课件22张PPT。第5节 细胞中的无机物小组展示G1:水的存在形式是？分别有哪些作用？
G2:不同生物、同种生物的不同部位含水量如何
G3:流动的血液含水量83%，坚实的心肌含水量为79%，为什么两者含水量这么的接近？
G4:细胞中的无机盐以什么形式存在？有何作用？
G5:为什么缺铁会导致贫血？为什么植物缺镁会影响光合作用？这说明什么？
细胞内含量最多的化合物——水
地球表面约3/4的部分是水；
一个人在极限状况下，可坚持20d以上不进食。
一个人不喝水，1d后就会丧失意识 ,生命濒临终点
水-生命之源
自然界中的水以三种形式存在。那么，在细胞内水是否还是以这三种形式存在呢？
一、细胞中的水 与细胞内其它物质相结合，约占细胞内全部水的4.5％。1、存在形式 可以自由流动，以游离形式存 在占细胞内全部水的95.5％以上。返回G1自由水： 结合水：一、细胞中的水2、作用（1）运输物质（2）良好的溶剂（3）大多数生化反应需要水的参与细胞结构的重要组成成分结合水：自由水返回a、比较新鲜种子和干种子哪种的新陈代谢相对旺盛？
b、同体积的水和同体积的果汁放入冰箱中哪个最先结冰？
c、根据问题b，自由水多还是结合水多生物体的抗旱、抗寒、抗热能力强？
结合水含量越高，抗（逆）性相对较强 一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高水，因为果汁里面含有机酸、糖类等物质，导热性比水差，冰点下降，较水不易结冰。根据水的存在形式和生理功能思考：落叶植物体内自由水/结合水的比值，冬季与夏季相比有何不同？a.相等b.夏季大c.冬季大d.不确定 1、刚收获的新鲜玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是 水，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗。
2、把晒干的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是 水，这样的种子将不能萌发。
3、再点燃种子，最终会得到一些灰白色的灰烬，这些灰烬是 无机盐。
4、代谢旺盛的细胞内 水的含量相对高些。
练一练自由结合自由广告一：健康体魄，来源于“碘碘”滴滴！
广告二：高钙片，一片顶两片！
广告三：补铁、补血，效果好！朴雪口服液！
上面的广告中提到了哪些无机盐？有何作用？问题：秋天，庄稼收获后，禾秆被烧掉，剩下的灰烬和动物的尸体焚烧后的灰烬都是无机盐，无机盐在细胞和生物体是如何存在的？有什么作用？返回1.无机盐在细胞中的存在形式：大多以“离子形式”阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、
Fe3+等。阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。二.细胞中的无机盐：返回a、构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分 b、维持细胞和生物体的生命活动2、生理作用G8（1）缺铁会导致贫血。为什么？
（2）植物缺镁会影响光合作用，为什么？血红蛋白一些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分因为铁是血红蛋白的重要组分。因为镁是叶绿素的重要组分。G1哺乳动物血液中Ca2+的含量若太低，会出现抽搐等症状；人若在高温条件下工作，大量排汗，应多喝淡盐水等等。以上例子又说明什么？ 许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。练习1、细胞中含量最多的化合物（ ）
A、蛋白质 B、淀粉 C、水 D、糖原
2、水在生物体的许多化学反应中可充当
A、溶剂 B、催化剂 C、还原剂 D、载体
3、下列离子中哪项不是细胞需要的（ ）
A、Cl- B、Fe2+ C、S042- D、Pb2+
4、生物新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内的结合水与自由水的比值（ ）
A、升高 B、下降
C、不变 D、变化与此无关
从表中的数据分析，试判断下列说法的正误：
（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高（ ）
（4）组织器官的形态结构差异与水的存在形式无关（ ）∨∨∨×6、生物体没有水就不能存活的根本原 因是：
A、水在细胞内以两种形式存在 B、水在不同生物体中含量各不相同 C、细胞内各种化学反应都是在水中进行 D、大部分水在细胞内可以自由流动
2、构成叶绿素等所必需的无机盐离子 是: A、Ca2+ B、Fe2+ C、Mg2+ D、Na+（C）（C）3、大豆经晾晒，水分不足15%，此时活细胞中的水分： A、全部为自由水 B、全部为结合水 C、主要为自由水 D、主要为结合水
4、人体内缺铁时，红细胞内血红蛋白合成减少，红细胞运输氧的能力下降。这一事实说明铁的作用： A、组成血红蛋白的必需元素 B、红细胞的主要结构物质 C、调节离子平衡 D、维持细胞的形态与功能（D）（A）5、切西瓜流出的西瓜汁，挤采陷挤出的菜汁，鸡蛋清里所含的水分别是什么水？
6、棉花的主要成分是什么？
7、一头耕牛突然发生肌肉抽搐，其血液中含量过低的物质可能是什么？自由水、自由水、结合水。纤维素Ca2+完（2）农民晒干葵花籽与炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？ （1）血液是流动的，心肌是坚实的，为什么两者含水量这么接近？血液主要以自由水的形式存在，心肌主要以结合水的形式存在；水的存在形式可以影响到器官的形态特点。自由水结合水返回G6水母99%藻类90%鱼类80—85%蛙78%高等植物
60—80%哺乳动物
65%G4 细胞中含量最多的化合物是水 不同生物的含水量不同同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同下列细胞、生物体内水的含量比较，说明了什么？同种生物，不同的生长发育时期含水量不同幼儿和成人体内的含水量返回
第5节 细胞中的无机物
●从容说课
《细胞中的无机物》的知识内容并不难，主要是让学生了解水和无机盐在细胞中的存在形式和作用，在讲授无机化合物水时，可以从水在细胞、组织中的含量入手，引出水的两种存在形式。引导学生分析两种形式的水在细胞中的作用，理解水的含量与生命活动的状态密切相关。在讲述水时，要注意渗透出两种形式的水存在着动态转化，不能截然分开。恰当地运用生活常识，说明水的存在状态和作用，将会更吸引学生，使学生加深对水的认识。关于无机盐的教学，可以从学生已知的知识中提出问题，通过简明的分析，使学生懂得无机盐的存在形式和作用。例如，为什么在观察动物和人的细胞时，要用一定浓度的生理盐水?为什么长期缺乏铁会出现缺铁性贫血?从这些问题的分析过程中，归纳出无机盐对维持细胞形态、参与重要的物质组成等作用。
本节最后一段是对全章的小结，旨在点明“细胞是多种元素和化合物构成的生命系统”，“活细胞中的这些化合物，含量和比例处在不断变化之中。但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行”。教师要在最后总结中给学生分析、强调、点明。
●三维目标
1.知识与技能
（1）说出水在细胞中的存在形式和作用。
（2）说出无机物在细胞中的存在形式和主要作用。
2.过程与方法
（1）尝试进行自主个性化的学习。
（2）运用互联网、图书、杂志进行资料的收集和整理。
（3）尝试将你所获得的信息表达出来。
（4）尝试进行科普写作。
3.情感态度与价值观
（1）参与小组合作与交流。
（2）体验与你的同学分享通过自己的努力所获得的知识。
（3）认同“细胞是多种元素和化合物构成的生命系统”。
●教学重点
水和无机盐在细胞中的存在形式和作用。
●教学难点
水的存在形式，结合水与自由水的区别。
●教具准备
1.学生作业。
2.学生讲学课件。
3.教师课件。
