第2節(jié)細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．說(shuō)出水在細(xì)胞中的存在形式和作用，認(rèn)同其在生命活動(dòng)中具有重要作用；2.舉例說(shuō)出無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和主要作用。聚焦·學(xué)案一細(xì)胞中的水[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)識(shí)記細(xì)胞中水的含量和水的特性1．細(xì)胞中水的含量(1)生物體的含水量隨著生物的不同有所差別，一般為60%～95%。(2)水是構(gòu)成的重要成分，也是活細(xì)胞中含量的化合物。微點(diǎn)撥：生物體在不同的生長(zhǎng)發(fā)育期，含水量不同，幼年個(gè)體含水量通常大于老年個(gè)體。2．水的特性(1)水分子是分子，因此水是良好的溶劑。(2)水分子具有，易于斷裂和形成，使水在常溫下能夠維持液體狀態(tài)，具有；由于氫鍵的存在，水具有較高的。(二)辨清兩類水的概念和功能1．自由水概念細(xì)胞中呈狀態(tài)，可以自由流動(dòng)的水功能①細(xì)胞內(nèi)；②參與；③為細(xì)胞提供液體環(huán)境；④運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物2．結(jié)合水概念與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)的水功能是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微點(diǎn)撥：結(jié)合水的存在形式主要是水與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)結(jié)合，結(jié)合水沒有流動(dòng)性和溶解性。(三)理解自由水和結(jié)合水的相互轉(zhuǎn)化|探|究|學(xué)|習(xí)|農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，需要將種子曬干后進(jìn)行儲(chǔ)存，這樣能保存較長(zhǎng)時(shí)間。如果將曬干后的種子放入試管中進(jìn)行加熱，會(huì)發(fā)現(xiàn)試管壁上有水珠出現(xiàn)。曬干后的小麥種子不能萌發(fā)，浸泡處理后的小麥種子卻可以萌發(fā)。(1)上述材料中將種子晾曬后重量減少是因?yàn)槭?，種子烘烤后失去。浸泡后的種子因?yàn)楹休^多的，而代謝較為旺盛。烘烤后的種子用水浸泡后(填“能”或“不能”)萌發(fā)，這說(shuō)明是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分。(2)越冬的植物、干旱地區(qū)植物的細(xì)胞中，結(jié)合水含量相對(duì)較高，這表明自由水和結(jié)合水的含量與生物的抗逆性有什么關(guān)系？|認(rèn)|知|生|成|1．自由水與結(jié)合水的相互轉(zhuǎn)化2．自由水和結(jié)合水的比值關(guān)系圖解曲線在生產(chǎn)中的應(yīng)用：種子萌發(fā)時(shí)，需要吸收水分增加自由水含量；種子儲(chǔ)存前曬干是為了降低自由水含量，降低代謝速率，以延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間；越冬作物減少灌溉，可提高作物對(duì)低溫的抗性[遷移訓(xùn)練]1．概念理解判斷(1)水分子在細(xì)胞內(nèi)不參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組成。()(2)曬干的種子不含自由水。()(3)結(jié)合水沒有流動(dòng)性和溶解性。()(4)正常情況下，自由水所占比例越大，細(xì)胞代謝越旺盛。()2.(教材P21“示意圖”改編)如圖是水分子及水分子間靠氫鍵結(jié)合的示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是()A．水分子間的氫鍵使水的溫度相對(duì)不容易發(fā)生改變B．細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合水是多種離子良好的溶劑C．細(xì)胞內(nèi)的自由水和結(jié)合水都參與物質(zhì)運(yùn)輸D．種子曬干和烘干過(guò)程中減少的都是自由水3．下列關(guān)于水的敘述，不正確的是()A．自由水是生物化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，不直接參與生物化學(xué)反應(yīng)B．水是活細(xì)胞中含量最高的化合物C．北方冬小麥在冬季自由水比例逐漸降低，結(jié)合水比例逐漸上升，以適應(yīng)低溫環(huán)境D．水在細(xì)胞中的存在形式及功能并不是一成不變的4．分步冷凍保存種子技術(shù)可用于長(zhǎng)期保存植物種子。具體方法：將種子裝入凍存管，先在4℃冰箱中存放30min；立刻移入－20℃冰箱中存放1h；隨即投入液氮(－196℃)中保存。