学年高中生物必修一教材用书 第二章 组成细.docx

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学年高中生物必修一教材用书第二章组成细

第5节细胞中的无机物

细胞中的水

[自读教材·夯基础]

1．水的含量[判断]

（1）一般来说，水是细胞中含量最多的化合物。

（√）

（2）生物种类不同，含水量也不同，如陆生生物含水量多于水生生物。

（×）

（3）生物的含水量还与生长发育阶段有关，幼嫩组织的细胞中含水量高。

（√）

2．水的存在形式与功能

种类

自由水

结合水

形式

在细胞中以游离的形式存在

与细胞内其他物质相结合

含量

约占95.5%

约占4.5%

作用

①细胞内的良好溶剂

②参与细胞中的生物化学反应

③为细胞提供液体环境

④运送营养物质和废物

是细胞结构的重要组成成分

1．农民晾晒刚收获的鲜种子后，种子会失去大量的水分，该水分在种子细胞中主要以哪种形式存在？

提示：

主要以自由水的形式存在。

2．将少量干燥种子放在干燥的试管内，再放在酒精灯火焰上烘烤，试管内壁上出现少量水珠。

该水分在细胞中主要以哪种形式存在？

提示：

主要以结合水的形式存在。

3．绿色植物在夏季，自由水含量相对较高。

而在秋冬季，结合水含量相对较高。

请据此分析自由水与结合水相对含量与细胞代谢旺盛程度的关系。

提示：

自由水与结合水比值相对越高，细胞代谢就越旺盛，反之则缓慢。

[跟随名师·解疑难]

1．自由水与结合水的相互转化

（1）转化条件：

一般与温度有关系，如：

（2）转化实例：

①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。

②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。

2．自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系

3．自由水与结合水的含量对代谢的影响在生产中的应用

（1）种子贮存前，晒干是为了减少自由水含量，降低代谢速率，以延长寿命。

（2）越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。

[特别提醒]　

（1）细胞内的结合水，一般吸附在纤维素、淀粉和蛋白质等大分子表面形成水合物，作为细胞的组成成分。

（2）抗逆性是抵抗不良环境的能力，如抗寒性、抗盐碱性等。

细胞中的无机盐

[自读教材·夯基础]

1．无机盐的含量及存在形式[判断]

（1）无机盐是细胞中含量很少的有机物。

（×）

（2）细胞中的无机盐全部以离子的形式存在。

（×）

（3）小麦种子燃尽后的灰烬是无机盐。

（√）

2．无机盐的功能[连线]

1．人缺Fe会患贫血，植物缺Mg叶片会发黄，请分析其中的原因，由此说明无机盐具有什么生理作用。

提示：

Fe是血红蛋白的组成成分，Mg是叶绿素的成分；无机盐参与组成机体复杂化合物。

2．结合本节知识解释下列生活中的现象。

（1）夏季人在剧烈运动后需要补充淡盐水。

分析这样做的原理。

提示：

人大量出汗后，Na＋和Cl－大量流失时，人体内溶液浓度会发生较大变化，为保证浓度的平衡应及时补充淡盐水。

（2）激烈的足球比赛场上，运动员有时会出现下肢肌肉抽搐的现象，这是什么原因？

提示：

剧烈运动使运动员大量出汗，随汗液的流出丢失了大量的钙盐，致使血液中钙离子含量太低而发生抽搐。

[跟随名师·解疑难]

1．无机盐的存在形式

细胞中的无机盐大多以离子形式存在，如Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Cl－、HCO、SO等。

2．无机盐的生理功能

功能

举例

细胞内某些复杂化合物的重要组成部分

如Mg2＋是叶绿素分子必需的成分，Fe2＋是血红蛋白的必需成分

参与并维持生物体的生命活动

哺乳动物血液中必须含有一定的Ca2＋，如果血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐现象

维持生

物体内

渗透压

的平衡

Na＋、Cl－对细胞外液渗透压起重要作用，K＋则对细胞内液渗透压起决定作用

酸碱平衡

（即pH平衡）

人血浆中的HCO、HPO等对血浆pH的稳定起重要作用

细胞中的水

　　[例1]　下表分别是生物体及人体组织、器官的含水量。

对表中数据分析可得出的正确结论是（　　）

表1　生物体的含水量

生物

水母

鱼类

蛙

哺乳

动物

藻类

高等

植物

含水

量/%

97

80～85

78

65

90

60～80

表2　人体组织、器官的含水量

组织、器官

牙齿

骨骼

骨骼肌

心脏

血液

脑

含水量/%

10

22

76

79

82

84

①构成生物体的成分中水的含量最多　②生物体的含水量与生物的生活环境密切相关　③代谢旺盛的组织、器官含水量较多　④组织、器官的形态结构差异可能与水的存在形式相关

A．①②③④　　　　　　B．①②③

C．①②D．①

[思路点拨]

[解析]　由表1可知，各种生物体内含水量均超过50%，且水生生物比陆生生物含水量多，故①②正确。

由表2可知，组织器官的含水量与它们的代谢强弱有关；不同器官的外形不同，功能不同，水的存在形式可能不同，故③④正确。

[答案]　A

归纳拓展

（1）自由水含量与细胞代谢强度和抗逆性的关系如右图所示。

（2）自由水和结合水的存在及其功能的验证：

①鲜种子放在阳光下曝晒，重量减轻→自由水散失，代谢减弱。

②干种子用水浸泡后仍能萌发→失去自由水的种子仍保持其生理活性。

③干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠→失去结合水。

④烘烤过的种子浸泡后不萌发→失去结合水的细胞失去生理活性。

无机盐的功能

　　[例2]　下列关于无机盐的叙述，错误的是（　　）

A．缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成

B．Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺Mg2＋影响光合作用

C．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿

D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘

[思路点拨]