●课时安排
1课时
●教学过程
［课前准备］
教师到市面上收集一些运动饮料的包装，并把它拍摄下来；收集一些其他相关图片资料，用于课件的制作。
［情境创设］
教师课件展示一些市面上的“运动饮料”图片，引起学生兴趣，接着教师课件中出现一个运动饮料化学成分表（可拍摄某牌子的饮料包装）。
“这是××饮料的化学成分表，表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加这些无机盐呢？那么无机盐在生活中起什么作用呢？”
“另外还有一个问题，为什么人会口渴呢？”
课件呈现园艺师为植物浇水的画面，“为什么我们在种植植物时也那么强调浇水，水在细胞内起什么作用呢？”
［师生互动］
（一）细胞中的水
1.水在生物体中的含量
对绝大多数生物来说，没有水就不能存活。地球上如果没有水，也就没有生命。最早的生命也是在水中诞生的。水在细胞中含量是最多的。在不同种类的生物体中，水的含量差别较大，生物体中水的含量为60％～95％。如，幼嫩植物体中水的含量约为70％，动物体中水的含量约为80％左右。
一般来说，①水生生物的含水量大于陆生生物的含水量，例如，水母的身体里水的含量竟约为97％（显示水母的图片）。②幼年生物的含水量要大于老年生物的含水量（显示幼儿与老人的图片），所以人体老化的特征之一是身体细胞含水量的下降。③同一生物在生长发育的不同时期，含水量也是不相同的。在不同的组织、器官中，水的含量也不相同。例如，血液含水83％、肌肉含水76％、骨骼含水约25％、牙含水10％、唾液含水99.5％、脂肪组织含水20％左右，因此成人中肌肉发达而体型消瘦的人其水分所占比例高于体脂多的胖体型者。
水在生物体的含量这么高，我们平时似乎并不觉得，那水是以怎样的形式存在于生物体内的呢？
2.水在细胞中的存在形式
水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部水分的4.5％。细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。
自由水大家是好理解的，它是可以流动，可以蒸发，可以离析的水分子，那么结合水具体是怎么回事呢？
结合水是在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质以氢键的形式相结合形成水胶体（亲水力蛋白质强于淀粉，淀粉强于纤维素），失去流动性，含量比较稳定，不易散失。结合水是细胞结构的重要组成成分，不能溶解其他物质，不参与代谢作用。结合水赋予各种组织、器官一定形状、硬度和弹性，因此某些组织器官的含水量虽多（如人的心肌含水79％），仍呈现坚韧的形态。
图2－5－1 氨基、羧基、羟基等均可与水结合,成为结合水
下面我们通过几道习题来区分两者：
（1）下列属于结合水的是
A.血液中的水 B.细胞液中的水
C.干种子细胞中的水 D.蒸腾作用散失的水
答案：C
（2）心肌的含水量为79%而呈坚韧的形态，血液的含水量为82%则是流动的液态，对这两种形态差异正确的解释是：（心肌中的是结合水，而血液中的是自由水）
自由水和结合水在一定条件下可以相互转化，当生命活动旺盛时，结合水向自由水转化，反之，当生命活动缓慢时，自由水向结合水转化。自由水含量少时生命活动缓慢，有利于保存，例如：种子要晒干来保存。反之为了使种子萌发，要先将种子浸泡在水中一段时间，让种子吸水，增加自由水的含量。
（3）下列结合水相对含量比较多的是
A.休眠的大豆子叶细胞 B.休眠的玉米胚乳细胞
C.洋葱的分生细胞 D.成熟西瓜的果肉细胞
自由水多代谢旺盛，显然C、D可以排除，休眠的细胞自由水少，代谢很弱，结合水是指与细胞内的亲水物质相结合的水，纤维素、淀粉、蛋白质，都是亲水物质，亲水力蛋白质强于淀粉，淀粉强于纤维素。大豆子叶细胞中蛋白质含量相对比较高，玉米的胚乳，淀粉含量相当高，因为蛋白质的亲水能力强于淀粉的亲水能力，所以休眠的大豆子叶细胞中，结合水的含量相对比较高，所以答案应该是A。
3.水的重要作用
水在生物体中的含量最多，自然也有其重要的意义：水是生命起源的先决条件，没有水就没有生命。世界上最早的生命就是在逐渐冷却的海洋里由蛋白质和其他化合物产生出来的。植物也起源于水中，后来其中的一部分才逐渐进化为陆生植物。植物的一切正常生命活动都必须在细胞含有一定的水分状况下才能进行。天然植被的分布主要受供水情况所控制。农作物产量对供水的依赖性也往往超过了任何其他因素。“有收无收在于水”和“水利是农业的命脉”的道理就在这里。
（1）自由水是细胞内生化反应的良好溶剂：水分子具有极性，是自然界中能溶解物质最多的良好溶剂。（水的介电常数是溶液中最高的，这就意味着按单位容计算，没有任何溶剂能比水溶解更多的种类和数量的溶质，所以水成为最理想的生物溶剂）动植物体内的各种生理生化过程，如矿质元素的吸收、运输,气体交换，光合产物的合成、转化和运输以及信号物质的传导等都需以水作为介质。
（2）运输营养和废物：水在生物体内的流动（如血液），可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞，同时又把细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或者直接运输到体外。
（3）结合水是组成细胞的成分：结合水通过氢键与蛋白质或多糖结合，成为细胞成分的一部分。
（4）自由水作为反应物参与细胞内一些反应：水是光合作用的原料。在呼吸作用以及许多有机物质的合成和分解过程中都有水分子参与。没有水，这些重要的生化过程都不能进行。
根据自己已有的知识和生活经验，你还能举出哪些实例，说明生命活动离不开水？（学生讨论）
①在正常情况下，一个人一天需要2千克水。当人体失去6%的水分时，就会出现口渴、尿少和发烧等症状。
②当人体失水10%～20%时，就会出现幻觉，甚至死亡。对人来说，水比食物还要重要。一个人在饥饿时，可以损失40%的体重而不致毙命，但是如果损失了20%的水分，就能死亡。
③水在机体内还具有润滑剂的功能，如关节液。没有唾液不能进行吞咽动物。
④许多动植物的受精作用都离不开水。精子的移动离不开水，一些昆虫和蛙的受精卵要在水里发育。
⑤……
（二）细胞中的无机盐
初中我们做实验，将骨和小麦的种子烧尽，最终都会得到一些灰白色的灰烬，请问这些灰烬是什么呢？
学生：是无机盐。
1.无机盐在细胞中的存在形式：
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－、SO、PO、HCO等。
细胞中无机盐的含量虽少，比水远远要少，只占1%～1.5%，那无机盐在生物体内有什么作用呢？
2.无机盐在细胞中的作用：
课本P35思考与讨论：
（1）为什么缺铁会导致贫血呢？
学生：血红蛋白是一种红色含铁的蛋白质，是红细胞的主要成分，功能是运输氧气和一部分二氧化碳。血红蛋白中的铁是二价铁离子，对人来说，小肠也只吸收二价铁离子，对三价铁离子是不吸收的。没有Fe2+就不能合成血红蛋白，人就会患缺铁性贫血。
（2）植物体缺镁会影响光合作用，为什么？
学生：叶绿素是绿色植物进行光合作用的色素，它能吸收光能用于光合作用。绝大多数植物叶片的颜色是绿色的，这是叶绿素显现的颜色。没有Mg2+就不能合成叶绿素，植物的叶片就会发黄，影响到光合作用的正常进行。
（3）为什么现在许多食盐都是加碘盐呢？
学生：人缺碘会引起大脖子病（甲状腺肿大），如果幼年时缺碘，造成甲状腺素合成不足，继而还会引起大脑发育落后，出现呆小症。调查显示，我国普遍缺碘，因此要求在食盐中加碘来补充碘的不足。
（4）你还能想到人体缺哪些无机盐会引起疾病吗？
学生：缺钙会引起佝偻病。血钙太低还可能会引起抽搐。
（5）为什么老年人容易骨折而青少年的骨容易变形？
学生：骨是由有机物和无机物构成，骨的有机物使骨具有韧性，而使骨具有硬度，骨整体的弹性和硬度也就是由这两种化学成分的比例而决定。骨中有机物与无机物的比率会随着年龄的改变而发生变化，成年人的骨含有2/3的无机物和1/3的有机物，这样的比率使骨有最大的坚固性。根据力学测定，每平方厘米的股骨能承受170至220千克的抗压（缩）强度（轴向）。由于儿童的骨是有机成分大而无机成分小，故硬度差，但韧性及可塑性大。虽然不易骨折，但却容易弯曲变形。因此，儿童应特别注意良好的坐立姿势。反之，老年人骨中的无机物随年日而增多，有机物却相对地减少，所以骨较脆而易折断，而且不易愈合。因此，老年人不宜从事太过剧烈和幅度大的活动。