該過(guò)程使種子中的水分有充足的時(shí)間流出細(xì)胞，從而增加種子的抗逆性，減少冷凍傷害。據(jù)此分析，上述過(guò)程中種子細(xì)胞中的自由水/結(jié)合水的值的變化情況是()A．逐漸增大至穩(wěn)定 B．逐漸減小至穩(wěn)定C．先增大后減小 D．先減小后增大聚焦·學(xué)案二細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)熟知細(xì)胞中無(wú)機(jī)鹽的存在形式和含量(二)舉例分析無(wú)機(jī)鹽的生理功能|探|究|學(xué)|習(xí)|材料一一種葉綠素分子和血紅素分子局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：材料二足球運(yùn)動(dòng)員在激烈比賽中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)肌肉抽搐的現(xiàn)象，這是隨著汗液丟失了大量鈣離子引起的；硼能促進(jìn)花粉的萌發(fā)和花粉管的生長(zhǎng)，缺少硼時(shí)常導(dǎo)致“花而不實(shí)”。材料三醫(yī)用生理鹽水是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液。人體的紅細(xì)胞在生理鹽水中會(huì)保持原有的形態(tài)，如果放到清水里，會(huì)吸水漲破。材料四人體代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一些代謝物質(zhì)會(huì)改變體液的酸堿度，人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物質(zhì)，可以中和這些變化。(1)由材料一可以看出無(wú)機(jī)鹽是。(2)材料二說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽對(duì)有著重要的意義。(3)材料三說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽能調(diào)節(jié)人體的，維持細(xì)胞的。(4)材料四說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽對(duì)于維持生物體的相對(duì)穩(wěn)定具有重要作用。|認(rèn)|知|生|成|歸納無(wú)機(jī)鹽的生理功能生理功能舉例組成某些復(fù)雜化合物①M(fèi)g是構(gòu)成的元素；②Fe是構(gòu)成的元素；③P是組成細(xì)胞膜、細(xì)胞核的重要成分，也是細(xì)胞必不可少的許多化合物的成分維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)①缺乏會(huì)引發(fā)肌肉酸痛、無(wú)力等；②哺乳動(dòng)物血液中的含量太低，會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀維持生物體內(nèi)的平衡①滲透壓的平衡；②酸堿平衡微點(diǎn)撥：無(wú)機(jī)鹽在調(diào)節(jié)滲透壓中的作用滲透壓是衡量溶液中溶質(zhì)濃度的一種方法，溶液中滲透壓的高低取決于溶液中溶質(zhì)粒子的濃度。在機(jī)體內(nèi)無(wú)機(jī)鹽提供的滲透壓最大，而有機(jī)物提供的滲透壓很小。只有當(dāng)機(jī)體細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓維持在一定水平時(shí)，組織細(xì)胞的形態(tài)和機(jī)能才能維持正常。(三)掌握“對(duì)照法”探究植物生長(zhǎng)必需的無(wú)機(jī)鹽的設(shè)計(jì)思路1．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2．實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照[遷移訓(xùn)練]1．概念理解判斷(1)生物體內(nèi)，無(wú)機(jī)鹽均以離子的形式存在。()(2)無(wú)機(jī)鹽含量過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響生物體的正常生命活動(dòng)。()(3)植物種子燃燒產(chǎn)生的灰燼中含有豐富的無(wú)機(jī)鹽。()(4)Mg是構(gòu)成葉綠素的必需成分，植物缺乏Mg時(shí)會(huì)導(dǎo)致葉片發(fā)黃。()2．蘋果含有微量元素鋅，而鋅是構(gòu)成與記憶力息息相關(guān)的有機(jī)物不可缺少的元素，兒童缺鋅就會(huì)導(dǎo)致大腦發(fā)育不良，因此蘋果又被稱為“記憶之果”。這說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽離子()A．對(duì)維持酸堿平衡有重要作用B．對(duì)維持細(xì)胞形態(tài)有重要作用C．對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的滲透壓有重要作用D．對(duì)維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用3．