2.2细胞中的无机物高一生物学案（人教版2019必修1分子与细胞）原卷版

学习目标2.2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，认同其在生命活动中具有重要作用。2.举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。学习重难点学习重难点1.说出水在细胞中的存在形式及作用。(重点)2．说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。(重点)3．了解元素和化合物与生命系统的关系。预习新知预习新知（一）细胞中的水1.结合以下资料，总结水的含量的特点。资料1：生物水母藻类鱼类青蛙高等植物哺乳动物含水量（%）979080—857860—8065资料2：发育时期婴儿幼儿成人老人含水量（%）91726050资料3：组织器官牙齿骨骼骨骼肌心肌血液含水量（%）1022767983（1）不同，含水量不同。（水生生物陆生生物）（2）同种生物，不同，含水量不同。（动物：幼儿成人老人；植物：幼嫩部位成熟部位）（3）同种生物，不同，含水量不同。2.阅读教材20页第二段和21页正文第一段，说出水的存在形式，各自的定义、含量，以及各自作用。种类自由水结合水存在形式以状态存在与相结合含量约占约占作用细胞内的良好（2）参与细胞内的许多（3）为细胞提供（4）运送（1）是的重要组成成分（2）主要与蛋白质、多糖等物质结合，成为的构成成分思考：以下实例中水以什么形式存在：A.咬开水蜜桃时冒出来的汁水B.新鲜小麦种子晒干丢失的水（种子是否还有活性？）C.晒干小麦种子放在试管中用火烘烤，试管壁上的水（种子是否还有活性？）D.鸡蛋清里的水3.阅读教材21页正文第一段的后半部分，说出水的含量与细胞代谢、抵抗不良环境的能力的关系。细胞内自由水所占比例越大，细胞的就越旺盛而结合水越多，细胞能力越强思考：以下做法的原因：A种子储藏前，先晒干B种子萌发前，先在水中浸泡C越冬植物，减少灌溉4.阅读教材21页小字部分，说出水分子的结构特点和水分子之间的结合方式，思考：（1）为什么说水是一种良好的溶剂？（2）为什么在常温下水是液体状态？（3）为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？（二）细胞中的无机盐1．含量无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1～1.5%。2．存在形式细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。3．功能(1)是细胞内许多复杂化合物的重要组成成分。(2)维持细胞和生物体的生命活动，如哺乳动物的血液中若钙离子含量太低，会出现抽搐等症状。易错提示(3)维持细胞的酸碱平衡。易错提示判断自由水、结合水比例变化的方法(1)看环境条件是否恶化，若环境条件恶化，则自由水含量下降，结合水含量上升。(2)看生命活动强度或状态的变化，若生命活动增强，则自由水含量上升，结合水含量下降。关于生物体中水的误解①水是生命之源，但并不是水分越多越好，如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。②晒干种子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅降低。1．水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在。2．细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。3．无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。4．一些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。5．糖类、蛋白质、核酸、脂质等是构成细胞生命大厦的基本框架。深化探究深化探究（一）深化探究1．鲜种子在晒干过程中失去的水和干种子放在试管中加热时失去的水在细胞中的存在形式相同吗？提示：不同。前者失去的是自由水，而后者失去的主要是结合水。2．为什么观察动物和人的细胞时，要将其放入相应浓度的生理盐水中。提示：无机盐对维持细胞的正常形态起重要作用。3．不同种类的细胞中，化合物的种类和含量有区别吗？请举例说明。提示：有。如淀粉只存在于植物细胞内，糖原只存在于动物细胞内；又如肌细胞中蛋白质含量较高，脂肪细胞中脂肪含量较高。4．在探索外星球是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的环节。想一想这是为什么？提示：生命活动离不开水。生命活动是通过生物化学反应完成的，生物化学反应在水环境中进行。5．将少量干燥种子放入干燥的试管内，放在酒精灯火焰上烘烤，试管内壁上出现少量水珠。该水分在细胞中以哪种形式存在？如果用上述烘烤后的种子播种，种子能否萌发？提示：以结合水形式存在。如果将烘烤后的种子播种下去，种子不能萌发，因为结合水是细胞内的结构物质，失掉结合水，细胞结构被破坏，细胞死亡，导致种子失去活性。6．粮食收获以后，为什么要晒干后储存？播种前为什么要浸种？课后作业提示：粮食晒干后，细胞内的自由水含量降低，代谢强度降低，利于粮食的长期储存；播种前浸种可以使细胞内自由水含量增加，使代谢强度增加，从而促进种子萌发。课后作业1．植物在生长发育过程中，需要不断地从外界环境中吸收水分和无机盐。下列关于植物体内水和无机盐的叙述，错误的是（）A．叶肉细胞中参与光合作用光反应的水分子属于自由水B．干旱胁迫下，植物细胞中自由水与结合水的比值降低C．植物吸收的Mg2+参与叶绿体类囊体薄膜上叶绿素的合成D．N主要以离子形式进入植物细胞，并参与合成蛋白质、磷脂等大分子物质2．不同条件下源赤皮青冈松幼苗叶片中自由水和结合水的含量变化如表所示（CK：对照组；T1：轻度干旱胁迫；T2：中度干旱胁迫；T3：重度干旱胁迫）。下列叙述错误的是（