（6）初中提过无机盐对植物有哪些作用呢？
学生：含氮的无机盐促进细胞分裂和生长，使枝叶繁茂。
含磷的无机盐促进幼苗发育和花开放，果实种子提早成熟。
含钾的无机盐使植物茎秆健壮，促进淀粉的形成。
［教师精讲］
从大家的讨论我们也可以看出，无机盐对生物体来说也是具有重要作用的，下面我们来归纳一下：
（1）组成细胞中的化合物：例Mg2+是叶绿素分子必需的成分，Fe2+是血红蛋白的主要成分。碳酸钙是动物和人体的骨和牙齿中的重要成分。
（2）维持细胞和生物体的生命活动：例哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙盐，如果血液中钙盐的含量太低，这种动物就会出现抽搐。
（3）维持生物体内的平衡：渗透压的平衡：细胞内外无机盐的含量是维持原生质渗透压的重要因素。
酸度平衡（即pH平衡）：pH调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响着原生质组成物的所有特性以及在细胞内发生的一切反应。例如：各种蛋白质对于pH的改变异常敏感，人体血浆pH降低0.5个单位，立即发生酸中毒。无机离子如HPO/H2PO和H2CO3/HCO等组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。
离子平衡：动物细胞内外的Na+/K+/Ca2+的比例是相对稳定的。细胞膜外Na+高、K+低，细胞膜内K+高、Na+低。K+、Na+这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞可以保持反应性能的重要条件。此外，在细胞膜外Na+多Ca2+少时，神经细胞会失去稳定性，对于外来刺激会过于敏感等等。
［评价反馈］
1.某地区晒干的小麦种子的含水量约为14%，此时活细胞内水分
A.全部为自由水 B.全部为结合水 C.主要为自由水 D.主要为结合水
2.在患急性肠炎时，要及时注射生理盐水；不慎外伤后要用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维持水分代谢的平衡 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
参考答案：
1.D 2.C
［课堂小结］
到这里，我们就讲完了细胞内的六大类化合物。总结一下：细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。C、H、O、N等化学元素在细胞内含量丰富，是构成细胞中主要化合物的基础。以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物，构成细胞生命大厦的基本框架；糖类和脂肪提供了生命活动的主要能源；水和无机盐与其他物质一道，共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要生理功能。活细胞中的这些化合物，含量和比例处在不断变化之中。但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。
［布置作业］
完成课本P36练习及P38自我检测。
［课后拓展］
植物组织中自由水和结合水含量的测定
原理：
植物组织中的水分是由被胶粒所固着的结合水及不被胶粒所固着的自由水两部分所组成。结合水不蒸发和结冰，不能作为溶剂，也不被溶质夺取，所以当植物组织被浸入较浓的糖溶液中脱水，一定时间后仍未被夺取的水分作为结合水，而被夺取的水分作为自由水。自由水的量可根据所加糖液浓度的降低量来计算。再由植物组织的总含水量减去自由水量，即可求得结合水量。
植物体内自由水和结合水含量及其比值常与植物的生长及抗性有密切关系。自由水较多时，代谢活动常较强，生长速度也较快，但抗性往往降低；而结合水含量多时，则情况相反。所以自由水与结合水含量是植物抗性生理的一个指标。
仪器药品：
阿贝氏折射仪、分析天平、烘箱、超级恒温水浴、直径5 mm钻孔器、干燥器、滤纸、称量瓶、吸滤管、移液管、65%～70%（W/V）蔗糖溶液
操作步骤：
1.取称量瓶2个，洗净、烘干、称重后备用。
2.在田间选定待测作物，摘取在生长、部位、叶龄等较一致的叶片5～10片。
3.用直径5 mm钻孔器，在叶子的半边钻下小圆片，每叶5片，放入1号称量瓶中，盖紧。然后在叶子的另半边的对称位置上同样钻下5个小圆片，放入2号称量瓶，盖紧。
4.1号称量瓶于105 ℃烘箱中烘干至恒重，以计算含水量（%）。
5.2号称量瓶中分析天平上称重，求得样品鲜重Wf。
6.用移液管吸取5 mL 60%蔗糖溶液，加到2号称量瓶中，加盖后再在分析天平上称重，求得所加蔗糖溶液的重量B。小心摇动瓶中溶液，使与样品混合均匀，放在阴凉处4到5小时，其间经常摇动。
7.在老师指导下，将折射仪与超级恒温水浴相边连，水浴温度调节到20 ℃。
8.用吸滤管（在玻璃管的一端塞上少许脱脂棉，另一端配上橡皮吸头）吸取2号瓶中上层透明的溶液少许，滴一滴在折射仪棱镜在毛玻璃上，旋紧棱镜，测定浸出液的含糖百分数B2。棱镜用蒸馏水清洗后，再用同样方法测得原来蔗糖溶液的含糖百分数B1。
9.计算：按下式计算植物样品中自由水含量（%）。
β=
式中：β为自由水含量（%）；
B为加入样品中蔗糖溶液的重量；
B1为原蔗糖溶液深度百分数；
B2为加样后糖溶液的浓度百分数；
Wf为植物样品鲜重。
公式（1）系根据如下关系求得：
若A为样品中自由水重量，
加样后糖溶液中自由水量为（B+A）×（1－B2），
原来糖溶液中自由水量为B（1－B1），
则样品中自由水量A=（B+A）（1－B2）－B（1－B1），
简化得：A=。β===
式（2）和式（1）完全相等。
求得自由水含量（%）后，即可根据下式求出结合水含量（%）。
结合水含量（%）=组织含水量（%）－组织中自由水量（%）
实验作业：
1.植物组织中的自由水与结合水的生理作用有何不同？
2.结合水含量何以与植物的抗逆性有关？
●板书设计
第5节 细胞中的无机物
一、细胞中的水
1.水在生物体中的含量：60%～95%
水生生物>陆生生物
幼年生物>老年生物
2.水在细胞中的存在形式：结合水（4.5%）和自由水（95.5%）
3.水在细胞中的功能：
①细胞内生化反应的良好溶剂；
②运输营养和废物；
③组成细胞成分；
④作为反应物参与细胞内一些反应。
二、细胞中的无机盐
1.无机盐在生物中的含量：1%～1.5%
2.无机盐在生物中存在形式：离子
3.无机盐的功能：
①组成细胞中的化合物。
②维持细胞和生物体的生命活动。
③维持生物体内的平衡。
●习题详解
一、练习（课本P36）
（一）基础题
1.C（水是细胞中含量最多的化合物。细胞的含水量一般都在60%以上）
2.A（自由水是细胞内的良好溶剂，许多物质溶解在这部分水中）
3.D（Pb是重金属，在体内会引起蛋白质的变性，是有害的物质）
（二）拓展题
质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。
二、问题探讨（课本P34）
1.每升饮料中约有95%的水；水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与，多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。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，也把各个细胞在代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。
