高中生物《细胞中的无机物》导学案+课时作业

第5节细胞中的无机物[学习目标] 1.掌握水在细胞中的存在形式和作用。

2.明确无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。

知识点一细胞中的水知识梳理1.水的含量(1)含量：细胞的各种化学成分中含量最多的是□01水。

(2)与生物种类及发育阶段的关系①生物种类不同，含水量□02有差异，一般为60%～95%。

水母含量达70%。

②生物体在不同的生长发育期，含水量□03不同。

一般幼儿身体的含水量□04远远高于成年人身体的含水量，植物幼嫩部分含水量□05高于老熟部分含水量。

2．水的存在形式及功能3．自由水与结合水的关系(1)自由水和结合水在一定条件下可相互转化(2)转化实例①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉(会导致细胞死亡)。

②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。

4．自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系自由水与结合水⎩⎪⎨⎪⎧比值□01高⇒代谢□02旺盛，但抗逆性□03差比值□04低⇒代谢□05缓慢，但抗逆性□06强1.水是生命之源，是不是水分越多对生物体越有利呢？提示：不是。

如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。

2．种子晒干与烘干的区别是什么？提示：①晒干的种子仍然是有生命活力的，只是在晒干的过程中大量的自由水蒸发散失，种子的代谢减弱，抗逆性增强。

②烘干的种子不再具有生命活力，在烘干的过程中失去了结合水导致种子死亡。

3．降温时，部分自由水可以转化为结合水，那结合水含量此时大于自由水含量吗？提示：结合水的含量还是小于自由水，自由水约占细胞内全部水分的95.5%，即使部分自由水可以转化为结合水，但自由水的含量依旧高于结合水。

4．(实践应用)思考下列实际问题，做出合理推测：(1)新鲜小麦种子放在阳光下，质量减轻的原因？(2)干种子用水浸泡后仍能萌发说明什么？(3)干种子不浸泡就不萌发，原因是什么？(4)种子晒干后储存的原理是什么？(5)低温环境减少花卉浇水的原因是什么？提示：(1)自由水散失。

(2)失去自由水的种子仍能保持其生理活性。

(3)自由水越少，代谢强度越低。

(4)减少自由水含量，降低代谢强度，减缓有机物消耗，延长种子寿命。

(5)提高植物对低温的抗性。

典题分析题型一细胞中水的功能及相互转化关系[例1]下列关于植物体内水分的叙述，错误的是()A．植物体内的水分参与营养物质的运输B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物D．升温可以使细胞中自由水转化成结合水解题分析植物体内的自由水能自由流动，对于营养物质的运输具有重要作用，A正确；水是细胞鲜重中最重要的组成成分，B正确；自由水可以参与细胞内的许多化学反应，C正确；升高温度可以使细胞中结合水转化为自由水，D错误。

答案 D[例2]下列过程中所散失的水分主要属于结合水的是()A．植物蒸腾作用散失的水分B．糖拌西红柿腌制过程中失去的水分C．种子晒干过程中散失的水分D．干种子烘烤过程中散失的水分解题分析植物蒸腾作用、糖拌西红柿腌制过程和种子晒干过程中散失的水是自由水；干种子烘烤过程中散失的水主要是结合水。

答案 D技法提升判断自由水、结合水比例变化的方法此类试题大多要求根据特定的情境进行推测分析，正确思路：(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。

知识点二细胞中的无机盐知识梳理1.细胞中的无机盐(1)含量：无机盐在细胞中含量□01很少，仅占细胞鲜重的□021%～1.5%。

(2)存在形式：大多数无机盐以□03离子形式存在，少数与其他化合物结合。

(3)生理功能①无机盐是□04某些化合物的重要组成成分，如Mg2＋参与□05叶绿素合成；Fe2＋参与□06血红蛋白合成。

②对维持□07细胞和生物体的生命活动有重要作用：如哺乳动物的血液中必须有一定量的Ca2＋，如果Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状。

③维持细胞的□08渗透压平衡：如Na＋、Cl－对维持血浆渗透压起重要作用。

④维持细胞的□09酸碱平衡：缓冲对可维持细胞所处液体环境pH的平衡，如血浆中的HCO－3含量减少时，会造成酸中毒。

2．生命系统的物质基础(1)化学元素：□01C、H、O、N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基础。

(2)化合物①以□02碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物是构成□03细胞生命大厦的基本框架。

②□04糖类和脂肪提供了生命活动的重要能源。

③□05水和无机盐与其他物质一道，共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。

总之，活细胞中的这些化合物，含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。

[技能训练]实验探究某种无机盐如Mg是植物生长发育必需的(1)实验思路：分别用完全培养液和缺Mg培养液培养相同种类、生长状况等一致的幼苗，观察生长发育情况，如果完全培养液培养的幼苗正常生长，而缺Mg培养液培养的幼苗不能正常生长，说明Mg是生长发育必需的。

还可以再在缺Mg的培养液加入Mg，看幼苗的生长发育恢复情况。

(2)无机盐功能的实验验证方法①对照组：植物＋完全培养液―→正常生长②实验组注意：①实验中应保证实验材料的统一性，即植物的种类、生长状况等应一致。

②实验组在幼苗生长不正常后加入X的目的是二次对照，使实验前后对照，以增强说服力。

1.(实践应用)足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，你知道是什么原因吗？提示：这是随着汗液的排出而丢失了大量钙离子引起的。

