2018-2019版新学案生物人教全国版讲义：第二章 组成细胞的分子 第5节　细胞中的无机物

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第5节细胞中的无机物[学习目标］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。一、细胞中的水1．水的含量（1)含量：水是细胞中含量最多的化合物.(2)含水量、生物种类与发育阶段的关系(3)同一生物体内，不同器官的含水量不同,一般代谢旺盛的组织、器官含水量较多。2．水的存在形式和作用图中A、B表示水在细胞中的两种存在形式，结合图回答问题：（1)A表示自由水，这部分水在细胞中以游离的形式存在，可以自由流动,细胞中的水绝大多数以该种形式存在。其作用是：细胞内的良好溶剂；参与生化反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物.(2）B表示结合水，这部分水在细胞内与其他物质相结合，是细胞结构的重要组成成分.(3）种子晾晒失去的水是A（填字母）,种子烘烤失去的水是B(填字母）。(4）在组织中，水的存在状态与组织和器官的形态直接相关，如血液呈液态是因为其中水分主要为A（填字母)；骨骼肌为固态是因为其中的水分主要为B（填字母).（5）自由水与结合水的关系①在一定条件下自由水和结合水可相互转化。在活细胞内正常的温度范围内，降低温度，A(填字母)会转化为B(填字母)；反之，升高温度，B（填字母)会转化为A(填字母)。②两者的相对含量（自由水/结合水)影响生物组织的代谢速率。代谢活动旺盛,细胞内A（填字母）含量高（自由水/结合水比值大）；代谢活动下降，抗逆性增强，细胞中B（填字母)含量高（自由水/结合水比值小）。深化拓展水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系应用：(1）将收获的种子晒干，降低自由水的含量，使代谢减弱，有利于种子的长期保存。(2)干种子萌发前，需要吸收水分，增加自由水的含量，使代谢逐渐增强。(3）越冬作物减少灌溉，降低自由水含量，提高对低温的抗性。例1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高C．生物体内含量最多的物质是水D．血液中自由水与结合水之比大于1，而心脏中则相反答案D解析水生生物的含水量一般高于陆生生物的含水量;代谢旺盛的器官一般含水量较高;水是生物体中含量最多的物质;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.例2下列有关水的叙述中，错误的是（）①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水②生物体内的化学反应离不开水③水是细胞结构的组成成分之一④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大⑥不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大A．①④⑤ B．①④⑤⑥C．⑤⑥ D．②③④⑤⑥答案C解析自由水的比例越大，细胞的代谢强度越强;代谢旺盛的细胞内自由水的比例较大，而干种子的细胞内自由水的比例较小。二、细胞中的无机盐1．存在形式和含量2．无机盐的生理功能与实例（连线)功能 实例①组成复杂化合物 a.人体缺钙会出现抽搐②维持生命活动 b.HCOeq\o\al（－，3）维持血浆pH，Na＋ 主要维持细胞外的渗透压③维持细胞酸碱平衡，和渗透压平衡 c.Mg2＋组成叶绿素，Fe2＋ 组成血红蛋白答案①—c②-a③—b归纳总结无机盐参与构成的常见化合物N：蛋白质、叶绿素、核苷酸等。P:核苷酸、磷脂等。Mg：叶绿素。S：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分（蛋白质的特征元素)。Fe：动物血红蛋白。I：甲状腺激素等.例3下列与无机盐的功能无关的是（）A．是细胞中的能源物质之一B．是某些复杂化合物的重要组成成分C．能维持生物体的生命活动D．能维持细胞的酸碱平衡答案A解析无机盐不是能源物质；无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分;无机盐能维持生物体的生命活动;无机盐能维持细胞的酸碱平衡。例4为了确定某元素是否为植物的必需元素，应采取的方法是()A．检测正常叶片中该元素的含量B．分析根系对该元素的吸收过程C．