已發(fā)現(xiàn)人體有20余種必需的無(wú)機(jī)鹽，其中人體需要較多而在飲食中又容易供給不足的有鈣、磷、鐵。下面關(guān)于無(wú)機(jī)鹽的敘述，不合理的是()A．缺鐵性貧血是因?yàn)槿梭w對(duì)鐵的攝入量不足，影響到血紅素的合成B．人體血液中Ca2＋的含量過(guò)高會(huì)出現(xiàn)抽搐的癥狀C．鎂是葉綠素的組成成分之一，缺鎂會(huì)影響植物的光合作用D．細(xì)胞中無(wú)機(jī)鹽的主要存在形式是離子4．探究某種元素是否為植物生長(zhǎng)的必需元素，一般利用溶液培養(yǎng)法。下圖為探究X元素是否為植物生長(zhǎng)的必需元素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程圖，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A．該實(shí)驗(yàn)只須設(shè)置前后對(duì)照，無(wú)須再另設(shè)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)B．通過(guò)檢測(cè)葉片中X元素的含量，可驗(yàn)證該實(shí)驗(yàn)?zāi)康腃．通過(guò)對(duì)比X元素的有無(wú)對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，可獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論D．若X元素為P，則缺P會(huì)導(dǎo)致植物葉片出現(xiàn)黃化現(xiàn)象5．“焦邊”是由缺鉀所引起的植物葉片邊緣出現(xiàn)枯黃色的現(xiàn)象。某同學(xué)欲探究鉀對(duì)植物葉片生長(zhǎng)情況的影響，配制了兩種培養(yǎng)液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)液主要成分的配方如下表所示。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．實(shí)驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)是葉片邊緣是否出現(xiàn)枯黃色B．該實(shí)驗(yàn)不能證明鎂是合成葉綠素的必需元素C．乙組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以證明缺鉀會(huì)導(dǎo)致植物出現(xiàn)“焦邊”現(xiàn)象D．可以增加一組二次對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即在缺鉀培養(yǎng)液中加入鉀，觀察植物葉片生長(zhǎng)是否恢復(fù)正常一、建構(gòu)概念體系二、融通科學(xué)思維1．秋季，農(nóng)民收獲的玉米需經(jīng)晾曬后才能入庫(kù)儲(chǔ)存。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，試分析其中的生物學(xué)原理：。2．植物體缺Mg會(huì)影響光合作用的原因是。3．缺Fe會(huì)導(dǎo)致貧血的原因是。三、綜合檢測(cè)反饋1．下列有關(guān)水的特性與水的生理功能相互對(duì)應(yīng)關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是()A．氫鍵是水分子間的一種弱的引力，氫鍵不穩(wěn)定，使水具有流動(dòng)性B．氫鍵的存在使水具有較高的比熱容，對(duì)于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要C．將種子烘干并用水浸泡后，可作為播種用的種子D．冬季對(duì)農(nóng)田灌溉不利于農(nóng)作物越冬2．某研究機(jī)構(gòu)報(bào)告稱，水分子約占木星大氣分子的0.25%，這個(gè)占比幾乎是太陽(yáng)的三倍，進(jìn)一步為外星生命體存在的可能性提供了證據(jù)，這與水的性質(zhì)和功能相關(guān)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．水是一種良好的溶劑，幾乎所有帶極性基團(tuán)的分子或帶電離子都能溶解于水中B．結(jié)合水能結(jié)合許多親水大分子，干旱環(huán)境中植物的結(jié)合水/自由水比值升高C．與風(fēng)干前相比，風(fēng)干種子中自由水/結(jié)合水比值升高D．自由水能運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物，代謝旺盛的細(xì)胞自由水/結(jié)合水比值升高3．“有收無(wú)收在于水，收多收少在于肥”。某生物興趣小組以玉米幼苗為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了如下探究實(shí)驗(yàn)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．步驟一損失的水在細(xì)胞中主要以游離形式存在，是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑B．