（新教材）高中生物学修一 同步课件 2.2细胞中的无机物

(共30张PPT)
高中生物学-RJ 必修 第一册
1.说出水在细胞中的存在形式和作用。（生命观念、科学思维）
2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。（生命观念、科学思维）
第2节 细胞中的无机物
学习目标
重点
水和无机盐在细胞中的存在形式和作用。
难点
结合水与自由水的区别，无机盐对生命活动的作用。
重点难点
一 细胞中的水
水在细胞的各种化学成分中含量 [1] 　　　　。
水在细胞中以两种形式存在。结合水：细胞内[２] 　　 　　相结合的水，是[３] 　　　 　的重要组成成分。自由水：细胞中绝大部分的水以[４] 　　　的形式存在，可以[５] 　　　　　　，它是细胞内的[６] 　　　　　，许多[７] 　　　 　　　也需自由水的参与。
二　细胞中的无机盐
无机盐是细胞中含量[8] 　　　的无机物，仅占细胞鲜重的[9] 　　 　　。
细胞中大多数无机盐以[10]　　　的形式存在，含量较多的阳离子有[11] 　　 　　　　 ss
Ss 等，阴离子有[12] 　　　　　　 　　等。
许多种无机盐对维持细胞和生物体的[13] 　　　　具有重要作用。如哺乳动物的血液中钙离子含量太低，会出现[14] 　　　　等症状；人缺铁会导致[15] 　　　；植物缺[16] 　　 会影响光合作用。
课前预习
最多
与其他物质
细胞结构
游离
自由流动
良好溶剂
生物化学反应
很少
1% ～ 1.5％
离子
Na+、K+、Ca2+、Mg2+、
Fe2+、Fe3+
Cl-、SO42-、PO43- 、HCO3-
生命活动
抽搐
贫血
镁
判断题
1. 缺铁性贫血是因为体内缺乏铁， 血红蛋白不能合成 （　　）
2. 细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如CaCO3 构成牙齿、骨骼 （　　）
3. 微量元素Mg 是构成叶绿素的重要成分，缺Mg 会造成叶片发黄 （　　）
4. 贫血都是由缺乏Fe2+ 造成的 （　　）
5. 储藏中的种子不含水分，以保持休眠状态 （　　）
×
√
×
×
×
内容精解
一 细胞中的水
生物体的含水量
不同种类的生物体中，水的含量差别很大。
同种生物不同的生长发育期，含水量也不同。
同一生物体内，不同器官、组织的含水量也不同。
水在细胞内的存在形式和功能
如右图所示。
例 1 难度★★★ 典型★★☆
下表分别是不同生物体及人体组织、器官的含水量。对表中数据进行分析可得出的结论是（　　）
【解析】
从表中数据可以看出：构成生物体的各种成分中水的含量最多（>60%），①正确。
生物体的含水量与生物的生活环境密切相关，②正确。
人体不同组织、器官的含水量存在差异，其与代谢强度相关，③正确。
细胞中两种形式的水的相对含量不同，会影响组织、器官的形态结构特点，④正确。
【答案】A
①一般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与水的存在形式相关
A. ①②③④　　B. ①②③　　C. ①②　　D. ①
1. 下列关于生物体内水的描述，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，代谢越旺盛
B. 自由水是良好的溶剂，也为细胞内的生物化学反应提供了液体环境
C. 心肌坚韧而血液呈液态，但两者含水量相差无几，原因是心肌细胞内结合水比自由水多
D. 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%
【解析】
心肌坚韧而血液呈液态，但两者含水量相差无几，原因是与血液相比，心肌细胞结合水与自由水的比值较大，C 项错误。
【答案】C
【即时练】
2.［不定项选择］收获的粮食要先晾晒，使含水量降到行业标准规定的值以下，再入库储藏，这样可以减少或避免霉烂的发生，延长储藏时间。其理由成立的是 （　　）
A. 水是细胞内大量生物化学反应的反应物
B. 水为细胞内的生物化学反应提供了液体环境
C. 结合水是细胞结构的重要组成成分
D. 水是细胞内良好的溶剂，可以运输养料和废物
【解析】
由于水既能为细胞内的生物化学反应提供液体环境，也可以参与细胞内的许多生物化学反应，且水是细胞内良好的溶剂，可以运输养料和废物。因此，降低粮食的含水量，可降低细胞的代谢作用，减少有机物的消耗和水分的产生，抑制微生物的繁殖，进而减少或避免霉烂的发生，延长储藏时间，A、B、D 项正确；结合水是细胞结构的重要组成成分，晒干粮食的过程中不会丢失结合水，C 项错误。