2.表中氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐；在饮料中加无机盐是补充汗液中损失的无机盐；无机盐的作用：细胞中许多有机物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等。
三、旁栏思考题（课本P35）
植物要经常浇水；蜻蜓点水要在水里产卵繁殖；精子的游动是在水中；胎儿在羊水中发育等。
四、旁栏思考题（课本P36）
1.补充碘，预防大脖子病。
2.不同种类的细胞中化合物的种类有差别。各种化合物的含量也不相同。
五、思考与讨论（课本P35）
1.铁是制造血红蛋白的主要原料之一，当铁缺乏时，血红蛋白就不能合成，从而发生缺铁性贫血。
2.镁是合成叶绿素的主要原料之一，当镁缺少时，叶绿素的合成受到影响，从而影响光合作用。
六、本节聚焦（课本P34）
1.水在细胞中以自由水和结合水的形式存在。
2.水在细胞中的作用：①细胞内生化反应的良好溶剂；②运输营养和废物；③组成细胞成分；④作为反应物参与细胞内一些反应。
3.大多数无机盐在细胞中以离子的形式存在。
4.因为许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要的作用。①组成细胞中的化合物。②维持细胞和生物体的生命活动。③维持生物体内的平衡。
第5节 细胞中的无机物
一、选择题
1.下列关于细胞中水的含量的叙述,不正确的是( )
A.水是人体细胞中含量最多的化合物
B.老年人细胞中的含水量比婴儿少
C.代谢旺盛的组织、器官内自由水含量较多
D.新陈代谢越旺盛,细胞的含水量越少
解析:一定范围内,新陈代谢越旺盛,细胞的含水量越多。
答案:D
2.农民在水稻收获后要将种子晒干,这主要是因为( )
A.自由水的含量影响新陈代谢
B.结合水是细胞的重要组成部分
C.水是光合作用的重要原料
D.水是呼吸作用的重要原料
解析:在一定范围内,自由水含量越多,代谢越旺盛。种子晒干过程中散失的主要是自由水,所以晒干的种子的代谢减弱,利于储存。
答案:A
3.下面各项既不属于水的功能,也不属于无机盐的功能的是 ( )
A.细胞内的良好溶剂
B.细胞结构的重要组成成分
C.为细胞的生命活动提供能量
D.维持细胞的酸碱平衡
解析:A项属于水的功能,D项属于无机盐的功能,B项属于水和无机盐的功能。水和无机盐都不能为细胞的生命活动提供能量。
答案:C
4.甲状腺激素、血红蛋白和叶绿素中含有的重要元素依次是 ( )
A.I、Fe、Mg B.Cu、Mg、I
C.I、Mg、Fe D.Mg、Fe、I
解析:碘是合成甲状腺激素的重要元素;铁是构成血红蛋白的重要元素,缺铁会引起缺铁性贫血;镁是合成叶绿素的重要元素。
答案:A
5.已知Mn是许多酶的活化剂,例如其能激活硝酸还原酶,缺Mn的植物就无法利用硝酸盐,这说明无机盐离子 ( )
A.对维持细胞的形态和功能有重要作用
B.对维持生物体的正常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.对调节细胞内的渗透压有重要作用
解析:Mn能够激活硝酸还原酶,使硝酸盐发生化学变化,进而被植物体利用,这说明Mn对于维持生物体的正常生命活动有重要作用。
答案:B
6.下列关于植物体内水分的叙述,错误的是( )
A.植物体内的水分参与营养物质的运输
B.水是构成叶肉细胞的重要化合物之一
C.自由水可作为细胞内化学反应的反应物
D.同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同
解析:同种植物萌发种子的含水量比休眠种子的多。
答案:D
7.卷柏干枯后,如得到充足的水仍能成活,原因是此生物( )
A.失去的是自由水
B.虽失去结合水,但有特殊酶
C.有特殊的结构
D.有特殊的功能
答案:A
8.医生常给脱水病人注射质量分数为0.9%的NaCl溶液,而不注射蒸馏水或浓度更高的浓盐水。这是因为红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而涨破;在浓盐水中会因失水过多而皱缩,从而失去输送氧气的功能。这说明( )
A.水分子容易进出细胞
B.无机盐离子容易进出细胞
C.是由红细胞的特性造成的
D.无机盐对维持细胞的形态和生理功能有重要作用
解析:红细胞的生活环境与质量分数为0.9%的NaCl溶液相似,当外界溶液的浓度发生变化时,细胞的形态和功能都将随之发生变化,这说明无机盐对维持细胞的形态和生理功能有重要作用。
答案:D
9.儿童缺锌就会导致大脑发育不良,这说明无机盐离子 ( )
A.对维持酸碱平衡有重要作用
B.对维持细胞形态有重要作用
C.对调节细胞内的渗透压有重要作用
D.对维持生物体的生命活动有重要作用
解析:由题干知:儿童缺锌会导致大脑发育不良,因此推出锌对维持生物体的生命活动有重要作用,D项正确;其他选项也是无机盐的作用,但从题干中推断不出来。
答案:D
10.夏季,人在高温环境中作业或剧烈活动后,要喝淡盐水;在患急性肠胃炎时,要及时注射生理盐水;不慎受外伤后,要用质量分数为0.9%的NaCl溶液清洗伤口。这样做的主要目的依次为( )
①降温 ②维持水代谢的平衡 ③维持无机盐代谢的平衡 ④消毒 ⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用
A.①②④ B.③②⑤
C.②③⑤ D.②③④
解析:人在高温环境中作业会因大量出汗丢失大量无机盐;急性肠胃炎会导致机体流失大量的水;0.9%的NaCl溶液是人体细胞的等渗溶液且有清洁作用。
答案:B
11.下面关于细胞中水的叙述,不正确的是( )
A.寒冷时,植物细胞中结合水比例增大,是为了防止冻伤,提高植物的抗寒性
B.新陈代谢旺盛的植物细胞含水量高,老年人细胞中的含水量比婴儿少
C.越冬植物同其他植物相比细胞内自由水的含量较高
D.细胞中自由水和结合水间是可以相互转化的,含量不是固定不变的
解析:水是细胞中含量最多的化合物,不同细胞中水的含量不同,代谢旺盛的细胞中水的含量较多,趋向衰老的细胞和个体中水的含量较少;细胞中的水分有自由水和结合水两种形式,它们是可以相互转化的。自由水的含量越高,细胞代谢越旺盛。结合水含量越高,植物的抗逆性(抗旱、抗寒、抗盐碱等)就越强。
答案:C
12.冬季来临,随着气温逐渐降低,植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化,抗寒力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率(以每克干重每小时吸收的CO2的量表示)变化的关系图。请根据图推断以下有关说法错误的是( )
A.冬季来临,自由水明显减少是植物呼吸速率下降的主要原因
B.结合水与自由水含量的比值,与植物的抗寒性呈现明显的正相关
C.随着气温和土壤温度的下降,根系的吸水量减少,组织的含水量下降
D.随着温度缓慢降低,植物的呼吸作用逐渐减弱,有利于减少有机物的消耗
解析:呼吸速率下降的主要原因是温度过低导致酶活性降低,A项错误。结合水比值升高时,植物抗寒性增强。冬季来临,植物体内自由水含量下降,结合水含量上升,B项正确。温度降低,植物的代谢速率随之降低,产生的各种化合物减少,导致细胞液浓度降低而使细胞吸收的水分减少,C项正确。温度降低,细胞呼吸减弱,消耗的有机物减少,D项正确。
答案:A
二、非选择题
13.近几年来的电视广告中,有许多推广中老年人补铁、钙和锌等的保健品和药品的广告,说明无机盐对人体的健康起着重要作用。结合所学生物学知识,联系日常生活分析回答下列问题。
(1)铁、钙和锌等无机盐在细胞内主要以 形式存在,有的是细胞的重要组成成分,如人体缺铁可引起贫血症,血液运输 的能力低。乳酸亚铁口服液可以有效地治疗该病,这是因为其中的Fe2+进入人体后能 。一旦钙离子在血浆中的浓度明显下降,会出现 症状。?
(2)碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分,镁离子是植物细胞中叶绿素分子必需的组成成分,这说明 。?
(3)矿泉水和纯净水是两类日常饮用水。从它们的化学成分看,前者比后者多含有的物质最可能是 。?
