋白，Mg構成葉綠素。(2)對維持細胞和生物體的生命活動有重要作用，如哺乳動物缺鈣會導致抽搐。(3)維持細胞的酸堿平衡。(4)維持細胞的滲透壓。