3年高考2年模拟2025版新教材高考生物第2章组成细胞的分子第2节细胞中的无机物讲义新人教版必修1

PAGEPAGE14第2节细胞中的无机物课标解读课标要求学习目标学法指导1.指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,给予了细胞很多特性,在生命活动中具有重要作用。2.举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动亲密相关1.通过对种子进行暴晒和加热来分析细胞中水的种类及作用,进而分析水与细胞代谢及植物体抗逆性之间的关系。(科学思维)2.结合详细实例分析、总结无机盐在细胞中的存在形式及主要作用。相识到物质的特性,初步形成生命的物质性及结构与功能相适应的观念。(生命观念、科学思维)1.通过对不同生物体含水量、人体不同组织器官的含水量的相识,明确水在细胞中的存在形式和作用,从结构与功能相适应的角度来相识水的含量与细胞代谢之间的关系。2.通过分析小麦种子、人和动物细胞中无机盐的种类和含量,从结构与功能相适应的角度认同无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要的意义学习任务一细胞中的水1.水的含量(1)活细胞内含量最多的化合物是①水。(2)生物种类不同其含水量不同,一般为60%~95%,水母的含水量达到97%。2.水的特点(1)水分子具有②极性。(2)水分子之间靠③氢键结合。学问链接为什么水可以与其他物质相结合?提示:水是极性分子,氧的一端稍带负电荷,氢的一端稍带正电荷,因此水分子很简单与其他极性分子间形成氢键。如蛋白质分子的氨基、羧基等均可与水结合,成为结合水。3.水的存在形式和功能种类自由水结合水形式在细胞中以④游离的状态存在与⑤细胞内的其他物质相结合含量约占95.5%约占4.5%作用细胞内的良好溶剂;参加细胞内的很多⑥生物化学反应;为细胞供应⑦液体环境;运输⑧养分物质和代谢废物主要与蛋白质、多糖等物质结合,是⑨细胞结构的重要组成部分4.水的含量与细胞代谢、反抗不良环境的实力的关系(1)细胞内⑩自由水所占比例越大,细胞的代谢就越旺盛。(2)细胞内结合水越多,细胞反抗干旱和寒冷等不良环境的实力就越强。1.水是细胞内良好溶剂的缘由是什么?答案水分子的空间结构及电子的不对称分布,使得水分子成为一个极性分子,带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都简单与水结合。2.水在常温下呈液态,具有流淌性的缘由是什么?答案水分子之间靠氢键连接,氢键较弱,易被破坏,只能维持极短时间,这样氢键不断地断裂,又不断地形成,使水在常温下呈液态,具有流淌性。3.水的温度相对不简单发生变更的缘由是什么?答案由于氢键的存在,水具有较高的比热容,这就意味着水的温度相对不简单发生变更。4.农夫晾晒刚收获的鲜种子后,种子会失去大量的水分,该水分在种子细胞中主要以哪种形式存在?这样做在生产实际中有什么用处?答案主要以自由水形式存在。将种子晒干就是削减了其中自由水的含量而使其代谢水平降低,便于贮存。5.绿色植物在夏季,自由水含量相对较高,而在秋冬季,结合水含量相对较高。请据此分析自由水与结合水的比值与细胞代谢旺盛程度的关系。答案自由水与结合水的比值相对越大,细胞代谢就越旺盛,反之则缓慢。归纳总结1.影响水含量的因素影响因素含水量比较(实例分析)生物种类水生生物>陆生生物生长发育阶段幼儿时期>成年时期>老年时期;植物幼嫩部分>植物成熟部分组织、器官种类与代谢程度血液>骨骼肌>牙齿2.水分子的结构确定其作用和特性3.细胞内自由水与结合水的存在与相互转化(1)细胞内的结合水,一般与纤维素、蛋白质等大分子物质结合,作为细胞的构成成分。(2)自由水与结合水的相互转化①转化条件:一般是温度,自由水结合水。②转化实例:a.烘干种子时,部分结合水转化为自由水;b.