A.无机盐离子 B.含碘食盐
C.细菌 D.小苏打
解析:无机盐在细胞内主要以离子形式存在。Fe2+是血红蛋白的重要组成成分;Ca2+可维持肌细胞正常的机能。无机盐可以构成某些复杂的化合物。矿泉水中富含各种无机盐离子。
答案:(1)离子 氧 构成红细胞中的血红蛋白 抽搐
(2)无机盐是细胞内某些化合物的重要组成成分
(3)A
第7课时 细胞中的无机物
目标导航 1.说出水在生物体存在的形态和功能。2.说出无机盐在生物体内的分布、功能以及在不同生物体内分布的情况。3.了解化合物和元素与生命系统的关系。
一、细胞中的水
1．水的含量
(1)水在细胞的各种化学成分中含量最多。
(2)生物种类不同，含水量________。
(3)生物体在不同的生长发育期，含水量________。
2．水的存在形式与功能
存在
形式
自由水
结合水
定义
细胞中绝大部分的水以__________的形式存在，可以自由流动
与____________________相结合的水
含量
约占细胞内全部水分的95.5%
约占细胞内全部水分的4.5%
功能
①细胞内的良好________
②参与许多______________
③为细胞提供液体环境
④运送____________和代谢废物
是细胞结构的重要组成成分
二、细胞中的无机盐
1．存在形式
细胞中大多数无机盐以________的形式存在。
2．功能
(1)维持细胞和生物体的____________，如哺乳动物的血液中若钙离子含量太低，会出现________等症状。
(2)维持细胞的____________。
三、构成细胞的物质基础
1．化学元素
____________等化学元素在细胞内含量丰富，是构成细胞中主要化合物的基础。
2．化合物
(1)以________为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物构成________生命大厦的基本框架。
(2)________和________是提供生命活动能源的主要物质。
(3)水和__________与其他物质一道，共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。
知识点一 细胞中的水
1．幼小植物体内自由水与结合水的比值不断增大时，植物体内新陈代谢活跃，生长迅速；自由水与结合水的比值不断减小时，植物体内新陈代谢减弱，生长缓慢。下面解释正确的是
( )
①结合水是植物细胞结构的一部分，不参与代谢反应 ②结合水参与某些代谢反应 ③自由水是各种代谢活动的介质 ④自由水参与某些代谢反应
A．①② B．②③ C．①③④ D．①④
2．刚刚收获的小麦种子经曝晒，失去了大量的水分，这些水属于________，再将晒干的种子放在试管内用酒精灯加热，试管壁上将出现小水珠，这些水属于________。经曝晒的种子易储存，是因为________减少后，细胞内生命活动的重要__________受到抑制的结果。
知识点二 细胞中的无机盐
3．医生给病人输液，常把药剂溶解于生理盐水(0.9%的NaCl溶液)中，而不是溶解于蒸馏水中。这是因为 ( )
A．无机盐在生物体内的生命活动中是不可缺少的
B．蒸馏水不含营养物质
C．蒸馏水可增大细胞中自由水比例，使细胞代谢加快，加剧病情
D．生理盐水能维持人体内环境渗透压的稳定，防止细胞过度吸水
4．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少铁，血红蛋白不能合成
B．Mg2＋是叶绿素的组成成分之一，缺少Mg2＋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，如碳酸钙构成骨骼、牙齿
D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
知识点三 生命系统的物质基础
5．下列有关细胞中元素和化合物的叙述，正确的是 ( )
A．细胞中所有的有机化合物中必定含有C、H、O、N四种基本元素
B．蛋白质和核酸是重要的能源物质，为生命活动供能
C．晒干的种子因缺少自由水而不能萌发
D．调节生命活动的激素均为蛋白质
6．为验证“镁是植物生活的必需元素”，三位同学进行了实验设计，下列是实验的基本思路。请分别指出三个实验思路能否达到实验目的，为什么？再写出你的设计思路。
(1)实验一：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器培养。对照组容器内只盛有蒸馏水，实验组盛有蒸馏水配置的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验二：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有沙性土壤的容器中(沙性土壤肥力均匀，容器符合实验要求)，对照组浇以蒸馏水配制的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验三：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有沙性土壤的容器中(沙性土壤肥力均匀，容器符合实验要求)，对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液，实验组浇以不含镁离子的营养液，两组置于相同的适应条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
基础落实
1．下面关于细胞中含水量的叙述，不正确的是 ( )
A．是人体细胞中含量最多的化合物
B．新陈代谢旺盛的植物细胞含水量高
C．越冬植物同其他植物相比，细胞内自由水的含量较高
D．老年人细胞中的含水量比婴儿少
2．下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是 ( )
A．休眠的蚕豆子叶细胞 B．玉米的胚乳细胞
C．洋葱根尖分生区细胞 D．成熟柑橘的果肉细胞
3．米虫能够在干燥的大米中生活是因为 ( )
A．米虫的生活不需要水
B．米虫可以利用空气中的水
C．米虫可以利用氧化有机物产生的水
D．米虫不向外排水，自身细胞液即可满足需要
4．某乳酸亚铁口服液可以有效地治疗人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe2＋进入人体后能 ( )
A．维持细胞内酸碱平衡
B．维持细胞正常的渗透压
C．构成红细胞中的血红蛋白
D．促进产生更多的红细胞
5．已知Mn2＋是许多酶的活化剂，例如，Mn2＋能激活硝酸还原酶，缺Mn2＋的植物无法利用硝酸盐。这说明无机盐离子 ( )
A．对维持细胞的形态和功能有重要作用
B．对维持细胞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．对调节细胞的渗透压有重要作用
6．卷柏干枯后，如得到充足的水仍能成活，其原因是 ( )
A．失去的水为自由水
B．虽失去结合水，但有特殊酶
C．此生物有特殊的结构
D ．以上都不正确
7．某人经常抽搐，医生建议他补充某种化学物质(矿物质)，但他补充了该物质后，病情并没有缓解，你认为可能的原因是 ( )
A．缺乏维生素A B．缺乏维生素D
C．缺乏维生素B D．缺乏胆固醇
能力提升
8．人体中水的含量约占65%，下列选项中能正确说明水对人体重要性的是 ( )
①水和糖类、蛋白质、脂肪一样，为人体提供能量 ②没有水，人体内大部分化学反应就根本不会发生 ③水的比热容大，有利于维持体温 ④体内营养物质的运输离不开水
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
9．英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行实验的过程中发现，用不含钙的生理盐水灌注蛙心，蛙心收缩不能维持，用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐 ( )
A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的形态有重要作用
D．为蛙心的持续跳动提供能量
10．下列关于无机盐在生物体内所起作用的叙述，错误的是 ( )
A．合成DNA、RNA、脂肪等物质时，都需要磷酸盐作原料
B．根瘤菌的固氮酶中含有钼、铁，说明某些金属元素可以成为一些复杂化合物的构成元素
C．观察人的口腔上皮细胞时要用浓度为0.9%的生理盐水，这说明无机盐在维持细胞的形态和功能中有重要作用
D．人缺碘会患大脖子病，是因为碘是合成甲状腺激素的重要原料