【答案】ABD　
3.下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是 （　　）
①越冬的植物体内自由水和结合水的比值下降，有利于抵抗不利的环境条件　②晒干的小麦种子中的水分全部为结合水　③植物幼嫩部位中自由水含量较衰老部位高　④正在萌发的种子中自由水与结合水的比值下降
A. ①④　 　B. ①③　　 　 C. ③④　　 D.②④
【解析】
晒干的小麦种子中的水分大部分为结合水，少部分为自由水，②错误；正在萌发的种子代谢旺盛，自由水与结合水的比值升高，④错误。
【答案】D
4.表一表示几种不同生物体中水分的含量；表二表示人体中不同器官或组织中水分的含量。
分析表中的数据，试判断下列说法错误的是 （　　）
A. 生物体的含水量与生物的生活环境密切相关
B. 构成生物体的成分中水的含量最多
C. 组织或器官的形态结构差异与水的存在形式有关
D. 代谢旺盛的组织或器官含水量较低
【解析】
分析表二可知，骨骼肌、心脏、血液和脑的新陈代谢旺盛，含水量较高，D 项错误。
【答案】D
二 细胞中的无机盐
含量
细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1% ～ 1.5%。
存在形式
游离存在：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，含量较多的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等，阴离子有Cl-、SO42-、PO43-、HCO3- 等。
构成化合物：少数无机盐与某些化合物相结合，如CaCO3 是动物骨骼和牙齿的主要成分。
功能
细胞的重要组成成分。Ca 是骨骼和牙齿的重要成分， Fe 是血红蛋白的主要成分，Mg 是构成叶绿素的重要成分， I 是甲状腺激素的组成成分。
维持生物体的正常生命活动。哺乳动物血液中钙离子含量低会出现抽搐等症状，血钙过高会引起肌无力。
维持酸碱平衡。H2CO3 和NaHCO3 是维持体内酸碱平衡的一对缓冲物质。
调节渗透压，维持细胞正常的形态。生物体内的Na+、Cl-、K+ 等对维持细胞的形态具有重要作用。
【拓展】 　
渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。生物体内的Na+、Cl- 对细胞外液渗透压的维持起重要作用， K+ 则对细胞内液渗透压的维持起决定作用。
例 2 难度★★☆ 典型★★★
科学工作者研究了Ca2+ 和B 对某种植物花粉管萌发和花粉管生长的影响，结果如下图所示，下列说法合理的是（　　）
A. 一定浓度范围内，Ca2+ 对花粉管生长几乎无影响
B. 一定浓度范围内，B 对花粉管萌发几乎无影响
C. Ca2+ 和B 分别促进花粉管的生长和萌发
D. Ca2+ 和B 分别影响花粉管的生长和萌发
【解析】
在一定范围内，随Ca2+ 浓度增大，花粉管生长速率增加，超过一定浓度，随Ca2+ 浓度增加，花粉管生长速率降低。
在一定范围内，随B 浓度增加，花粉管萌发率增大，超过一定浓度，随B 浓度增加，花粉管萌发率降低。
【答案】D
1.下图是一种叶绿素分子（左）和血红素分子（右）的局部结构简图，下列说法不正确的是 （　）
A. 合成叶绿素和血红素分别需要镁和铁
B. 镁是叶绿素的组成成分之一，缺少镁影响光合作用
C. 细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在
D. 缺铁性贫血是因为体内缺少铁，血红素合成受到影响，影响氧气的运输
【解析】
镁是叶绿素的重要成分，铁是血红素的重要成分，A 项正确；镁是叶绿素的组成成分之一，缺少镁会导致叶绿素合成不足，影响光合作用，B 项正确；细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，C 项错误；缺铁性贫血是因为体内缺少铁，血红素合成受到影响，影响氧气的运输，D 项正确。
【答案】C　
【即时练】
2. 苹果含有微量元素锌，而锌是构成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺锌就会导致大脑发育不良，因此
苹果又称为“记忆之果”。这说明无机盐离子 （　　）
A. 对维持酸碱平衡有重要作用
B. 对维持生物体的生命活动有重要作用
C. 对调节细胞内的渗透压有重要作用