分析环境条件对该元素吸收的影响D．观察含全部营养元素的培养液中，去掉该元素前后植株的生长发育状况答案D解析判断某元素是否为必需元素，通常用溶液培养法。在人工配制的完全培养液中，除去某种元素，然后观察植物的生长发育情况:如果植物的生长发育仍正常，说明该元素不是植物所必需的;如果植物的生长发育不正常(出现特定的缺乏症状)，且只有补充了该种元素（其他元素无效）后，植物的生长发育才能恢复正常(症状消失)，则说明该元素是植物所必需的元素。方法技巧探究植物必需无机盐的实验设计思路探究某一种无机盐是否为植物必需无机盐,一般利用溶液培养法，具体设计思路如下：（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．下列叙述,正确的打“√”,错误的打“×”。(1）生物体的含水量与生物的生活环境密切相关()(2)种子储存前，晒干是为了减少自由水含量，降低种子的代谢速率，以延长寿命（)（3）生物体内，无机盐均以离子形式存在（）（4)无机盐含量过多或过少都会影响生物体的正常生命活动（）（5）水和无机盐都不能作为细胞的能源物质（)答案(1）√（2）√(3）×（4）√（5)√

2．“绵绵的春雨润醒了小草,润绿了杨树，润开了报春花。"下列各图为植物在复苏过程中，细胞中自由水与结合水相对含量变化的曲线图，其中表示正确的是（）答案B解析植物在复苏过程中新陈代谢增强，自由水相对含量上升，结合水相对含量下降。3．某人近来脸色苍白、四肢无力，总是感到头昏眼花,到医院里进行血常规化验，医生发现其血红蛋白含量减少。如果你是医生，除了对他进行药物治疗外，还应建议他在饮食上补充下列哪种食品(）A．含糖较多的食品 B．含铁丰富的食品C．含钙丰富的食品 D．含锌丰富的食品答案B解析糖类是能源物质,不会影响血红蛋白的含量,故A项错误;血红蛋白的合成需要铁离子的参与，血红蛋白减少很可能是缺少铁，所以应多补充含铁丰富的食品，故B项正确；含钙少会引起抽搐，故C项错误；锌参与代谢但不影响血红蛋白的形成，故D项错误。4．运动型饮料可为人体提供水和无机盐.下列有关生物体内水和无机盐的叙述中,错误的是（)A．生物体内的生化反应必须在水中进行B．自由水参与体内营养物质和代谢废物的运输C．某些无机盐是组成磷脂、RNA和纤维素的必需成分D．无机盐在细胞内的含量很少，主要以离子形式存在，具有维持机体渗透压、酸碱平衡和正常生命活动的功能答案C解析生物体的生命活动离不开水，生化反应必须在水中进行；参与体内营养物质和代谢废物运输的是自由水；构成纤维素的元素是C、H、O，不含无机盐;无机盐在生物体内的含量虽少，但对维持机体的渗透压、酸碱平衡和正常生命活动都有重要作用。5．铁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症。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，对防治缺铁性贫血大有好处。钙在人体内的总量达1300g，其中99％存在于骨骼中，一旦离子钙在血浆中的浓度明显下降,神经肌肉兴奋性会大大增加,出现手足抽搐症;相反，如果血钙过高，则会引起肌无力.(1）贫血症患者血液运输________的能力低.一般的贫血症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 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?_____________________________________________________________________________________________________________________。（5)用化学分析法测得某有机物的化学成分及含量如下表所示，则该物质最可能是________。元素CONHSFe含量/％92.3933.5182。7541.2140。0060.006A.核酸 B．脂肪C．蛋白质 D．糖类答案(1)O2蛋白质（2）B（3）C（4)有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，有些无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用(5)C［对点训练］题组一细胞中的水1．(2018·广东省韶关市高一上学期期中)下列关于细胞中水的含量的叙述，错误的是()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的少C．