11．某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子，它们对植物的生长都有影响。下表列出的5种培养液中，甲、乙、丙3种离子的浓度(单位：mmol/L)不同。为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，进行实验时可以选用的两种培养液是 ( )
培养液编号
①
②
③
④
⑤
甲离子
20
30
50
30
40
乙离子
55
45
60
45
55
丙离子
10
15
20
25
25
A.①⑤ B．②③ C．②④ D．③⑤
12．下列有关构成细胞的化合物的种类和鉴别方法的叙述中，正确的一项是 ( )
A．细胞中的糖分为单糖、二糖和多糖，可以用斐林试剂鉴别
B．细胞中的脂质具有多种功能，如储存能量；脂质能被苏丹Ⅲ染成橘黄色
C．细胞内蛋白质种类众多，但都能与双缩脲试剂发生紫色颜色反应
D．细胞的遗传物质是DNA或RNA，用甲基绿—吡罗红可以鉴定其存在和分布
13．人的红细胞必须生活在含有氯化钠的0.9%的血浆中，若将红细胞置于浓盐水中，红细胞则会失水皱缩，从而丧失输送氧气的功能。这些事实说明 ( )
A．无机盐对维持生物体的新陈代谢有重要作用
B．无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用
C．无机盐离子容易进出细胞
D．水分子容易进出细胞
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
综合拓展
14．探究镍为植物生活所必需的无机盐。
材料用具：完全营养液甲、缺镍的营养液乙、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐。
(1)方法步骤
①将长势相似的玉米幼苗分成数量相同的两组；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验预期：甲营养液中玉米幼苗正常生长，_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)为进一步验证镍一定是必需的无机盐，还应增加的实验步骤是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
结论是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 知识清单
一、1.(2)不同 (3)不同 2.游离 细胞内的其他物质 溶剂 生物化学反应 营养物质
二、1.离子 2.(1)生命活动 抽搐 (2)酸碱平衡
三、1.C、H、O、N 2.(1)碳链 细胞 (2)糖类 脂肪 (3)无机盐
对点训练
1．C [本题考查自由水的生理作用。自由水是良好的溶剂，营养物质和代谢废物通过自由水运输，自由水又参与一些代谢过程，因此自由水与结合水的比值增大时，代谢加快。]
思路导引 解题时首先要区分涉及的是细胞内水的生理作用还是仅是自由水的生理作用。水的生理作用既包括自由水的作用又包括结合水的作用。结合水的作用是维持生物体内大分子物质的空间结构，是细胞内的结构成分，而自由水的生理功能较多。
知识链接 自由水与结合水的比值与新陈代谢的关系
(1)结合水的含量高低与植物的抗逆性呈正相关。在干种子、越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量高，从而使植物的抗旱性、抗寒性增加，以适应不良的环境条件。
(2)生物体的代谢水平与自由水和结合水的比值有关。一般情况下，当自由水和结合水的比值增大时，生物体的新陈代谢活跃，生长迅速；当自由水和结合水的比值减小时，生物体的新陈代谢减弱，生长缓慢。
2．自由水 结合水 自由水 化学反应
解析 自由水可以流动，易蒸发，所以在曝晒中易散失；而结合水一般情况下不易散失，但在用酒精灯加热时，这些水分子就被迫与其结合的物质分离而散失出去。自由水的功能之一是细胞生命活动的重要化学反应的场所。所以当自由水散失后，其化学反应受到了抑制，特别是细胞呼吸受到了抑制，所以种子就不容易发热、发霉、变质。
方法点拨 (1)鲜种子放在阳光下曝晒，重量减轻?自由水散失。
(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)干种子不浸泡则不萌发?自由水越多，代谢越旺盛。
(4)干种子放在试管中，用酒精灯加热，则试管壁上有水珠?结合水散失。
(5)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。
3．D [人体细胞外液渗透压为0.9%，因此将药剂溶解于生理盐水中注射能维持细胞的正常形态和功能。若溶于蒸馏水中注射，会使细胞过度吸水而涨破。]
思路导引 无机盐能够维持细胞渗透压平衡，维持细胞正常形态和正常的生理功能。
4．C [细胞中的无机盐大多以离子形式存在，如Na＋，K＋等，有些无机盐是以化合物的形式存在，如碳酸钙。]
知识链接 常见无机盐在细胞中的作用
N：是构成蛋白质、核酸等物质的主要元素，能促进植物的细胞分裂。植物缺氮时叶片发黄。
P：是构成核酸、磷脂、ATP、NADP＋或NADPH等物质的重要元素。缺磷时叶片暗绿，并出现紫色。
K：提高神经系统兴奋性，维持细胞内液渗透压。人体缺钾，反应迟钝，心律失常。
Ca：是牙齿、骨骼的组成元素。人体缺钙，儿童患佝偻病，成年人患骨质疏松症。
S：构成甲硫氨酸和半胱氨酸等含硫蛋白质的重要元素。
Mg：是叶绿素的主要成分。缺镁，植物的叶片发黄。
Fe：是血红蛋白的主要成分。人体缺铁会患缺铁性贫血症。
B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长，有利于受精作用顺利进行。缺硼，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。
I：甲状腺激素的合成原料。成年人缺碘时，患地方性甲状腺肿。
Na：维持细胞外液渗透压。缺钠，细胞外液渗透压下降，心率加快，严重时昏迷。
5．C [细胞中的糖类和脂肪只含C、H、O，不含N。蛋白质是生命活动的主要承担者，核酸是遗传信息的携带者，糖类和脂肪才是细胞内的重要能源物质。自由水含量与代谢密切相关，晒干的种子只有吸收了大量水后，自由水含量增加，代谢加快，才会萌发。调节生命活动的激素有的是蛋白质，有的不是，如性激素属于脂质。]
知识链接 细胞中的各种元素和化合物构成生命系统的物质基础
(1)元素基础：C、H、O、N等化学元素是构成细胞中主要化合物的基础。
(2)化合物基础：以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物，构成细胞生命大厦的基本框架。
(3)能源基础：糖类和脂肪是生命活动的重要能源。
(4)构建调节基础：水和无机盐与其他物质共同构建细胞并参与细胞生命活动的调节。
6．(1)不能。因为蒸馏水和镁盐溶液均缺乏植物必需的矿质元素而使两组植物生长均不正常
(2)不能。因为两组容器内的沙性土壤中都可能含有镁离子
(3)不能。因为两组容器内的沙性土壤中都可能含有镁离子
(4)取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器，对照组盛有含植物必需各种矿质元素的完全营养液，实验组盛有不含镁离子的营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况
解析 植物是否需要某种矿质元素可以通过“溶液培养法”进行测定，具体地说，就是在人工配制的营养液中除去或加入某一种矿质元素，然后观察植物在营养液中生长发育的状况。如果除去某一矿质元素后，植物的生长发育仍然正常，就说明这种矿质元素不是植物必需的矿质元素，如果除去某一种元素后，植物的生长发育不正常了，而补充这种元素后，植物的生长发育又恢复正常状态，就说明这种矿质元素是植物必需的矿质元素。我们可以设置两组实验，一组用完全培养液，一组用只缺少镁的培养液培养植物，观察比较两组植物的生长发育情况，即可断定镁是否为必需矿质元素。对溶液进行通气的目的是增加水中氧气的含量，促进根细胞的呼吸作用，有利于根对矿质元素离子的吸收。在题目给出的3个实验设计中，(1)组实验因为蒸馏水和镁盐溶液均缺乏植物必需的矿质元素，所以两组植物生长均不正常；(2)和(3)因为两组容器内的沙性土壤中都可能含有镁离子，实验设计都存在缺陷。
实验链接 实验纠错应该把握的几个环节
(1)分析实验步骤的设计是否遵循实验原理，没有遵循实验原理设计的实验步骤肯定是错误的。
(2)实验步骤的设计是否遵循对照原则、等量原则、单一变量原则等等。违背了这些原则设计的实验步骤肯定是错误的。
(3)对实验结果的预测应该是自由变量引起的结果，如果是无关变量引起的结果，实验预测肯定是错误的。
(4)实验结论的预测应该根据自变量引起的结果比较分析，得出相应的结论。
课后作业
1．C [如果越冬植物细胞内自由水的含量较高，则容易结冰而冻伤。]