水果放入冰箱冷藏、植物进入冬季时,部分自由水转化为结合水。4.自由水和结合水的存在及其功能的验证晾干的种子仍旧是有生命活力的,只是在晾干的过程中大量的自由水蒸发散失,但结合水含量基本不变,从而使种子的抗逆性增加。5.自由水和结合水比值与细胞代谢、植物抗逆性的关系与应用①种子储存前晒干的目的是降低细胞中自由水的含量,降低细胞代谢,削减有机物的消耗,延长寿命。②越冬作物削减浇灌,可提高作物对低温的抗性。例1水是生命之源,是一切生命活动的基础。下列关于水的说法,不正确的是()A.一般在冬季来临之前,蛇体内的一部分水会与蛋白质等物质结合B.冬眠的青蛙体内结合水与自由水的比值上升C.水分子之间靠氢键相互作用在一起D.一般而言,抗旱的植物,体内自由水与结合水的比值比一般植物要高答案D冬季来临前,蛇体内一部分水会与蛋白质等物质结合,使结合水含量上升,A正确;冬眠的青蛙,代谢强度降低,结合水的比例会上升,B正确;由于水分子是极性分子,水分子之间会形成一种弱的引力,即氢键,C正确;一般来说,抗旱植物的细胞内,自由水比例较低,D错误。【素养解读】细胞中的水包括自由水和结合水,自由水与结合水的含量和比例与细胞代谢有肯定的关系,通过对细胞中这两种水的含量与转化关系的考查,培育学生的生命观念和科学思维等核心素养。素养落实1生物体内的含水量可以变更,自由水和结合水可以相互转化,如图所示曲线错误的是()答案D生物体内自由水和结合水可以相互转化,自由水与结合水比值越高,细胞代谢越旺盛,A正确。人在幼年时,代谢旺盛,自由水含量高;年老时,自由水含量降低,代谢减弱,B正确。小麦开花后,水分渐渐削减,有机物积累渐渐增加,C正确。随着温度降低,自由水比例降低,结合水比例上升,植物的抗逆性增加,D错误。学习任务二细胞中的无机盐1.存在形式:细胞中的大多数无机盐以①离子的形式存在。2.含量:无机盐在细胞中含量很②少,仅占细胞鲜重的1%~1.5%。3.生理作用功能举例细胞内某些困难化合物的重要组成成分③Mg是叶绿素的组成元素;④Fe是血红素的组成元素;⑤P是组成细胞膜、细胞核的重要成分维持细胞和生物体的生命活动哺乳动物血液中缺⑥Ca2+会出现抽搐等症状维持细胞的酸碱平衡人体内的某些无机盐离子必需保持肯定的量学问链接几种常考无机盐功能举例(1)Mg:参加构成叶绿素(与光反应有关)。(2)Ca2+:可调整肌肉收缩和促使血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。(3)Fe:参加构成血红素(缺Fe时,贫血,无氧呼吸加剧,可引发乳酸积累,致使酸中毒)。1.视察教材22页资料1一种叶绿素分子和血红素分子的局部结构简图,说明白无机盐的什么功能?答案有些无机盐是某些化合物的重要组成成分。2.生理盐水的含义是什么?在什么状况下须要用生理盐水?答案生理盐水是指生理学试验或临床上常用的渗透压与动物或人体血浆的渗透压基本相等的氯化钠溶液。当人体须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。3.人体代谢过程中产生的一些代谢物质会变更体液的酸碱度,人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸碱缓冲物质,可以中和这些变更。这说明白无机盐具有什么功能?答案无机盐对于维持人体内的酸碱平衡的相对稳定具有重要作用。归纳总结比照法探究植物生长必需的无机盐(1)试验原理:若缺乏该种无机盐,植物的生长发育发生障碍,不能完成其正常生命活动。植物在缺乏该种无机盐的环境中表现出某一病症后,可以通过补充该无机盐,使植物复原。(2)试验设计(3)试验中的比照①空白比照对照组:植物+完全培养液②自身比照对照组:缺X的完全培养液加入无机盐X③试验中应保证明验材料的统一性,即植物的种类、生长状况等应一样。④试验组在幼苗生长不正常后加入X的目的是:与试验组加入X前形成比照,植物复原正常生长,更能说明X是必需无机盐,使试验更有劝服力。