步驟二損失的水能與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合，在細(xì)胞內(nèi)的含量相對(duì)穩(wěn)定C．步驟三損失的主要是無(wú)機(jī)鹽，它們?cè)诩?xì)胞中主要以離子的形式存在D．干旱環(huán)境中生長(zhǎng)的玉米，其細(xì)胞中結(jié)合水與自由水的比值相對(duì)較高4.如圖表示某植物生長(zhǎng)速率與培養(yǎng)液中A、B兩種礦質(zhì)元素的含量關(guān)系，下列分析錯(cuò)誤的是()A．組成植物細(xì)胞的各種元素大多以化合物形式存在B．A、B為植物生長(zhǎng)的必需礦質(zhì)元素C．該植物生長(zhǎng)所需B元素多于A元素D．當(dāng)元素A的含量高于a時(shí)，隨該元素含量升高植物生長(zhǎng)速率增大5．在一些地區(qū)種植的冬小麥經(jīng)常出現(xiàn)白苗病?；疾≈仓甑娜~片逐漸變?yōu)榘咨沟眯←湡o(wú)法正常進(jìn)行光合作用。關(guān)于冬小麥白苗病產(chǎn)生的原因，有人認(rèn)為與缺鎂有關(guān)，有人認(rèn)為與缺鋅有關(guān)。某同學(xué)利用長(zhǎng)勢(shì)相同的冬小麥幼苗完成下列實(shí)驗(yàn)，探究冬小麥白苗病產(chǎn)生的原因?；卮鹣铝袉栴}：組別培養(yǎng)液實(shí)驗(yàn)處理觀察指標(biāo)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A①________③______幼苗的生長(zhǎng)狀況正常生長(zhǎng)B②________?C缺鎂的完全培養(yǎng)液?(1)補(bǔ)充上表中實(shí)驗(yàn)步驟：①______________，②______________，③_____________________________________________________________。(2)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論：A組的冬小麥幼苗正常生長(zhǎng)，若________________________，則冬小麥的白苗病僅與缺鋅有關(guān)；A組的冬小麥幼苗正常生長(zhǎng)，若________________________，則冬小麥的白苗病與缺鋅和缺鎂都有關(guān)。(3)若實(shí)驗(yàn)證明冬小麥白苗病只與缺鋅有關(guān)，從科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)角度出發(fā)，為進(jìn)一步證明該觀點(diǎn)正確，還應(yīng)增加的實(shí)驗(yàn)步驟是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。增加步驟后預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第2節(jié)細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物eq\a\vs4\al(聚焦·學(xué)案一)[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)1.(1)種類(2)細(xì)胞最多2．(1)極性(2)氫鍵流動(dòng)性比熱容(二)1.游離良好的溶劑生物化學(xué)反應(yīng)2．相結(jié)合重要組成部分(三)(1)自由水自由水和結(jié)合水自由水不能結(jié)合水(2)提示：一般情況下，結(jié)合水和自由水的比值越大，生物的抗逆性越強(qiáng)。[遷移訓(xùn)練]1．(1)×(2)×(3)√(4)√2．選A氫鍵使水分子具有一定的穩(wěn)定性，破壞氫鍵需要能量，水分子間的氫鍵使水的溫度相對(duì)不容易發(fā)生改變，A正確；自由水是多種離子良好的溶劑，B錯(cuò)誤；自由水參與物質(zhì)運(yùn)輸，C錯(cuò)誤；種子曬干過(guò)程中減少的是自由水，烘干過(guò)程中減少的是自由水和結(jié)合水，D錯(cuò)誤。3．選A自由水可以直接參與細(xì)胞中的生物化學(xué)反應(yīng)，A錯(cuò)誤；活細(xì)胞中含量最多的化合物是水，B正確；降溫時(shí)作物體內(nèi)自由水含量降低，而結(jié)合水的比例逐漸上升，以避免氣溫下降時(shí)自由水過(guò)多導(dǎo)致結(jié)冰而損傷自身，即北方冬小麥在冬季自由水比例逐漸降低，結(jié)合水比例逐漸上升，因而能適應(yīng)低溫環(huán)境，C正確；水在細(xì)胞中的存在形式及功能并不是一成不變的，一定條件下自由水和結(jié)合水可以相互轉(zhuǎn)化，D正確。4．選B細(xì)胞中自由水呈游離狀態(tài)，可以自由流動(dòng)；結(jié)合水是指與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合的水，不可自由流動(dòng)。依題意，分步冷凍過(guò)程中，種子中的水分流出細(xì)胞，則流出細(xì)胞的應(yīng)該是自由水。