2．A [休眠的蚕豆子叶细胞生命活动弱，结合水的含量相对高，自由水的含量相对低。]
3．C [运用逐项分析排除法。生物的生活离不开水，可以排除A项；一般生物的体表或多或少要散失水分，排除D项；有机物分解的最终产物一般有二氧化碳和水，这种水叫代谢水，米虫的生活很大程度上依赖代谢水，可以少产生尿素从而减少排尿素所需的水分。]
4．C [铁是构成血红蛋白的成分，所以缺铁会导致缺铁性贫血。]
5．B [维持生物体的生命活动是无机盐的功能之一。植物利用硝酸盐是一种生命活动。]
6．A [植物细胞主要通过渗透作用失水或吸水，而这些水是自由水。如果外界溶液浓度过高，失去结合水，细胞则会因结构破坏而死亡，即使再补足水分也不能复活。卷柏属于蕨类植物，适应能力强，干枯时失去大量的自由水。]
7．B [人体缺钙的原因可能有二：当人体缺乏维生素D时，会导致缺钙，因维生素D能促进人体对钙的吸收；当人的食物中缺乏钙时，也会直接导致人体缺钙。本题由题干可知，此人最可能是缺乏维生素D。]
8．C [本题考查水的生理作用。水在人体内不能分解释放能量；水的主要生理作用是生物化学反应的媒介物，可运输营养物质和代谢废物。]
9．B [A、B、C三项都是无机盐的功能，但从题意可看出钙盐有维持心脏持续跳动的功能，而心脏持续跳动显然是生物体的生命活动。]
10．A [脂肪仅由C、H、O三种元素组成，不含有P，因此合成脂肪不需要磷酸盐作原料。]
11．C [根据单因子变量原则，研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，要保持甲、乙离子的浓度相同。]
12．C [蔗糖和多糖不是还原糖；脂质中的脂肪能储能，也能被苏丹Ⅲ染成橘黄色；细胞的遗传物质是DNA，而不是RNA。]
13．B [由题干可知，0.9%的NaCl溶液利于维持细胞的形态；当红细胞大量失水后，丧失输氧功能，说明该无机盐还维持红细胞的功能。]
14．(1)②将一组玉米幼苗放在缺镍的营养液乙中培养，另一组玉米幼苗放在等量的完全营养液甲中培养 ③将两组幼苗放在相同的适宜环境中培养数天，观察实验结果 (2)若乙营养液中玉米幼苗也正常生长，则镍不是植物必需无机盐；若乙营养液中玉米幼苗不能正常生长(或表现出缺素症)，则镍可能是必需无机盐 (3)在缺镍的完全营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后，原来异常的玉米幼苗恢复正常生长(或病症消失) 镍是植物生活必需的无机盐
解析 运用对照性原则，将玉米幼苗随机分成两组，分别放在不同的培养液中培养，观察实验结果，对结果进行分析，从而得出结论。要验证镍为植物生活所必需的无机盐，必须理解“必需元素”的概念，会用“溶液培养法”。植物缺少该无机盐表现异常，但添加后又能恢复正常的就是植物所必需的元素。溶液培养法又称水培法，就是在人工配制的营养液(或蒸馏水)中加入或减少某种无机盐来观察植物的生长情况，从而判断植物生长所必需的元素的一种方法。
实验链接 溶液培养法
又称水培法，就是在人工配制的营养液中加入或减少某种无机盐来观察植物的生长情况，从而判断植物生长所必需无机盐的一种方法。若缺少某无机盐后，对植物生长无影响，说明该无机盐并非植物所必需的；若缺少某种无机盐后，影响植物的正常生长，而且当再次添加该无机盐后，植物又能恢复正常生长，则说明该无机盐是植物所必需的。
第5节 细胞中的无机物
一、 教学目标
1.说出水在细胞中的存在形式和作用。
2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
二、教学重点和难点
1.教学重点
水和无机盐在细胞中的作用。
2.教学难点
（1）结合水的概念。
（2）无机盐的作用。
三、课时安排
1
四、教学过程
〖引入〗以“问题探讨”引入，生思考回答师提示。
1.提示：水在细胞中的重要作用：水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与，多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。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，也把各个细胞在代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。
2.提示：无机盐在细胞中的重要作用：细胞中许多有机物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等。
〖板书〗一、细胞中的水
水
︵
生
命
之
源
︶
存在形式
含量
功能
结合水
约4.5﹪
构成多种化合物
自由水
约95.5
良好溶剂
参与多种化学反应
3.运送养料和代谢废物
结合水 自由水
二、细胞中的无机盐
存在形式
含量
种类
功能
无机盐
多离子
少化合物
1﹪～1.5﹪
阳离子
阴离子
构成某些化合物
维持生命活动
3.调节内外的渗透压和酸碱平衡
〖思考与讨论〗生思考回答师提示。
1.提示：人类贫血症中有缺少红细胞和缺少血红蛋白两种类型，它们都可导致贫血。而血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是铁，所以缺铁会导致血红蛋白的合成障碍，引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。正常人体内含铁量约为3～5 g，它是制造血红蛋白的主要原料之一。当铁缺乏时，血红蛋白就不能合成，从而发生缺铁性贫血。
2.提示：光合作用不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是镁。镁是叶绿素的组成元素之一，因此，镁对于光合作用有重要意义。缺镁时叶绿素的形成受到阻碍，从而影响光合作用。此外，镁还是许多酶的活化剂，镁还能促进脂肪的合成。因此，镁是重要的生命元素。
〖旁栏思考题〗生思考回答师提示。
2.提示：20世纪70年代以前，人们普遍认为缺碘只能引起甲状腺肿大，还没有认识到缺碘对儿童智力的影响。进入80年代以后，人们认识到缺碘对人类危害最大的不是甲状腺肿，而是造成不同程度的脑发育落后，只有补足了碘才能确保婴幼儿脑的正常发育。根据1994年的统计结果，中国缺碘地区的人口达7.27亿，约占全国人口总数的56%，轻度缺碘或碘营养不足已波及所有省、市。1995年的儿童碘营养调查结果表明：许多经济发达的大城市，儿童尿碘也在100 μg/L以下，甲状腺肿大率在5%以上。证明城市也存在不同程度的碘缺乏。目前公认标准为：人群尿碘水平在100 μg/L以上，才能基本上消除碘缺乏危害。从这个全新的认识出发，我国几乎所有地区，包括以前认为的非病区，实际上都是缺碘地区，因此需要补碘的范围已扩大到全国（高碘地区除外）。
3.提示：不同细胞内的化合物都是由无机物和有机物组成的，其种类有一定差别。例如，淀粉只存在于植物细胞中，糖原只存在于动物细胞中。不同细胞中各种化合物的含量也有一定差别。例如，肌细胞中含蛋白质较多，脂肪细胞中含脂肪较多。但是，各种细胞中的化合物组成及含量又有许多共性。例如，所含的有机物都是糖类、脂质、蛋白质和核酸，无机物中都有无机盐和水；各种化合物在不同细胞中的含量一般维持在一定范围内。这体现了生命世界在物质组成上的统一性。
〖小结〗略
〖作业〗生思考回答师提示。
练习
基础题
1.C。 2.A。 3.D。
拓展题
提示：质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。
课件41张PPT。第5节 细胞中的无机物自主学习 新知突破1．知道水和无机盐的存在形式。
2．理解水在细胞代谢中的生理作用。
3．了解无机盐的生理作用。
1．结合水
(1)概念：在细胞内与其他物质相结合的水。
(2)功能：是__________的重要组成成分。细胞中的水细胞结构2．自由水
(1)概念：细胞内以______的形式存在，可以自由流动的水。
(2)功能。
①细胞内的_________。
②参与细胞内的许多______________。
③为细胞提供液体环境。
④运送__________和___________。游离良好溶剂生物化学反应营养物质代谢废物
[思考探讨] 1.鲜种子在晒干过程中失去的水在种子细胞中以哪种形式存在？干种子在烘干过程中失去的水是哪种形式的水？
2．代谢旺盛的细胞，哪种形式的水含量多？
提示： 1.自由水、结合水。
2．自由水。1．水的存在形式及功能3．自由水和结合水相对含量与细胞代谢的关系
(1)图示： (2)曲线：1．存在形式：大多数以______形式存在。
2．作用
(1)生物体内某些_______________的重要组成部分，如Mg是构成叶绿素的重要成分。
(2)维持细胞和生物体的_________。
(3)维持细胞的_________和酸碱平衡。细胞中的无机盐离子复杂化合物生命活动渗透压