D. 对维持细胞形态有重要作用
【解析】
由题意知，锌是构成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺锌就会导致大脑发育不良，这说明无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用，B 项正确，A、C、D 项错误。
【答案】B　
3.下列关于细胞中无机盐的叙述，正确的是 （　）
A. 人大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡失调，这时应多喝淡盐水
B. 无机盐都是以离子形式存在于细胞中的
C. 人体缺铁时会患贫血，这说明无机盐对维持细胞的酸碱平衡非常重要
D. 无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素
【解析】
人大量出汗会排出过多的无机盐，为调节体内的水盐平衡，既要补充水，也要补充无机盐，因此应多喝淡盐水，A 项正确；无机盐大多数以离子形式存在于细胞中，少部分以化合物的形式存在，B 项错误；人体缺铁时会患贫血， 说明无机盐具有维持生物体的正常生命活动的作用，C 项错误；无机盐不都是由微量元素组成的，如钙元素、镁元素都是大量元素，D 项错误。
【答案】A
4.下列说法正确的是 （　　）
①有些无机盐可以调节血浆的pH 　②若哺乳动物血液中Ca2+ 的含量过低，则会发生抽搐　③ Mg2+ 对于植物的光合作用至关重要　④ Fe2+ 是人体内运输O2 不可缺少的物质
A. ①②　　 B. ②③④　　
C. ①③　　 D. ①②③④
【解析】
血浆中含有的某些无机盐可以调节血浆的pH，① 正确；哺乳动物血液中Ca2+ 的含量过低会引起肌肉抽搐， Ca2+ 的含量过高会导致肌无力，②正确；Mg2+ 是叶绿素的重要组成成分，对植物的光合作用有重要影响，③正确；Fe2+ 是血红蛋白的重要组成成分，血红蛋白是人体内O2 运输不可缺少的物质，④正确。
【答案】D
5.有些无机盐在生物体内起着重要作用，是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，如铁元素是合成人体血红蛋白不可缺少的成分，人体缺铁可引起贫血。食物中的铁一般是有机铁，人体只能吸收利用其中的10% 左右，铁锅中却含有容易被人体吸收利用的无机铁，用铁锅烧菜，对预防缺铁性贫血大有好处。钙在人体内的总量达1 200 ～ 1 400 g，其中99% 存在于骨骼和牙齿中，一旦钙在血浆中的浓度明显下降，神经—肌肉兴奋性会大大增加，出现抽搐；相反，血钙过高会引起肌无力。
根据以上资料回答：
（1）贫血患者血液运输 　　　　的能力低。一般的贫血患者除要补充铁以外，还应多吃一些含 　　　　丰富的食物。
（2）人体中含钙最多的是 （　　）
A. 肌肉组织　 B. 骨组织 C. 上皮组织 D. 神经组织
（3）人在长跑后，因流汗过多常出现抽搐现象，这是因为身体中（ 　　）含量太低
A. K+ 　 　 B. Na+ C. Ca2+ D. Mg2+
（4）由上述铁、钙在人体中的作用可以说明无机盐在生物体内有哪些重要作用？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
【解析】
血浆中含有的某些无机盐可以调节血浆的pH，① 正确；哺乳动物血液中Ca2+ 的含量过低会引起肌肉抽搐， Ca2+ 的含量过高会导致肌无力，②正确；Mg2+ 是叶绿素的重要组成成分，对植物的光合作用有重要影响，③正确；Fe2+ 是血红蛋白的重要组成成分，血红蛋白是人体内O2 运输不可缺少的物质，④正确。
【答案】（1）O2 　蛋白质　（2）B 　（3）C 　（4）是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，对维持生物体的生命活动有重要作用
深度拓展
一 生物体的含水量与生命活动的关系
验证自由水和结合水的存在形式和功能的实例
鲜种子放在阳光下晾晒，质量减少是因为自由水散失。
干种子用水浸泡后仍能萌发，说明失去自由水的种子仍保持其生理活性。干种子不浸泡则不能萌发，说明自由水越少，代谢越缓慢。
将干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上会出现水珠，失去的是种子内的结合水。失去结合水的种子浸泡后不能萌发，说明失去结合水的细胞失去生理活性。
自由水、结合水的含量与代谢和抗逆性的关系