因此，上述過(guò)程中種子細(xì)胞中的自由水/結(jié)合水的值的變化情況是逐漸減小至穩(wěn)定，B符合題意。eq\a\vs4\al(聚焦·學(xué)案二)[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)離子很少(二)探究學(xué)習(xí)：(1)某些復(fù)雜化合物的重要組成成分(2)維持生物體的正常生命活動(dòng)(3)滲透壓正常形態(tài)(4)酸堿平衡認(rèn)知生成：葉綠素血紅素Na＋Ca2＋[遷移訓(xùn)練]1．(1)×(2)√(3)√(4)√2．選D由缺鋅會(huì)導(dǎo)致大腦發(fā)育不良可知，鋅對(duì)于生物體的生命活動(dòng)有重要影響，該事實(shí)與酸堿平衡、維持細(xì)胞形態(tài)和滲透壓的調(diào)節(jié)無(wú)直接關(guān)系，D正確。3．選B缺鐵性貧血是因?yàn)槿梭w對(duì)鐵的攝入量不足，影響到血紅素的合成，A正確；人體血液中Ca2＋的含量過(guò)低會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀，過(guò)高會(huì)出現(xiàn)肌無(wú)力，B錯(cuò)誤；鎂是葉綠素的成分之一，缺鎂會(huì)影響植物的光合作用，C正確；細(xì)胞中無(wú)機(jī)鹽大部分以離子的形式存在，D正確。4．選C該實(shí)驗(yàn)須設(shè)置“植物＋完全培養(yǎng)液”的對(duì)照組，以判斷植物的生長(zhǎng)是否正常，實(shí)驗(yàn)中向生長(zhǎng)不正常的植物培養(yǎng)液中加入X鹽的目的是進(jìn)行二次對(duì)照(即前后對(duì)照)，以增強(qiáng)說(shuō)服力，A錯(cuò)誤；對(duì)比X元素的有無(wú)對(duì)植物生長(zhǎng)是否有影響，可以確定X元素是否為植物生長(zhǎng)的必需元素，檢測(cè)葉片中X元素的含量，并不能判斷其是否為植物生長(zhǎng)的必需元素，B錯(cuò)誤，C正確；若X元素為P，則缺P會(huì)導(dǎo)致植物葉片偏小且呈暗綠偏紫色，D錯(cuò)誤。5．選C實(shí)驗(yàn)的單一變量是培養(yǎng)液的種類，檢測(cè)指標(biāo)是葉片邊緣是否出現(xiàn)枯黃色，A正確；甲、乙兩組培養(yǎng)液均含有鎂，不能得出鎂是合成葉綠素的必需元素的結(jié)論，B正確；通過(guò)兩組的對(duì)比，該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明缺鉀會(huì)導(dǎo)致植物出現(xiàn)“焦邊”現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)可以增加一組二次對(duì)照實(shí)驗(yàn)(自身對(duì)照實(shí)驗(yàn))，即在缺鉀的完全培養(yǎng)液中加入鉀，觀察植物葉片生長(zhǎng)是否恢復(fù)正常，D正確。eq\a\vs4\al(隨堂小結(jié))二、融通科學(xué)思維1．玉米晾曬后自由水含量降低，細(xì)胞代謝減弱，可減少有機(jī)物消耗，同時(shí)能防止種子發(fā)芽、霉變2．Mg是葉綠素的組成元素之一，缺Mg使葉綠素的形成受到阻礙，進(jìn)而影響光合作用3．血紅素的分子結(jié)構(gòu)不能缺少的一種元素就是Fe，缺Fe會(huì)導(dǎo)致血紅素的合成受阻，從而引起貧血三、綜合檢測(cè)反饋1．選C水分子間弱的引力(氫鍵)不斷地?cái)嗔?，又不斷地形成，這決定了其具有流動(dòng)性，是物質(zhì)運(yùn)輸所必需的，A正確；水具有較高的比熱容，吸收相同的熱量，溫度變化小，有利于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性，B正確；結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分，將種子烘干后失去了結(jié)合水，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，則用水浸泡后，不能作為播種用的種子，C錯(cuò)誤；自由水在低溫下結(jié)冰，冰晶會(huì)破壞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，因此冬季對(duì)農(nóng)田灌溉，植物細(xì)胞的自由水含量高，結(jié)冰后會(huì)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不利于農(nóng)作物越冬，D正確。2．選C與風(fēng)干前相比，風(fēng)干種子中自由水/結(jié)合水比值降低，C錯(cuò)誤。3．選C步驟一是晾曬幼苗，此時(shí)失去的是自由水，自由水在細(xì)胞中以游離的形式存在，是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑，A正確；步驟二是烘干幼苗，此時(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞，失去結(jié)合水，結(jié)合水能與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合，在細(xì)胞