[解析]　铁是血红蛋白的组成成分，缺铁则不能合成血红蛋白；Mg2＋是叶绿素的组成成分，缺Mg2＋则不能合成叶绿素，进而影响光合作用；细胞中的无机盐大多数以离子形式存在；碘是合成甲状腺激素的原料，在食物中加碘是为了补充碘，预防因食物中缺碘而引起地方性甲状腺肿大。

[答案]　C

规律方法无机盐功能的实验验证方法

（1）对照组：

植物＋完全培养液―→正常生长

（2）实验组：

实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。

　1.自由水/结合水与代谢强度的关系。

　2.探究某种无机盐是否为植物生命活动所必需的。

典例剖析

下面是无土栽培营养液的配方，请据此回答有关问题：

配方：

NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4、螯合铁溶液、微量元素溶液。

（1）为使作物正常生长，还需补充含________等元素的化合物。

（2）植物吸收NH4NO3可用于合成________。

A．脂肪和RNAB．蛋白质和DNA

C．核苷酸和纤维素D．淀粉和酶

（3）有些无机盐离子可重复利用，有些却不能。

可重复利用的无机盐离子缺乏时，老叶先表现出缺乏症；不可重复利用的无机盐离子缺乏时，幼叶先表现出缺乏症。

请设计实验证明Mg是可重复利用的元素。

实验材料：

长势相同的玉米幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。

实验步骤：

①配制全素培养液和缺镁培养液，分别放入两组培养瓶中，并编号A、B。

②_______________________________________________________________________。

③放在适宜条件下培养一段时间，_______________________________________。

实验现象：

在全素培养液中的玉米幼苗生长正常，____________________________

________________________________________________________________________。

[解析]　

（1）植物生长需要C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等大量元素和微量元素。

（2）脂肪、淀粉和纤维素只含C、H、O三种元素。

（3）据题干信息可知，可重复利用的元素缺乏时，老叶先表现症状。

此实验的自变量是镁的有无，因变量是老叶先变黄，还是幼叶先变黄。

[答案]　

（1）P　

（2）B　（3）实验步骤：

②将长势相同的玉米幼苗分别栽培在上述两种培养液中　③观察玉米幼苗的生长情况　实验现象：

在缺镁培养液中生长的玉米幼苗老叶先变黄

归纳拓展

实验设计遵循的基本原则

（二）

（1）科学性原则：

包括实验原理、实验材料的选择，实验方法和实验结果处理的科学性。

（2）对照性原则：

一般情况下，把改变实验变量的一组称为实验组；处于正常状态的一组（没有改变实验变量）称为对照组。

（3）平行重复原则：

在实验中可以通过同时处理多个材料来体现重复性原则。

（4）随机性原则：

实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。

这样做是由于：

①可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；②平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。

[随堂基础巩固]

1．下列关于细胞中水分子的叙述错误的是（　　）

A．只能以游离形式存在

B．是细胞鲜重中含量最多的成分

C．是细胞代谢活动的介质

D．是细胞中多种物质的溶剂

解析：

选A

2．若细胞内结合水与自由水的比值用a表示，则初生细胞a1与衰老细胞a2的大小为（　　）

A．a1>a2B．a1＝a2　C．a1

解析：

选C

3．铁是血红蛋白的重要组成成分，血红蛋白是红细胞的主要成分。

当人或哺乳动物体内含铁量减少时，红细胞运输氧的能力减弱。

当含铁量过低时，人和动物则表现为贫血，同时会出现一系列的症状，如面色苍白、容易疲劳、气短、恶心、头痛、眩晕等。

这一事实说明铁的生理作用为（　　）

A．细胞中某些化合物的重要组成部分

B．维持生物体正常的生命活动

C．维持细胞正常的生理活动

D．以上三项都是

解析：

选D

[课时跟踪检测]

（满分50分　时间25分钟）

一、选择题（每小题4分，共24分）

1．2016年“世界水日”的宣传主题是“水与就业”。

下列关于水的叙述错误的是（　　）

A．在探索外星空间是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为关键的一环，这是因为生化反应必须在水中进行

B．水是细胞中含量最高的化合物

C．水在细胞中的存在形式及功能并不是一成不变的

D．一个由m个氨基酸构成的二环蛋白质，水解需要（m－2）个水分子

解析：

选D　环状肽中所含肽键数＝氨基酸数，因此一个由m个氨基酸构成的二环多肽，水解需要m个水分子；自由水与结合水可相互转化。

2．已知Mn是许多酶的活化剂，例如能激活硝酸还原酶，缺Mn的植物无法利用硝酸盐，这说明微量元素（　　）

A．对维持细胞的形态和功能有重要作用

B．对维持生物体的生命活动有重要作用

C．对维持细胞的酸碱平衡有重要作用

D．对于调节细胞内的渗透压有重要作用

解析：

选B　题干信息中没有pH、细胞正常形态等内容，故应为维持正常生命活动。

3．关于生物体内水和无机盐的叙述，错误的是（　　）

A．生物体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水

B．某些无机盐是组成RNA和纤维素的必需成分

C．生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水

D．自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化

解析：

选B　水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把代谢废物运送到排泄器官或直接排出体外；纤维素属于糖类，只含有C、H、O三种元素，不含无机盐；生物体内无机盐浓度的变化，会改变细胞内外的浓度差，从而影响细胞吸水或失水；自由水与结合水的比例越大，代谢越强，反之越弱。

4．下图甲表示几种生物体内的含水量，图乙表示人体内有关组织或