第5节 细胞中的无机物

第二章 第5节 细胞中的无机物
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 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )主要作用。
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。
自主学习：
水的含量最多。一般占：______
含量差异：______含水量有差异，水生生物含水量______陆生生物
不同的__________,生物体内含水量差别很大，如未成熟的个体含水量_____成熟个体。
同一生物不同器官含水时________________
1．细胞中的无机物主要包括____________和____________，_________是细胞中含量最多的化合物，______________大多数以___________的形式存在。
2．水在细胞中以_____________和___________两种形式存在，其中_____________是细胞结构的重要组成成分，_____________占细胞中水的绝大部分，以 形式存在，可以自由流动。
3．细胞中无机盐的主要功能包括维持________________________________________， 维持____________________________________________________。
4．细胞是多种元素和化合物构成的___________。______________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 ；以 为骨架的______________ 等有机化合物，构成细胞生命大厦的 ；_________________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_______________ __ _重要功能。
要点讲解：
一、细胞中的水
思考：水在细胞中的作用是什么？
例1．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。
例2．幼小植物体内自由水／结合水比值不断增大时，植物体内新陈代谢活跃，生长迅速；自由水／结合水比值不断减小时，植物体内新陈代谢减弱，生长缓慢。下面解释正确的是
①结合水是构成植物细胞结构的一部分　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、③④　　Ｄ、①④
例3.有机化合物中具有不同的化学基团，它们对水的亲和力不同。易与水结合的基团称为亲水基团（如－NH2、－COOH、－OH），具有大量亲水基团的一些蛋白质、淀粉等分子易溶于水；难与水结合的基团称为疏水基团，如脂类分子中的碳氢链。脂类分子往往有很长的碳氢链，难溶于水而聚集在一起。请回答：
（1）等量亲水性不同的两种物质分散在甲、乙两个含有等量水的容器中，如下图所示。容器中的自由水量甲比乙____________。
（2）相同质量的花生种子（含油脂多）和大豆种子（含蛋白质多），当它们含水量相同时，自由水含量较多的是____________种子。
（3）以占种子干重的百分比计算，种子萌发时干燥大豆种子的吸水量比干燥花生种子吸水量____________。
（4）种子入库前必须对其干燥处理，降低种子中的含水量，这是因为
a.________________________________________________________。
b.________________________________________________________。
二、细胞中的无机盐
思考：①有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺铁会导致贫血？
②植物体缺镁会影响光合作用，为什么？
③现在许多食盐都是加碘的。为什么要在食盐中加碘呢？
④医用生理盐水是质量分数为0.9％的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么？在什么情况下需要用生理盐水？
例4.人的红细胞必须生活在含有0.9%的氯化钠溶液中，医生常给脱水的病人注射0.9%的生理盐水。因为红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而胀破,在浓 盐水中会因失水过多而皱缩,从而失去输送氧的功能,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、红细胞的特性造成的　 　Ｄ、无机盐对维持细胞的形态和功能有重要的作用
例5.某小儿患佝偻病，发烧时就会抽搐，根据所学知识，建议他平时要补充（ ）
A．新鲜水果和蔬菜 B．钙片和维生素D
C．谷物种皮和胡萝卜 D．蛋白质和糖类
拓展延伸：
一．选择题
1．沙生植物的细胞中，含量最多的成分是（ ）
A．蛋白质 B．脂肪 C．核酸 D．水
2．下列对细胞内自由水的描述中，不正确的是（ ）
A．约占细胞内水分的95.5% B．与蛋白质等物质分子相结合
C．能够流动和易于蒸发 D．参与化学反应
3．在细胞内水的主要功能是①生命活动的良好溶剂 ② 运输营养物质和代谢废物 ③ 决定细胞形态 ④ 维持生物大分子的空间结构 （ ）
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④
4．夏季，人在高温作业或剧烈活动，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，用0.9%的生理盐水清洗伤口。这样做的目的依次为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
5．马拉松赛跑进入最后阶段，发现少数运动员下肢肌肉抽搐，这是由于随着大量出汗而向体外排出了过量的（ ）
A．水 B．钙盐 C．钠盐 D．尿素
6．无机盐的功能各不相同，一些无机盐能参与生物体内信息传递物质的重要构成。下列四种离子中与人体内甲状腺激素的合成直接相关的是（ ）
A．Fe2+ B． I— C．PO43- D．Ca2+
7．生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用。就组成生物体的蛋白质、核酸、糖类、脂肪而言，其核心的组成元素是( )
A．C B．H C．O D．N
8．不同有机物分子与水分子的结合能力(亲水性)不同，研究表明几种有机物的亲水性由大到小依次为：蛋白质、淀粉、纤维素，而脂肪不溶于水。下列植物细胞中结合水相对含量最多的是 ( )
A．休眠的大豆种子细胞 B．休眠的玉米种子细胞
C．洋葱根尖分生区细胞 D．成熟西瓜的果肉细胞
9．土壤中缺少某种元素会引起雄性败育，缺少的元素及导致的结果是①Mg ②Ca ③B ④花柱萎缩 ⑤花丝和花药萎缩（ ）
A．①④ B．②④ C．③④ D．③⑤
10．当植物由代谢旺盛的生长期转入休眠期时，体内结合水与自由水的比值通常会（ ）