例2下列有关无机盐的说法,不正确的是()A.缺铁会导致机体出现贫血症状,与血红素有关B.患急性肠炎的病人脱水时,须要同时补充水分和无机盐C.Mg参加叶绿素的合成,从而影响植株的光合作用D.细胞中大多数无机盐以化合物的形式存在答案D铁是构成血红素的重要成分,缺铁会导致机体血红素含量削减,运输氧气的实力下降,出现贫血症状,A正确;患急性肠炎的病人脱水时排出了大量的水和无机盐,因此应同时补充水分和无机盐,维持人体生命活动的正常进行,B正确;Mg参加叶绿素的合成,从而影响植株的光合作用,C正确;细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在,少数以化合物的形式存在,D错误。【素养解读】无机盐是细胞内重要化合物的组成成分,维持细胞的正常生命活动,初步形成生命的物质性及结构与功能相适应的观念。素养落实2为验证镁元素是番茄幼苗生长的必需元素,不同小组设计了相关试验方案(完全培育液能为番茄供应各种所需元素),可以达到试验要求的是()选项所选幼苗状况及分组幼苗的培育液(基)试验中光照条件A长势相同幼苗分成两组一组用清水培育,一组用镁溶液培育足够光照B长势不同幼苗分成两组一组供应完全培育液,一组供应只缺镁的培育液足够光照C长势相同幼苗分成两组一组供应完全培育液,一组供应只缺镁的培育液足够光照D长势相同幼苗分成两组一组用一般土壤培育,一组用加镁土壤培育足够光照答案C探究试验应当遵循比照原则和单一变量原则,该试验的目的是验证镁元素是番茄幼苗生长的必需元素,因此自变量是镁元素的有无,即一组供应完全培育液,一组供应只缺镁的培育液,且须要长势相同的幼苗,故选C。1.下列叙述,正确的打“√”,错误的打“✕”。(1)生物种类不同,含水量也不同,如水生生物含水量多于陆生生物。(√)(2)水中含有氢键,所以具有较高的比热容。(√)(3)细胞内自由水含量越高,细胞新陈代谢越旺盛。(√)(4)种子晒干过程中散失的主要是自由水。(√)(5)细胞中的无机盐都是以离子形式存在的。(✕)(6)小麦种子燃尽后的灰烬是无机盐。(√)(7)细胞中无机盐为细胞的生命活动供应物质和能量。(✕)2.在晒干的谷物中,水的含量为13%~15%,这些水存在的状态主要是()A.自由水 B.结合水 C.蒸发水 D.结晶水2.答案B谷物中的水分为自由水和结合水,其在晾晒的过程中丢失了大量的自由水,故晒干的谷物中主要是结合水,B符合题意。3.下列关于水和无机盐的说法,正确的是()A.血液中钙盐含量过高易引起抽搐B.细胞中大部分水与其他物质相结合C.细胞中无机盐多数以化合物形式存在D.越冬作物可通过削减浇灌提高抗逆性3.答案D血液中钙盐含量过高易引起肌无力,血钙过低简单抽搐,A错误;细胞中大部分水属于自由水,自由水不与其他物质结合,B错误;细胞中大多数无机盐以离子形式存在,C错误;越冬作物可通过削减浇灌,降低自由水与结合水比值,提高抗逆性,D正确。4.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.是某些困难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4.答案A无机盐不是能源物质,不能为生命活动供应能量,A错误;有些无机盐是细胞内某些困难化合物的重要组成成分,B正确;很多无机盐对于维持生物体的生命活动有重要作用,C正确;无机盐对于维持细胞的酸碱平衡特别重要,D正确。5.水是生命之源,也是细胞内各种化学反应的介质,在细胞中有两种存在形式,即自由水和结合水。在植物细胞中自由水和结合水比值的变更,是与生命活动相适应的。请完成下列有关问题:(1)农夫将新收获的种子放在场院晒,是为了除去部分,然后将其储存。这样做有两个目的:一是防止水分过多而霉变;二是可降低种子的呼吸作用,从而削减有机物的消耗。这说明水越多,代谢越旺盛。