）指标CKT1T2T3自由水含量（g/cm2）51.6149.7939.1731.08结合水含量（g/cm2）19.7524.2626.2332.43自由水/结合水2.612.051.490.96A．源赤皮青冈松细胞中的自由水是细胞内良好的溶剂B．源赤皮青冈松细胞中的结合水失去了流动性和溶解性C．源赤皮青冈松细胞中的结合水增加利于抵抗干旱环境D．T3组源赤皮青冈松细胞代谢最旺盛，自由水占比最小3．一般来讲，水是活细胞中含量最多的化合物，不同生物含水量不同，同种生物在不同的组织、器官和不同的生长发育时期含水量也不同。下列说法正确的是（）A．水是良好的溶剂，主要是因为水分子是极性分子，带正电荷或负电荷的分子都容易与水结合B．正常情况下，结合水与自由水比值越小，细胞代谢越缓慢，但抗逆性越强C．晒干的种子细胞内不含水分，导致细胞代谢停止，因而有利于种子长时间储存D．水分子内的氢键易断裂也易形成，可以保证水分子具有流动性4．用任氏液（含少量Ca2+）灌注离体蛙心，发现蛙心可持续跳动数小时；用不含Ca2+任氏液灌注离体蛙心，发现蛙心会很快停止跳动，这两种实验的结果表明Ca2+（）A．对维持蛙心细胞PH有重要作用B．对维持生命活动有重要作用C．对维持蛙心形态有重要作用D．为蛙心的跳动直接提供能量5．开心果已成为世界第五大坚果作物，它具有耐旱、抗热等特性，含有丰富的有机物、无机盐(如钾、钠、铁、钙)等。下列关于开心果的元素与物质组成的叙述，正确的是（

）A．无机盐在细胞中多以化合物形式存在，少数以离子形式存在B．坚果细胞中结合水的含量远远多于自由水，以利于其耐受干旱C．细胞中钾、钙、镁元素含量远多于铁元素，铁在细胞中含量较少，属于微量元素D．糖类是主要的能源物质，在开心果植株中含量最多的化合物是糖类6．植物在越冬时，细胞内的生理代谢会发生改变以提高抗寒能力。下图表示某种植物在不同时期含水量变化，正确的是（

）

A．活细胞中含量最多的化合物是蛋白质B．10～12月，植物的自由水与结合水含量的比值逐渐增大C．农民晒种时小麦种子失去的主要是以结合水的形式存在于细胞中的水D．植物的抗寒能力的大小与结合水与自由水的比值呈正相关7．玉米种子在黑暗中萌发成幼苗，下表是种子经过处理后测得的数据，据表格回答，下面说法正确的是（

）处理方法质量/g种子幼苗鲜重直接称重160750干重70℃，72h138116灰分550℃，16h22A．水在细胞中以两种形式存在，植物入冬后，结合水比例上升，抗寒抗旱的能力增强B．和种子相比，幼苗的质量有所增加，增加最多的物质是有机物，种子燃烧后留下灰分，这些灰分代表的物质是无机盐C．若该种子为花生，在鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中，可用苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色颗粒，实验观察时染色后还要用90%的酒精洗去浮色D．该幼苗细胞干重时含量最多的元素一定是C8．生物体内的含水量可以变化，自由水和结合水可以相互转化，下列曲线不正确的是（

）A．

B．

C．

D．

9．如图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化示意图。据图分析，下列叙述错误的是（）A．随着种子的成熟，种子的新陈代谢逐渐减慢B．随着种子的成熟，种子细胞中有机物的量/水含量的值增大C．随着种子的成熟，种子的干重逐渐增加D．随着种子的成熟，种子细胞中结合水/自由水的值逐渐减小10．下列关于细胞中的水和无机盐的叙述,正确的是（

）A．仙人掌细胞中自由水的含量要低于结合水B．骨骼肌细胞中蛋白质的含量多于水的含量C．细胞中的无机盐主要以化合物的形式存在D．无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡很重要11．结合下列曲线，有关水在生物体内含量的说法中，正确的是（

）

A．曲线①可表示人一生中体内结合水和自由水的比值随年龄变化的曲线B．曲线①可以表示生物抗逆性与结合水和自由水的比值的关系曲线C．②可表示细胞代谢速率随结合水与自由水比值的变化D．曲线③不能表示玉米种子在烘干过程自由水的含量变化12．谚语有云“有收无收在于水，收多收少在于肥”，水和无机盐在玉米等农作物的生长发育过程中发挥着重要的作用。下列说法正确的是（

