专题1.3 细胞中的无机物(知识精讲)(解析版)

第一单元生命活动的物质和结构基础

专题1.3 细胞中的无机物

☆知识脑图☆

☆目标导航☆

1．理解水的存在形式及其作用；

2．概述细胞中无机盐的功能。

☆知识点贯通☆

一、细胞中的水分

1．不同情况下细胞含水量不同

（1）生物种类：水生生物含水量＞陆生生物含水量。

（2）生长发育阶段：幼儿＞成年；幼嫩部分＞成熟部分。

（3）组织器官种类与代谢程度：牙齿＜骨骼＜血液。

2．存在形式与代谢的关系

（1）细胞中的水分有自由水和结合水两种形式。

（2）活细胞内，温度升高，自由水含量相对增多；反之，则结合水含量相对增多。自由水与结合水可相互转

化，自由水较多时，代谢旺盛；结合水较多时，抗逆性增强。

二、细胞中的无机盐

1．形式：主要以离子形式存在。

2．功能：①组成细胞中某些复杂化合物；②维持细胞和生物体的生命活动；③维持生物体渗透压平衡；④维持生物体酸碱平衡。

☆重难点突破☆

（一）细胞中的水与代谢的关系

1. 要点精析

（1）细胞内自由水与结合水的比值升高，则代谢旺盛，反之则代谢缓慢，如衰老细胞与癌变细胞相比，前者该比值下降，后者该比值升高。

（2）秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有利于植物抗寒性提高。

（3）种子晾晒过程中，丧失的主要是自由水，此时细胞仍具活力，种子烘烤过程中可导致结合水丧失，此时种子丧失活性。

2．考场突破

下列有关生物体内水与生命活动的叙述，正确的是（）

A．结合水是细胞内的良好溶剂

B．植物蒸腾作用散失的水是自由水

C．秋冬季节，植物体内结合水与自由水的比值下降

D．细胞发生癌变其自由水含量较正常时的低

答案：B

解析：自由水是细胞内的良好溶剂，A错误；自由水能够自由流动，植物蒸腾作用失去的水是自由水，B正确；结合水与植物的抗逆性有关，因此秋冬季节，植物体内结合水与自由水比例上升，C错误；癌细胞代谢比较旺盛，故其自由水含量比正常时高，D错误。

笔记：

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（二）常见无机盐参与组成化合物或功能

1. 要点精析

2．考场突破

世界卫生组织号召使用铁制品烹饪，这是因为（）

A．铁是构成维生素的成分B．铁是血红蛋白的成分

C．铁有利于蛋白质的形成D．铁是牙齿和骨骼的重要成分

答案：B

解析：维生素不含铁，A错误；血红蛋白含有铁元素，缺铁时会出现贫血症状，B正确；铁与蛋白质合成没有直接关系，C错误；铁不是牙齿和骨骼的重要成分，D错误。

笔记：

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☆易错辨析☆

（一）验证某种矿质元素生理功能的实验方案

1．易混点辨析

实验组：正常植物＋缺X培养液共同培养一段时间后，表现出相应的症状，再加入X后，症状消失。

对照组：正常植物＋完全培养液共同培养一段时间后，植物正常生长。

实验相关说明：

（1）实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同。

（2）实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。

（3）该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。

2．考场突破

设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照；以及乙组中实验前（无X）与实验后（有X）之间的自身对照。下列叙述正确的是（）

A．对照组是甲组、乙组实验后

B．控制此实验的无关变量只需选一些相同的植物

C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液要灭菌

D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行

答案：C

解析：该实验中对照组是甲组、乙组实验前，A项错误；此实验的无关变量有植物的种类、生长状况和培养条件等，B项错误；若此实验是无土栽培，则实验前营养液要灭菌，C项正确；由于培养的是植物，故此实验需在光照条件下进行，D项错误。

笔记：

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☆巩固练习☆

1．刚收获的粮食要摊开晾晒一段时间以除去一部分水分；粮食入库储存前，还要晾晒一下。请说明除去的水分在细胞中主要以哪种形式存在（）

A．结合水B．自由水C．重水D．蒸馏水

【解析】自由水是细胞内的良好溶剂，为生化反应提供了介质，自由水含量的多少与代谢强度成正比，刚收获的粮食要摊开晾晒一段时间以除去一部分自由水，粮食入库储存前，还要晾晒一下，进一步降低自由水的含量，以降低种子的呼吸作用，减少有机物的消耗。

【答案】B

2．下列关于无机盐在生物体内所起作用的叙述中，错误的是（）

A．合成蛋白质、脂肪等物质时，都需要磷酸或磷酸盐作原料

B．血红蛋白含有铁、叶绿素含有镁说明无机盐可以组成细胞中的某些重要化合物

C．观察人口腔上皮细胞要用质量分数为0.9%的氯化钠溶液，说明无机盐在维持细胞的形态中有重要作用D．对维持酸碱平衡有重要作用

【解析】脂肪的组成元素是C、H、O，没有P，合成脂肪时不需要磷酸或磷酸盐作原料，A错误；铁是血红蛋白的组成成分，缺铁会影响血红蛋白的合成而影响氧气在血液中的运输，镁是叶绿素的组成成分，缺镁会影响叶绿素的合成而影响光合作用，这说明某些金属元素对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，B正确；质量分数为0.9%氯化钠溶液是细胞的等渗溶液，观察人口腔上皮细胞要用质量分数为0.9%氯化钠溶液，防止细胞通过渗透作用吸水或失水导致细胞变形，这说明无机盐在维持细胞的形态中有重要作用，C正确；有的无机盐对于维持酸碱平衡具有重要作用，D正确。

【答案】A

3．下列关于水的说法错误的是（）

A．水在细胞的各种化学成分中含量一般最多

B．结合水是细胞结构的重要组成成分

C．自由水在生物体的许多化学反应中充当溶剂

D．剧烈呕吐、腹泻的病人脱水时需要饮用大量矿泉水

【解析】水在细胞的各种化学成分中含量最多，A正确；结合水是细胞结构的重要组成成分，B正确；自由水的主要功能有：细胞内的良好溶剂；细胞内的生化反应需要水的参与；运送营养物质和新陈代谢中产生的废物，C正确；剧烈呕吐、腹泻的病人不仅缺失大量的水分，同时还缺失了大量的无机盐离子，所以他们需要补充一定量的生理盐水，D错误。

【答案】D

4．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

【解析】据图可知，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一般要高于结合水的含量，D错误。

【答案】D

5．人体内某些组织的含水量近似，但形态却有很大的差别。例如，心肌含水量约为79%，具有很强的韧性；而血液中含水量约为82%，呈流动的液态。对于这两种组织在形态上的差异合理的解释是（）

A．心肌内结合水含量较高，而血液中自由水的含量较高

B．心肌内全为结合水，而血液中全为自由水

C．心肌内多为自由水，而血液中结合水的含量多

D．心肌细胞排列紧密，而血液中的细胞排列疏松

【解析】心肌细胞内水分子较多的与蛋白质等有机大分子结合，使心肌细胞具有一定的形态；血液中水分子大多以自由水的形式存在，所以血液呈流动的液态。A项正确，B项、C项、D项错误。

【答案】A