抗冻的植物细胞内自由水含量多D．自由水和结合水在一定条件下可以相互转化答案C解析人体细胞中水是含量最多的化合物,A项正确；生物体的不同发育时期含水量不同，老年人细胞中含水量比婴儿低，B项正确;抗冻的植物细胞自由水含量较低,C项错误；自由水和结合水不是一成不变的，在一定的条件下可以相互转化,D项正确。2．幼小植物体内自由水/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/结合水的比值不断减小时,植物体内的新陈代谢减弱，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．②④C．③④ D．①④答案C解析结合水是构成植物细胞结构的一部分，但没有阐明与新陈代谢的关系,所以错误;自由水是良好的溶剂，营养物质和代谢废物在水中运输，自由水又参与一些代谢反应，因此自由水/结合水的比值增大时，代谢加快。3．下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是（)A．储藏中的种子不含水分，以保持休眠状态B．温度降低，自由水与结合水的比值降低,代谢水平和抗逆性都降低C．自由水既可以运输物质又可以作为生物化学反应的介质D．抗旱植物体内自由水与结合水的比值比一般植物的要高答案C解析储藏中的种子含有水分,只不过结合水较多，A项错误；温度降低，自由水与结合水的比值降低，新陈代谢减慢，但抗逆性增强，B项错误；自由水既可以运输物质又可以作为生物化学反应的介质，C项正确；抗旱植物体内自由水与结合水的比值比一般植物的要低,D项错误。4．（2017·湖北黄冈高一检测)生物体的一切生命活动都离不开水，下列叙述错误的是()A．自由水是各种代谢活动的介质B．幼儿体内的含水量高于成年人C．种子晒干后，结合水含量减少，代谢减慢D．植物成熟部分比幼嫩部分含水量低答案C解析种子晒干后，自由水含量减少，代谢缓慢。5．在低温雨雪冰冻天气下,农作物细胞中自由水与结合水比值及农作物抗寒性都发生了相应变化，图中能正确描述这种变化的是()答案D解析当环境温度下降时，植物细胞中自由水的含量下降,自由水与结合水的比值下降，随着自由水与结合水比值的下降，农作物抗寒性增强。用曲线图表示时应一条为升曲线，一条为降曲线，故D图中曲线符合题意。题组二细胞中的无机盐6．生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na＋参与（）A．调节渗透压 B．组成体内化合物C．维持正常pH D．提供能量答案A解析液泡内的各种矿质离子等能够参与调节细胞液的渗透压,盐生植物液泡中贮存大量的Na＋，增大了细胞液的渗透压，使细胞吸水能力增强。7．下图是一种叶绿素分子(左)和血红蛋白分子(右)的局部结构简图，下列说法错误的是（)A．合成叶绿素和血红蛋白分别需要Mg2＋和Fe2＋B．植物体缺Mg2＋会影响光合作用C．人体缺Fe2＋会影响血红蛋白对氧的运输D．Mg和Fe分别存在于植物和动物细胞中答案D解析Mg2＋是叶绿素的重要组成成分,叶绿素是光合作用必需的色素；而Fe2＋是血红蛋白的组成成分，缺乏Fe2＋就会影响红细胞的功能；Fe和Mg在动物和植物细胞中都有。8．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①②③④⑤甲离子2030503040乙离子5545604555丙离子1015202525A。①⑤ B．②③C．②④ D．③⑤答案C解析根据单一变量原则，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。9．（2018·广东省韶关市高一上学期期中）苹果含有元素Zn,是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn，就会导致大脑发育不完善。因此，苹果又被称为记忆之果。这说明无机盐离子（)A．对维持酸碱平衡起重要作用B．对维持细胞形态有重要作用C．对调节细胞的渗透压有重要作用D．对维持生物体生命活动有重要作用答案D解析由题意可知，Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn,就会导致大脑发育不完善,这说明Zn对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。题组三细胞中水和无机盐的综合运用10．某运动员比赛后的化验报告显示体液中Ca2＋含量太低，导致神经和肌肉的兴奋性过高而出现抽搐。这一事实说明Ca2＋的生物功能之一是（）A．构成细胞结构的主要成分B．维持细胞的正常形态C．维持细胞的正常生理功能D．调节渗透压和酸碱平衡答案C解析由题意可知，体液中Ca2＋含量太低，导致神经和肌肉的兴奋性过高而出现抽搐，这说明Ca2＋浓度的相对稳定对于维持细胞的正常生理功能有重要作用.11．下列关于细胞中水和无机盐的叙述，错误的是(）A．细胞中的无机盐主要以分子状态存在B．种子加热才能失去的水是结合水C．有的无机盐游离在水中维持细胞的pHD．Mg是合成叶绿素分子的原料答案A解析细胞中的无机盐主要以离子状态存在。