2．(实践应用)患急性肠炎，为什么医生用0.9%的生理盐水静脉注射？提示：患急性肠炎的病人丢失大量的水和无机盐，0.9%医用生理盐水补充水和无机盐的同时，维持了细胞的渗透压，保证了细胞的形态和生命活动。

3．(实践应用)为什么大量出汗时应多喝淡盐水？提示：大量出汗会排出过量的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水。

典题分析题型二无机盐的功能的考查[例3]人体内血钙浓度低于0.01 g/100 mL时，外界只要有轻微刺激，神经肌肉就会出现强烈的抽搐。

这一实例说明钙在人体内的重要作用之一是() A．维持细胞和生物体的生命活动B．调节内环境的酸碱平衡C．神经细胞的重要组成成分D．维持细胞正常渗透压解题分析由题意可知，当血液含钙量过低时，可导致神经肌肉抽搐，这一实例说明钙对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。

答案 A技法提升(1)明确无机盐在细胞中含量很少，但作用多样，不可忽视。

(2)理解无机盐在生物体内大多以离子形式存在，但也有化合物态。

(3)掌握常见的几种无机盐的生理功能。

题型三实验验证植物生长发育所必需的某种无机盐[例4]为证明镁是小麦生长发育必需的无机盐，李老师设计了四组实验让学生选择(见下表)。

能达到实验目的的组合是()A．甲、丁B．甲、丙C．甲、乙D．丙、丁解题分析根据实验目的可以确定实验的自变量为镁的提供与否，其他的培养条件应完全相同。

由于丙和丁的实验材料太少，难以消除实验材料本身的强弱对实验结果造成的干扰，所以最佳的实验组合是甲、乙。

答案 C课堂小结一、知识结构二、重要术语1．自由水 2.结合水 3.无机盐三、重要概念1．组成细胞的无机物包括水和无机盐。

2．水是细胞内含量最多的物质，以自由水和结合水两种形式存在。

水不仅是细胞的重要组成成分，而且是细胞内良好的溶剂和化学反应介质，并具有运输等多种功能。

3．大多数无机盐以离子状态存在于细胞中。

无机盐不仅是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，而且对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。

当堂检测——查漏补缺巩固提升1．当生物体新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内()A．结合水与自由水的比值与此无关B．结合水与自由水的比值会降低C．结合水与自由水的比值会升高D．结合水与自由水的比值不变答案 B解析细胞中自由水比例上升时，细胞代谢加快；结合水比例上升时，新陈代谢减慢，细胞抗逆性增强。

因此，当生物体生长迅速时，细胞内结合水与自由水的比值会降低。

2．下列关于细胞中水分子的叙述错误的是()A．只能以游离形式存在B．是细胞鲜重中含量最多的成分C．是细胞代谢活动的介质D．是细胞中多种物质的溶剂答案 A解析细胞中的水分子以自由水和结合水的形式存在，其中自由水以游离形式存在，结合水与其他物质相结合，A错误；水是细胞鲜重中含量最多的成分，其中自由水是细胞代谢活动的介质和细胞中多种物质的溶剂，B、C、D正确。

3．下列关于无机盐的叙述，错误的是()A．缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成B．有的无机盐游离在水中维持细胞的pHC．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3是骨骼、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答案 C解析铁是血红蛋白的组成成分，缺铁则不能合成血红蛋白，A正确；有的无机盐游离在水中维持细胞的渗透压和pH，B正确；细胞中的无机盐大多数以离子形式存在，C错误；碘是合成甲状腺激素的原料，在食物中加碘是为了补充碘，预防因食物中缺碘而引起地方性甲状腺肿，D正确。

4．下列有关生物体内水和无机盐的叙述错误的是()A．不同植物含水量有所差异，同一植物不同部位含水量相同B．水既是细胞内良好的溶剂，又是生物体内物质运输的主要介质C．无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用D．镁是构成叶绿素的必需成分，缺乏镁时会影响植物的光合作用强度答案 A解析不同植物含水量有所差异，同一植物不同部位含水量也不同，A错误；细胞内的自由水既是良好的溶剂，也是生物体内物质运输的主要介质，对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用，B正确；人体内无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用，C正确；Mg是叶绿素的组成成分，植物缺Mg 会影响叶绿素的合成，从而影响植物的光合作用强度，D正确。

[基础对点]知识点一细胞中的水1.下列关于细胞中水的说法，正确的是()A．干种子的细胞内不含水分子B．代谢旺盛的组织细胞中结合水比例较高C．同一生物体在不同的生长发育期含水量基本无差异D．同一生物体中，不同组织细胞中的含水量可能相差很大答案 D解析干种子的细胞内存在一定量的水维持生命力，A错误；代谢旺盛的组织细胞中自由水比例较高，B错误；幼年个体含水量多，老年个体含水量少，可见同一生物体在不同的生长发育期含水量差异较大，C错误；同一生物体中，幼嫩组织含水量高，衰老组织含水量少，可见不同组织细胞中的含水量可能相差很大，D正确。

2．下列关于水的叙述，错误的是()A．细胞中的水以结合水和自由水两种形式存在B．生物体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水C．一定条件下，细胞内的自由水和结合水可以相互转化D．种子萌发时，细胞中自由水与结合水的比值降低答案 D解析细胞中的水存在自由水和结合水两种形式，A正确；自由水在体内具有运输营养物质和代谢废物的功能，B正确；自由水和结合水可以相互转化，例如温度升高后，一部分结合水可转化为自由水，C正确；种子萌发代谢增强，自由水与结合水的比值要增大，D错误。