）A．细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高B．叶绿素含有Mg，分布在液泡膜上，可以捕获光能C．在冬季减少对植物的灌溉可以提高植物对低温的抗性D．新收获的玉米种子含量最多的有机物是水13．乳酸亚铁口服液可以防治人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe2＋进入人体后能（）A．调节血液的渗透压 B．调节血液的酸碱平衡C．构成红细胞中的血红蛋白 D．促使更多红细胞的产生14．研究发现用不含Ca2+和K+的生理盐水灌注离体蛙心时，蛙心收缩不能维持；用含有少量Ca2+和K+的生理盐水灌注离体蛙心时，心脏能持续跳动数小时。这说明Ca2+和K+（

）A．是构成细胞某些复杂化合物的重要成分B．对维持血浆的正常浓度有重要作用C．对维持生物体正常生命活动有重要作用D．为蛙心脏的持续跳动直接提供能量15．下列关于无机盐的叙述，错误的是（

）A．若人体内缺少铁，则血红素不能合成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，如碳酸钙是构成骨骼、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16．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海洋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，分别在每天进行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/d）0361224自由水/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，请结合表格数据在坐标图中绘出折线图。(2)为了能最大限度地模拟互花米草生态环境，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。17．华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测哪个正确。材料用具：30株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状，根据全素培养液和相应缺锌、缺镁的培养液对苹果生长发育影响的比较，判断小叶病的病因。方法步骤：(1)首先配制全素培养液（含所有元素）和相应的缺锌培养液和培养液，分别放入3个培养缸并编号为A、B、C。(2)将30株长势相同的苹果幼苗均分为3组，分别栽培在上述3个培养缸中。放在适宜的条件下培养一段时间，。(3)结果预测和分析：①A缸内的苹果幼苗正常生长。②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸中的没有，则说明。③若，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。④若，则说明苹果小叶病既与缺镁有关，又与缺锌有关。⑤若，则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。18．2022年9月21日，在泸定发生地震17天后，泄洪英雄甘宇被成功营救。医护人员立马给他输送水和营养液。因为人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质。这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。如下图所示是组成细胞的主要元素及其比例。根据图中所示信息回答下列问题：(1)组成细胞的元素中，含量最高的四种元素为。(2)组成生物体的最基本元素占细胞总量的。(3)O元素在细胞总量中占比例最大，为什么不是最基本元素？。(4)O、H、N三种化学元素在细胞总量中所占比例是，而这3种元素在组成岩石圈的化学成分中，质量分数还不到1%。这个事实说明了。(5)被运送的牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。如果钙离子的含量太低，会出现肌肉抽搐现象，这说明无机盐的生理作用是。(6)水在人体内有着重要作用，水在人体细胞中存在形式有自由水和两种，其中自由水的生理作用有①是细胞内良好的溶剂；②；③运输营养物质和代谢废物；④为细胞提供液体环境。(7)处于生长发育期的青少年，夜间睡觉时腿部会出现抽筋现象，这是因为其血液中含量过低；该实例体现了无机盐的作用是。牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。其中碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，铁是血红蛋白的主要成分，这说明无机盐的生理作用是。(8)健康人的尿液中含有极微量的蛋白质，若尿液中的蛋白质过多，则称蛋白尿。健康人在剧烈运动后，可能会出现暂时性的蛋白尿。用双缩脲试剂检测尿中是否含有蛋白质时，若实验结果出现色，则说明尿液中含有蛋白质，且颜色的深浅与尿液中蛋白质的含量成（填正相关或负相关）。(9)研究发现Mg是植物生长所必须的元素，若设计实验来证明，则该实验的设计思路是利用培养液和培养液作对照并得出结论。(10)在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时，会形成酸中毒；当血浆中H2CO3含量减少时，则形成碱中毒。这表明。(11)在初生蝌蚪或幼小植物体内，当自由水的比例减小时，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。你对此的解释是。(12)人体某些组织的含水量近似，但形态却不同。如：心肌含水量约为79%而呈坚韧的形态，血液含水量约为82%，却川流不息。你对此的解释是。19．下表是用于番茄无土栽培的一种培养液配方。据表回答下列问题：Ca（NO3）21．0gKCl1．2gMgSO40．25gFeCl30．005gKH2PO40．20gH2O1000mL(1)构成番茄植株的细胞中，含量最多的有机化合物是。(2)在该培养液配方中，属于微量元素的是。该培养液配方中含有大量的水，水在生物体的许多化学反应中充当。(3)植物体所需的矿质元素进入植物体后，有些可重复利用，有些不能重复利用。可重复利用的矿质元素缺乏时，老叶先表现出缺乏症（叶片变黄），不可重复利用的矿质元素缺乏时，幼叶先表现出缺乏症（