(2)假如将晒过的种子再用火烘烤,失去的是水。

(3)血液凝固时部分水转变成水。说明自由水和结合水可以相互转化。

(4)幼小的植物体内自由水比例减小时,植物代谢强度降低,生长缓慢;自由水比例增大时,机体代谢活跃,生长快速。这说明自由水是,是各种代谢活动的反应,并某些代谢反应。

5.答案(1)自由水自由(2)结合(3)自由结合(4)良好溶剂介质参加

课时达标训练一、单项选择题1.下列属于结合水的是()A.切西瓜流出的汁B.挤菜馅挤出的菜汁C.蛋清里所含的水D.刚收获的种子晒干时失去的水1.答案C结合水不蒸发,是细胞结构的重要组成部分;自由水是可流淌的水,易蒸发。据此推断,A、B、D都是自由水。2.下列关于生物体内自由水与结合水的叙述,错误的是()A.生物体代谢旺盛时自由水的含量较多B.越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升C.自由水是人体内良好的溶剂D.结合水是细胞结构的重要组成部分2.答案B自由水与结合水比值越高,细胞新陈代谢越旺盛,A正确;越冬的植物体内自由水与结合水的比值降低,B错误;自由水是细胞内良好的溶剂,C正确;结合水是细胞结构的重要组成部分,D正确。3.水在生物体内的很多化学反应中充当()A.催化剂 B.还原剂 C.载体 D.溶剂3.答案D自由水是细胞中的良好溶剂,D正确。4.(2024山东菏泽期中)若自由水与结合水的比值用b表示,那么同一生长发育时期的根尖分生区细胞的比值为b1,根冠细胞的比值为b2。比较二者大小为()A.b1=b2 B.b1>b2 C.b1<b2 D.无法推断4.答案B根尖分生区细胞分裂较为旺盛,比根冠细胞的新陈代谢旺盛,故自由水与结合水的比值高,b1>b2,B正确。5.“绵绵的春雨,是她润醒了小草,润绿了杨树,润开了报春花。”报春花被润开的过程中细胞内自由水与结合水的含量发生了变更,下图表示正确的是()5.答案B报春花被润开的过程中细胞新陈代谢活动渐渐增加,因此自由水相对含量上升,结合水相对含量降低,故选B。6.下列关于生物体内无机盐的说法,正确的是()A.无机盐在生物体内主要以离子的形式存在B.Fe3+是合成血红素的重要组成成分C.无机盐在细胞内含量较高,作用显著D.无机盐是细胞中的能源物质6.答案A无机盐在生物体内主要以离子的形式存在,A正确;Fe2+是合成血红素的重要组成成分,B错误;无机盐在细胞中含量较低,C错误;无机盐不能作为能源物质,D错误。7.小明因为腹泻严峻而住进了医院,医生给他输了质量分数为0.9%的氯化钠溶液。为什么不输蒸馏水或质量分数为10%的氯化钠溶液呢?理由是()A.蒸馏水不含养分B.无机盐的浓度对维持细胞的形态和功能有重要作用C.是由血液中红细胞的特性确定的D.无机盐离子简单进入细胞7.答案B0.9%的氯化钠溶液是细胞的等渗溶液,细胞处于该等渗溶液中既不吸水又不失水,水分子进出细胞达到动态平衡,这样可以维持细胞内渗透压的稳定,维持细胞正常的形态和功能,因此医生经常给病人输入生理盐水(0.9%的氯化钠溶液),故选B。8.人体的牙齿和骨骼中含有钙离子和磷酸根离子。这说明无机盐所具有的生理功能之一是()A.细胞内某些困难化合物的重要组成成分B.维持人体的渗透压C.维持细胞的酸碱平衡D.维持生物体的生命活动8.答案A人体的牙齿和骨骼中含有钙离子和磷酸根离子,说明无机盐是细胞内某些困难化合物的重要组成成分,A正确。9.如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.细胞中的无机盐是构成细胞内某些困难化合物的重要组成成分B.Mg是叶绿素的组成成分之一,缺少Mg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9.答案C由图示可知,镁元素是组成叶绿素的成分,铁元素是组成血红素的成分,A正确;Mg是叶绿素的组成成分之一,叶绿素是光合色素,缺少Mg影响光合作用,B正确;细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在,C错误;缺铁性贫血是因为体内缺少铁,血红素合成受到影响,血液运输氧气的实力降低,D正确。二、非选择题10.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适应实力,曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的最佳植物”。某科研小组以“探究互花米草体内自由水与结合水的比值和潮汐水淹时间的关系”为课题,设计了如下试验: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,分别每天进行0h、3h、6h、12h和24h水淹处理。③在处理50d后,采集整株植物并测定自由水与结合水含量,计算自由水与结合水的比值。如曲线甲所示。分析试验过程及试验结果,回答以下问题:(1)在该试验中,是自变量,是因变量。

