2.2 细胞中的无机物 学案【新教材】人教版(2019)高中生物必修一

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第2节细胞中的无机物

1、水:(1)存在形式:

自由水呈 状态,可以自由 。

结合水:占 %,主要与细胞内其他物质( 、多糖等)相结合,失去 性和溶解性。成为生物体的 成分。

(2)作用:

结合水:是细胞结构的重要 成分。

自由水作用:①细胞内良好的 ;②参与细胞内许多 反应;③为细胞提供 环境;④运送

物质和废物。

(3)二者关系:

在正常情况下,细胞内自由水占的比例越大,细胞的代谢越 ;结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力越 。

2.无机盐:

(1)存在形式:大多数以 的形式存在。含量很 ,占细胞鲜重的1%~1.5%。

(2)作用:

①细胞内复杂化合物的重要 成分。(叶绿素含 ,血红素含 ,P是组成细胞 、细胞 的重要成分,也是细胞必不可少的许多化合物的成分。)

②维持细胞和生物体的 活动有非常重要的作用(a.大量出汗要多喝 水。原因:人体缺Na+会引起 、 细胞的兴奋性降低,引发肌肉酸痛、无力。b.血液中 的含量太低,动物会出现抽搐的症状。c.维持细胞内 平衡(HCO3–))。

知识拓展

1.种子晒干过程中去除的水及保留的水,其形式分别是什么?

解:去除的主要是自由水,保留的是结合水。

2.自由水和结合水的相对比例与生物体的代谢水平有怎样的关系?越冬的植物、干旱地区的植物的细胞中,哪种形式的水的含量相对较高?这对植物的生命活动有何重要意义?

解:一般情况下,当自由水和结合水的比值增加时,生物体的代谢活动增强;当其比值下降时,代谢会减弱。越冬的植物、干旱地区的植物的细胞中,结合水的含量相对较高。结合水的比例高,可以使植物的抗寒性、抗旱性等增强,从而适应不良的环境条件。

学习过程

【考纲知识梳理】

一、细胞中的水

(1)细胞中的含量:各种化合物中含量最多的(鲜重)

①不同生物,体内含水量不同;。

②同种生物,在不同的组织、器官中的含水量不同

③同种生物不同生长发育时期含水量不同

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(2)水的存在形式及功能

【提醒】

1.自由水与结合水在一定条件下可以相互转化,如受温度的影响,高温时结合水可转化为自由水(右图示关系)。

2.水与其他知识的联系

水与代谢、物质形态、抗逆性和稳态的调节密切相关,注重相互联系

3.自由水和结合水的存在形式及其功能的验证

(A)鲜种子在阳光下暴晒,重量减轻 —→自由水散失。

(B)于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。

(C)干种子不浸泡则不萌发—→自由水越少,代谢越缓慢。

(D)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。

(E)失去结合水的种子浸泡后不萌发—→失去结合水的细胞失去生理活性。

二、细胞中的无机盐

1.存在形式:绝大多数以离子的形式存在,少部分是细胞内化合物的组成成分。

2.生理功能:①细胞和生物体的重要组成成分;

②维持细胞和生物体的生命活动(如钙可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐);

③维持细胞的渗透压和酸碱平衡。

3.常见无机盐离子的功能实例

I:甲状腺激素的主要成分,缺乏时患地方性甲状腺肿;

Fe:血红蛋白的主要成分,缺乏时患贫血;

Mg:叶绿素的组成成分;

PO43-是DNA、RNA和生物膜中磷脂的组成成分。

【要点知识精解】

【例1】下列关对生物体内水的描述,错误的是( )

A.幼小的生物体内自由水与结合水的比值越大时,代谢越活跃

B.自由水是良好的容剂,是各种代谢活动的介质

C.结合水是组成细胞结构的一部分,约占细胞内全部水分的4.5%

D.心肌坚韧、血液液态,但含水量相差无几,原因是心肌内全是结合水

【解析】结合水在细胞中与其他化合物相结合,含量较为稳定一般维持在4.5%左右;自由水在细胞中游离存在,自由游动,是细胞内良好的溶剂,各种化学反应的介质,运送养料与废物;细胞内自由水越多,细胞代谢越旺盛;不

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同器官含水量有所不同,血液主要含有自由水故呈现液态,心肌内主要含结合水故较为坚韧。【答案】D

【例2】在患急性肠炎时,要及时注射生理盐水;不慎受伤后,要用0.9%的盐水清洁伤口;在高温作业时,要喝淡盐水。以下各项中属于以上三种做法的主要原因依次是

①消毒 ②维持水分代谢平衡 ③维持无机盐代谢的平衡 ④降温 ⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用

A.①②④ B.③②⑤ C.②⑤③ D.②③④

【解析】肠炎病人肠道吸收功能下降,若不及时补充水分会造成脱水,所以给肠炎病人注射生理盐水的目的是维持水分代谢平衡。受外伤利用0.9%生理盐水清洗伤口是因为0.9%的生理盐水是细胞的等渗溶液,且具有清洁作用,维持细胞的正常形态。高温作业要喝淡盐水是为了补充因高温出汗过多而丢失的盐分。答案 C

答案:1、(1)游离 流动 4.5% 蛋白质 流动 构成 (2)组成 溶剂 生物化学 液体 营养 (3)旺盛 强

2、(1)离子 少 (2)组成 Mg Fe 膜 核 生命活动 淡盐水 神经 肌肉 Ca2+ 酸碱