[思考探讨] 3.无机盐参与构成生物体内重要化合物时是以离子态形式存在吗？
4．人感冒发热需要静脉输液，是用0.9%的生理盐水配制药液，为什么？
提示： 3.不是，是以化合态形式存在。
4．0.9%的生理盐水与人体体液的渗透压相等。1．组成生物体的无机盐的生理作用
细胞内复杂化合物的重要组成成分：
Fe2＋是合成血红蛋白的原料；
Mg2＋是合成叶绿素的原料；
I是合成甲状腺激素的原料。
2．维持细胞和生物体正常的生命活动
(1)维持细胞的形态和功能。如红细胞在质量分数为9%的NaCl溶液中失水皱缩，失去输送氧的功能。
(2)维持生物体正常的生命活动。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．维持生物体内的平衡
(1)维持细胞的渗透压平衡。如大量出汗会排出过多的无机盐，导致水盐平衡失调。
(2)维持细胞的酸碱平衡。如血浆中的HCO含量减少时，会形成酸中毒。[记知识纲要] [背关键语句]
1．细胞中的水包括自由水和结合水。
2．结合水是细胞结构的重要组成成分。
3．细胞中以游离的形式存在，可以自由流动的水，叫做自由水，自由水是细胞内的良好溶剂；许多生化反应都需要水的参与；可以运送营养物质到各个细胞，把代谢废物运送到排泄器官或者直接排出体外。
4．细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用；对于维持细胞酸碱平衡非常重要。 合作探究 课堂互动细胞中的水及其作用 下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是( )
A．贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态
B．水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关
C．适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐
D．缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失
[自主解答] ________ 解析： 贮藏的种子中自由水含量低，以保持休眠状态，A错误；水沿着由死亡细胞的细胞壁组成的导管从植物的根系向地上部分运输，B错误；缺水时，动物体的负反馈调节能促使机体减少水的散失，D错误；适应高渗环境的动物体液渗透压相对较高，但仍要排出体内多余的盐，以维持内环境稳态，C正确。
答案： C【互动探究】 人体参与水平衡调节的激素是什么？起何作用？
提示： 抗利尿激素，促进肾小管、集合管对水分的重吸收。 1．下列有关水的说法，错误的是( )
A．自由水在人体内是良好溶剂
B．水能与蛋白质结合
C．人体内废物的排出需要水
D．代谢旺盛时，结合水与自由水的比值升高
解析： 自由水的作用有：是细胞内的良好溶剂；运送营养物质和代谢废物；参与化学反应(新陈代谢)；代谢旺盛时，自由水与结合水的比值升高。能与蛋白质结合的水为结合水。
答案： D
无机盐的生理作用 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少铁，血红蛋白不能合成
B．细胞中缺乏磷会影响核酸等物质的合成
C．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如碳酸钙构成骨骼、牙齿的主要成分
D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
[自主解答] ________
解析： 细胞中的无机盐大多以离子形式存在，C错误；铁是血红蛋白的重要组成元素，缺铁导致贫血，A正确；核酸的组成元素是C、H、O、N、P，故缺少P会影响其合成，C正确；碘是甲状腺激素的成分，食盐加碘可有效防治地方性甲状腺肿，D正确。
答案： C 无机盐生理功能的实验验证
(1)对照组：植物＋完全培养液―→正常生长
(2)实验组：2．关于细胞中的无机盐，下列哪项有误( )
A．在细胞中无机盐主要以分子状态存在
B．有的可以与蛋白质结合形成结合蛋白
C．有的游离在水中维持细胞的渗透压和pH
D．有的可与脂质结合形成类脂
解析： 无机盐在细胞中的主要存在形式是离子，而不是分子。
答案： A高效测评 知能提升1．下列有关生物体内水的叙述，错误的是( )
A．水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在
B．人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢
C．蛋白质在合成过程中能够产生水
D．冬季，植物体内自由水相对含量增高，以增强植物的抗寒能力
解析： 细胞中的水以自由水和结合水两种形式存在，A正确；在人体衰老细胞中，自由水减少，导致细胞代谢减慢，B正确；蛋白质合成过程中，氨基酸脱水缩合形成多肽，C正确；冬季，植物体内自由水含量相对减少，代谢减慢，增强了植物的抗寒能力，D错误。
答案： D2．下列对于水分和无机盐的叙述，错误的是( )
A．细胞中的无机盐有些以化合物的形式存在，如铁是合成血红蛋白不可缺少的成分
B．植物缺Mg2＋会影响光合作用，食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿
C．各种生物体的生命活动不能离开水
D．休眠或越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升，正在萌发的种子中结合水和自由水比值则下降解析： 细胞中的无机盐有些以化合物的形式存在，如缺铁会导致缺铁性贫血，因为铁是合成血红蛋白的重要成分，A正确。镁是叶绿素的重要组成元素，缺镁会导致光合速率下降；碘是甲状腺激素合成的重要元素，缺碘会造成地方性甲状腺肿，B正确。自由水是细胞内的良好溶剂，同时细胞内的许多生物化学反应必须有水参加，因此代谢旺盛的生物体内(如萌发的种子)自由水与结合水的比值较高，而休眠或越冬的植物体内自由水与结合水的比值较低。
答案： D3．结合下列曲线，下列有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是 ( )A．曲线①可表示人体内自由水与结合水的比值随年龄的变化
B．曲线②可以表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化
C．曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，种子内无机盐的相对含量变化
D．曲线①可以表示人从幼年到成年体内水含量的变化解析： 一般来说，细胞内的结合水含量是相对稳定的，但自由水的含量变化较大，衰老的细胞中自由水含量减少，细胞内自由水与结合水的比值也将减小，A正确；自由水是细胞内的良好溶剂，细胞内许多化学反应都需要有水的参与，所以细胞内自由水与结合水的比值升高后，代谢增强，细胞呼吸速率加快，B正确；玉米种子被烘干的过程中含水量越来越少，其内的无机盐相对含量逐渐增加，最后达到一恒定值，C错误；人体老化的特征之一就是水的含量减少，幼儿身体内水的含量约为77%，远远高于成年人身体内水的含量，D正确。
答案： C4．如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器官的含水量，下列有关叙述中错误的是( )
A．水生生物的含水量一般比陆生生物多
B．代谢旺盛的组织或器官含水量一般较多
C．生物体内含量最多的是水
D．血液中自由水与结合水之比大于1，而心脏中则相反
解析： 水生生物的含水量一般高于陆生生物的含水量，A正确；代谢旺盛的器官一般含水量高，B正确；水是生物体中含量最多的物质，C正确；通过图示无法得出各器官中自由水与结合水的比例关系，但在生物体中自由水的含量要高于结合水的含量，D错误。
答案： D5．请回答下列问题：
(1)哺乳动物和人体中缺Ca2＋会出现抽搐，缺K＋会感到麻木，这说明无机盐对____________________有重要作用。
(2)做血涂片时，若用清水稀释血液，则过一段时间后血细胞会涨破，若用10%的盐水稀释血液，过一段时间后血细胞会皱缩，这说明无机盐对________________________有重要作用。
(3)在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中NaHCO3的含量减少时，会造成酸中毒；当血浆中的H2CO3含量减少时，则造成碱中毒。这说明___________________________________________________。
答案： (1)维持正常生命活动 (2)维持细胞的正常形态 (3)无机盐能够维持生物体内的酸碱平衡谢谢观看！