(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,试验用水应为水,来源于。

(3)自由水与结合水的比值和植物的代谢实力及抗逆性有着亲密的关系。依据试验结果可知,互花米草在水淹时间为h的环境下,抗逆性最强;图中乙曲线表示互花米草对K+的汲取速率,这在肯定程度上反映了细胞的代谢强度,由此可知在水淹时间为h的环境下,代谢活动最旺盛。

10.答案(1)水淹时间自由水与结合水的比值(2)海互花米草采样地点(3)30一、单项选择题1.为了测定某种元素是否是植物的必需元素,应采纳的方法是()A.检测正常叶片中该元素的含量B.分析根系对该元素的汲取过程C.视察在缺少该元素的培育液中培育的植株的发育状况D.分析环境条件对该元素汲取的影响1.答案C必需元素是植物正常生长发育必不行少的养分元素,缺乏时会出现相应的缺乏症。推断某种元素是否是植物的必需元素通常用溶液培育法。用缺少该种元素的培育液培育正常植株,然后视察植株的生长发育状况,C正确。2.下图所示为对刚收获的小麦种子所做的不同处理方式,说法最可能正确的是()刚收获的种子甲乙残留物丙A.丙中含量最多的元素是碳B.丙在细胞中主要以分子的形式存在C.晒干、烘烤过程使小麦种子失去的物质是相同的化合物D.乙种子在相宜条件下肯定能萌发2.答案C分析题图,丙为无机盐,其含量最多的元素不是碳,无机盐在细胞中主要以离子的形式存在,A、B错误;晒干、烘烤过程使小麦种子失去了相同化合物水,种子在晒干过程中,主要失去的是自由水,干种子在烘烤过程中,主要失去的是结合水,C正确;干种子在烘烤过程中,主要失去的是结合水,会导致种子死亡,所以乙种子在相宜条件下也不会萌发,D错误。3.如图表示甲、乙两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系。有关叙述正确的是()A.乙的浓度为c时,对提高产量最有利B.乙无机盐离子浓度越高作物产量越高C.作物对乙无机盐离子浓度的变更更敏感D.同一种作物对甲、乙两种无机盐离子的需求量不同3.答案D作物产量达到峰值时对应的乙无机盐离子浓度对提高产量最有利,A错误;随着乙无机盐离子浓度增加,作物产量渐渐提高后又降低,B错误;作物对较低浓度的甲无机盐离子更敏感,C错误;由题图可知,同一种作物对甲、乙两种无机盐离子的需求量不同,D正确。二、不定项选择题4.成人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()A.水和糖类、脂肪一样,为人体供应能量B.没有水,人体内大部分化学反应就根本不会发生C.水的比热容小,有利于维持体温D.体内养分物质的运输离不开水4.答案BD水是无机物,在人体内不能分说明放能量;水的比热容大;水参加细胞内的很多生物化学反应,并可运输养分物质和代谢废物。5.科学工作者探讨了钙和硼对某种植物花粉萌发和花粉管生长的影响,结果如图所示。下列结论与结果相符的是()A.钙或硼对花粉萌发和花粉管生长都有同样的影响B.相宜浓度的钙或硼分别有利于花粉管生长或花粉萌发C.钙对花粉管生长有明显影响,而肯定范围内几乎不影响花粉的萌发D.硼对花粉萌发有明显影响,而肯定范围内几乎不影响花粉管生长5.答案BCD从题图中可看出,钙或硼对花粉萌发和花粉管生长的作用是不同的,钙的浓度变更影响花粉管生长速度,但花粉萌发率几乎不变;硼的浓度变更影响花粉萌发率,但花粉管生长速度几乎不变,故A错误,B、C、D正确。6.植物在冬季来临过程中,随着气温的渐渐降低,体内发生了一系列适应低温的生理生化变更,抗寒性渐渐增加。如图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变更关系图,据图推断正确的是()A.结合水与自由水含量的比值,与小麦的抗寒性呈正相关B.总含水量下降是因为细胞呼吸增加,须要消耗更多的水C.随着气温的下降,小麦的总含水量下降D.11月时,小麦细胞中含量最多的化合物仍是水6.答案ACD分析图示可知,随着气温的降低,结合水渐渐增加,自由水渐渐削减,使得结合水与自由水含量的比值增大,植物的抗寒性增加,A正确;总含水量下降是因