12．如图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化，据图分析下列叙述不正确的是（)A．随着种子的成熟，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态B．种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减少C．种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少D．种子成熟期间这两种物质的变化与种子萌发时相反答案C解析由题图可知,在小麦种子成熟过程中，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态；种子成熟过程中，自由水大量减少，从而增强种子的抗逆性，这是种子水分减少的主要原因，种子水分的减少并非是植物吸收的水分减少的结果。[综合强化］13．互花米草是一种滩涂草本盐沼植物，对水淹的生态环境有很强的适应能力,曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的最佳植物”。来自美国东海岸的互花米草在引入我国后，出现生长蔓延、破坏生态环境的严重问题.为了探究互花米草对水淹生态环境的适应机制,为进一步调控措施的研究提供依据，某科研小组以“探究互花米草体内自由水和结合水的比值与潮汐水淹时间的关系”为课题，设计了如下实验：①选取同一海滩的互花米草幼苗分别栽种于多个沙盆中。②将长势相同生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，每天分别进行0h、3h、6h、12h和24h的水淹处理。③在处理50d后，采取整株植株并测定自由水与结合水含量，计算自由水与结合水的比值。实验结果如下表所示：水淹时间h/d0361224自由水与结合水的比值1。50.751.251.11.0分析实验过程及实验结果，回答以下问题：（1)在该实验中，____________是自变量。请结合表格数据在图中绘出折线图.（2)为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实验用水应为______________水,来源于________________。(3）自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系。根据实验结果可知，互花米草在水淹时间为________h/d的环境下，抗逆性最强。在进行水淹处理时间为________h/d的环境下，代谢活动最强。答案(1）水淹时间如下图:(2）海互花米草采样地点(3)30解析(1)由实验目的可确定该实验的自变量是水淹时间，因变量是自由水与结合水的比值。绘制曲线时应对照图中数据先画点,后连线.(2)为了确保实验结果的可靠性，该实验应选取互花米草采样点的海水进行水淹处理。(3)结合（1）所画的曲线分析,水淹3h/d时，自由水与结合水的比值最低,互花米草的抗逆性最强；而在没有水淹时，自由水与结合水比值最高,代谢最旺盛。14．如下图表示土壤中甲、乙两种矿质元素浓度变化与植物生长速率的关系，据图分析回答下列问题：（1）植物生长所需甲元素的量比乙元素的量________。（2)在土壤中乙元素的浓度分别为A、B、C时，其中在________浓度下施含有乙种元素的肥料最有利于植物生长。(3)已知乙元素是DNA和各种蛋白质的组成成分，其化学符号是____________________。答案(1）少(2)A（3)N解析据图可知，甲元素植物吸收较少，在很低的浓度范围内就可达到较高的生长速率，而乙元素则需求量较大,所以在施肥时要施乙元素,在A点施肥更有效。乙元素是DNA和蛋白质的组成成分,那么根据核酸和蛋白质的组成元素及乙元素从土壤中吸收这一事实,我们很容易确定乙元素是N元素。

15．设