A．升高 B．下降 C．无变化 D．产生波动
11．下列与无机盐的功能无关的是（ ）
A．是细胞中能源物质之一 B．是某些重要复杂化合物的成分
C．能维持生物体的生命活动 D．是构成细胞的结构物质
二．非选择题
12．分析下列事实，回答有关问题：
事实一：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，会形成酸中毒；当血浆中的H2CO3含量减少时，则形成碱中毒。
事实二：在初生蝌蚪或幼小植物体内，当自由水的比例减少时，机体代谢强度降低；当自由水的比例增大时，机体代谢强度活跃。
事实三：Mg2+是叶绿素分子必须的成分；Fe2+是血红蛋白的重要成分；碳酸钙是动物和人体的骨骼和牙齿的主要成分。
(1)事实一表明_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)你对事实二中的现象的全面解释是：_______________________________________
_______________________________________________________________。
(3)事实三表明______________________________________________________________。
13．黄豆种子在黑暗中萌发成幼苗，下表是经过处理后得到的数据。请据表回答：
处理方法 质量/g
种子 幼苗
湿 重 直接称重 160 750
干 重 70℃，72h 138 118
灰 分 550℃，16h 2 2
⑴和种子相比，幼苗湿重增加，增加的物质是 。
⑵和种子相比，幼苗干重减少，减少的物质是 。
⑶灰分代表的物质是 。
⑷种子和幼苗相比， 核酸较多。
⑸种子和幼苗相比， 脂肪较多。
14．实验设计：验证镍是小麦幼苗生长必需的无机盐
材料用具：完全营养液甲、缺镍的完全营养液乙、适当的容器和固定材料、长势相似的小麦幼苗、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，编号A、B；
②将A组玉米幼苗放在缺镍的完全营养液乙中培养，__________________________；
③将两组玉米幼苗放在相同的适宜环境中培养数天，观察______________________。
(2)实验预期：______________________________________________________________。
(3)从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实A、B两组小麦生长状况的差异是由于镍元素供应不同引起的，还应增加的实验步骤及结果是：________________________________。
15、下面两表是一组生物体及人体组织器官的含水量，分析表中数据，回答问题：
表1 一些动物体内的含水量
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳类
含水量 99% 83% 78% 65%
表1 一些动物体内的含水量
组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心肌 血液 脑
含水量 10% 22% 76% 79% 83% 84%
（1）从表1中可知，在各种动物体内，水是__________，动物含水量按照从______到_________；从_______到__________；这一顺序递减的。
（2）从表2可知，组织器官的____________，含水量越多。
（3）心肌是坚实的，血液是流动的，但它们的含量仅差4%，原因是：前者比后者_______，所以是坚实的。
第二章 第5节 细胞中的无机物参考答案
自主学习：1．水 无机盐 水 无机盐 离子 2．自由水 结合水 结合水 自由水游离 3．细胞和生物体的生命活动 维持细胞的酸碱平衡 4．生命系统 C、H、O、N 基础 碳链 糖类、脂质、蛋白质和核酸 基本框架 糖类和脂肪 构建、参与细胞生命活动等
要点讲解：
例1．自由水 结合水 自由水 化学反应 例2.C例3．（1）少（2）花生（3）多（4）a.种子含水量高，呼吸作用强，种子内贮存的营养物质因分解而损失过多b.种子含水量高，呼吸作用强，放出热量多，温度增高，种子易发芽、霉变（5）气候不同，特别是湿度、温度不同 例4.D 例5．B
拓展延伸：
1．D 2．B 3．A 4．C 5．B 6．B 7．A 8．A 9．D 10．A
11．A
12．⑴某些无机盐可调节细胞的酸碱平衡 ⑵自由水是良好的溶剂，是细胞代谢反应的介质并参与某些反应 ⑶无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
13．⑴水 ⑵有机物 ⑶无机盐 ⑷幼苗 ⑸种子
14．⑴B组幼苗放在等量的完全培养液中培养 小麦幼苗的生长状况 ⑵B组幼苗正常生长，A组幼苗不能正常生长 ⑶在缺镍的完全培养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后玉米恢复正常生长，证明镍是小麦幼苗正常生长必需的元素
15、含量最多的化合物 水生 陆生 低等 高等 新陈代谢越旺盛 含结合水较多
答案和提示
（一）问题探讨
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。www.xkb1.com ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )
（二）旁栏思考题
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。
（三）思考与讨论新课标第一网 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )
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。
（四）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。
自我检测的答案和提示
一、概念检测
判断题
1.√。 2.×。 3.×。 4.√。 5.×。 6.×。
选择题
1.A。 2.B。 3.D。 4.A。
二、知识迁移
自由水，结合水，自由水。
三、技能应用
提示：20种氨基酸在形成肽链时可以有不同的序列，这是肽链形式多样的主要原因。用数学的排列组合方式可以解释，假若一段只有20个氨基酸的肽链，那么由于不同的排列组合可以形成的肽链形式就有2020种之多。更何况肽链中的氨基酸数目远不止20个，通常是成百上千，可以想像形成的肽链形式将会是一个天文数字。
四、思维拓展
提示：在陨石中发现了氨基酸，且非地球所有，这说明宇宙中很可能还存在与地球生物类似的生命形式。因为氨基酸是组成蛋白质的基本单位，而蛋白质又是生命活动的主要承担者。
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