自由水比例上升——代谢旺盛
生物体代谢越旺盛，其体内自由水的相对含量越高。例如， 种子萌发时，要先吸收大量的水分，以增加自由水的含量， 并加快代谢速率。
结合水的比例上升——抗逆性增强，代谢速率减小
结合水的相对含量与植物的抗逆性有关。例如，冬季植物吸水量减少，细胞内结合水的相对含量升高，由于结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性增强。
自由水与结合水的相互转化
与温度的关系
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。
例 1难度★★☆ 典型★★★
下列关于水的叙述，不正确的是（　　）
A. 生物种类不同，生物体的含水量不同
B. 水在细胞中的存在形式和功能是一成不变的
C. 生化反应必须在水中进行，所以任何生物都离不开水
D. 同一个体在不同的生长发育期，体内含水量不同
【解析】
生物种类不同，生物体的含水量不同。
水在细胞内可以发生自由水和结合水的相互转化。
生物体的生命活动离不开水，生化反应必须在水中进行。
生物体在不同的生长发育期，含水量不同，如人体在幼年时期的含水量较高，随着年龄的增长，水的含量相对降低。
【答案】B
走向高考
一 细胞内水的存在形式和功能
（1）植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在。风干种子细胞中的水主要是以 　　　的形式存在。经阶段Ⅰ吸水后，种子中的水主要是以 　　　的形式存在。
（2）在阶段Ⅱ，种子吸水速率 　　 　（填“大于”“小于” 或“等于”）阶段Ⅰ，呼吸速率
　 （填“大于”“小于”或“等于”）阶段Ⅰ。
（3）小麦种子成熟过程中，种子中自由水/ 结合水的值 　　 　　（填“减小”或“增大”），这主要是由　　 　　所致。
例 1 难度★★★ 典型★★☆
水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题：
【读题】根据种子成熟和萌发过程中的生理活动，分析水分含量和存在形式的变化。
【思路建立】结合种子成熟和萌发过程中代谢强度的变化， 对代谢强度与水含量的关系进行判断。
【解析】
（1）风干种子失去了大部分自由水，细胞中的水主要以结合水的形式存在。在吸水（阶段Ⅰ）后，种子中自由水含量大增，并成为主要的存在形式。
（2）题图显示，阶段Ⅱ种子的吸水速率小于阶段Ⅰ的，但因自由水含量增加，代谢增强，呼吸速率大于阶段Ⅰ。
（3）小麦种子成熟过程中，随着有机物积累，自由水含量逐渐减少，结合水含量逐渐增加，其中的一个主要原因是部分自由水转化为结合水。
【答案】（1）结合水　自由水　（2）小于　大于　（3）减小 　部分自由水转化为结合水
例 2 难度★★☆ 典型★★☆
有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比，下列说法错误的是 （　　）
A. 风干种子中有机物的消耗减慢
B. 风干种子上微生物不易生长繁殖
C. 风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D. 风干种子中结合水与自由水的比值大
【解析】
风干种子细胞中含水量少，细胞呼吸作用强度低， 有机物的消耗慢，A 项正确、C 项错误；风干种子细胞中含水量少，微生物不易在其上生长繁殖，B 项正确；风干种子细胞中自由水的含量相对少，结合水与自由水的比值大，D 项正确。
【答案】C
例 3难度★★☆ 典型★★☆
无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收
B. 缺铁会导致哺乳动物血液运输O2 的能力下降
C. 和ATP 一样，KH2PO4 也能为生物体提供能量
D. 植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐
【解析】
草酸与食物中的钙结合形成沉淀物，不利于机体对食物中钙的吸收，A 项正确；铁是血红蛋白的组成成分，血红蛋白的主要作用是运输O2，缺铁会导致哺乳动物血液运输O2 的能力下降，B 项正确；无机盐不能为生命活动提供能量， C 项错误；燃烧过程中有机物被分解，剩下来的是无机物， D 项正确。
【答案】C
二 细胞中无机盐的存在形式和功能
【戮力同心 共赴前程】
生如蝼蚁当立鸿鹄之志
命如纸薄应有不屈之心
谢谢
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