2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章組成細(xì)胞的分子第2節(jié)細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物學(xué)案新人教版必修13

PAGE7-第2節(jié)細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對(duì)接1.指出水大約占細(xì)胞重量的2/3，以自由水和結(jié)合水的形式存在，給予了細(xì)胞很多特性，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)胞內(nèi)含量雖少，但與生命活動(dòng)親密相關(guān)。1.生命觀念——通過(guò)對(duì)組成細(xì)胞的水和無(wú)機(jī)鹽的學(xué)習(xí)，建立生命物質(zhì)性的觀點(diǎn)。2．科學(xué)思維——通過(guò)概括水與細(xì)胞代謝的關(guān)系形成科學(xué)的思維方式。3．科學(xué)探究——通過(guò)探究無(wú)機(jī)鹽功能的技能訓(xùn)練培育科學(xué)探究實(shí)力。一、細(xì)胞中的水1．水的含量(1)生物體的含水量隨著生物種類的不同而有所差別。(2)水是構(gòu)成細(xì)胞的重要成分，也是活細(xì)胞中含量最多的化合物。2．水的理化特性與分子結(jié)構(gòu)(連線)理化特性分子結(jié)構(gòu)①是良好的溶劑②具有流淌性a.水是極性分子③具有高比熱容b．能形成分子間氫鍵答案：①—a②—b③—b3．水的存在形式及作用形式自由水結(jié)合水概念細(xì)胞中絕大部分的水呈游離狀態(tài)，可以自由流淌與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合的水功能①細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑；②參加生物化學(xué)反應(yīng)；③為細(xì)胞供應(yīng)液體環(huán)境；④運(yùn)輸養(yǎng)分物質(zhì)和代謝廢物是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分，存在形式主要是水與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)結(jié)合，失去流淌4.水的含量與細(xì)胞代謝和抗逆性的關(guān)系正常狀況下，細(xì)胞內(nèi)自由水比例越大，細(xì)胞的代謝就越旺盛；結(jié)合水越多，細(xì)胞反抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的實(shí)力就越強(qiáng)。二、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽1．含量無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞中含量很少的無(wú)機(jī)物，僅占細(xì)胞鮮重的1%～1.5%。2．存在形式細(xì)胞中大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽以離子的形式存在。3．無(wú)機(jī)鹽的生理功能生理功能舉例組成某些困難化合物①M(fèi)g是葉綠素分子必需的成分；②Fe是血紅素的重要成分；③P是細(xì)胞必不行少的很多化合物的成分維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)①Na＋缺乏會(huì)引發(fā)肌肉酸痛、無(wú)力等；②血液中Ca2＋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酸堿平衡推斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)1．簇新幼嫩的植物細(xì)胞中只含有自由水，代謝旺盛。 ()2．水分在細(xì)胞內(nèi)不參加細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成。 ()3．缺鐵性貧血是因?yàn)轶w內(nèi)缺乏鐵，血紅素不能合成。 ()4．細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽多以化合物形式存在，如CaCO3構(gòu)成牙齒、骨骼。 ()5．小麥種子燃盡后的灰燼是無(wú)機(jī)鹽。 ()提示：1.×簇新幼嫩的植物細(xì)胞結(jié)合水與自由水的比例小。2．×結(jié)合水參加細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成。3．√4．×細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽多數(shù)以離子狀態(tài)存在。5．√細(xì)胞中的水1．水與代謝的關(guān)系2．自由水與結(jié)合水相互轉(zhuǎn)化的緣由(1)水分子與細(xì)胞內(nèi)的親水性物質(zhì)如蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等以氫鍵相結(jié)合。(2)溫度上升，水分子的動(dòng)能增加，會(huì)逃脫氫鍵的束縛成為自由水。3．水在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用生活中的現(xiàn)象對(duì)此現(xiàn)象的說(shuō)明種子在貯存時(shí)需將種子曬干削減自由水含量，降低種子的代謝，延長(zhǎng)種子壽命干種子用水浸泡后仍能萌發(fā)失去自由水的種子仍保持其生理活性低溫環(huán)境下削減花卉澆水提高花卉對(duì)低溫的抗性鮮種子放在陽(yáng)光下暴曬，重量減輕自由水散失，代謝減弱干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠種子曬干后，仍含有結(jié)合水，用酒精燈加熱會(huì)失去結(jié)合水炒熟的種子浸泡后不萌發(fā)失去結(jié)合水的細(xì)胞失去生理活性應(yīng)用實(shí)踐：在冬季來(lái)臨時(shí)，隨著氣溫的漸漸降低，植物體內(nèi)發(fā)生了一系列適應(yīng)低溫的改變，如可溶性糖含量增加、細(xì)胞代謝減弱等。探討表明，細(xì)胞內(nèi)溶液濃度上升，冰點(diǎn)降低。(1)結(jié)合所學(xué)學(xué)問(wèn)及上述信息，說(shuō)明“霜打的茄子——蔫兒了”。(2)有些蔬菜富含淀粉，但“霜打”后的蔬菜特別“甜”。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)學(xué)問(wèn)說(shuō)明其緣由。提示：(1)當(dāng)外界溫度降低時(shí)，茄子中的自由水含量削減，導(dǎo)致表皮皺縮。(2)溫度降低，蔬菜中的淀粉分解為可溶性糖，增大了細(xì)胞液濃度，降低了細(xì)胞液的冰點(diǎn)，使細(xì)胞不簡(jiǎn)單凍壞，可溶性糖主要是葡萄糖，所以蔬菜變甜了。1．(2024·天津靜海一中高一上期中)如圖為對(duì)剛收獲的種子所做的一系列處理，據(jù)圖分析有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．④和⑤是同一種物質(zhì)，但是在細(xì)胞中存在形式不同B．①和②均能萌發(fā)形成幼苗C．③在生物體內(nèi)主要以化合物形式存在D．點(diǎn)燃后產(chǎn)生的CO2中的C只來(lái)自種子中的糖類A[據(jù)圖分析，種子曬干使自由水散失，故④應(yīng)為自由水。烘干使結(jié)合水散失，故⑤應(yīng)為結(jié)合水，A正確。曬干后的種子可再萌發(fā)，但烘干的種子已經(jīng)死亡，不能萌發(fā)，B錯(cuò)誤。種子點(diǎn)燃后，糖類和其他有機(jī)物形成二氧化碳和水等散失，留下的物質(zhì)為無(wú)機(jī)鹽，無(wú)機(jī)鹽在生物體內(nèi)大多數(shù)以離子形式存在，C、D錯(cuò)誤。]2．(2024·山東濰坊一中高一上期中改編)水在生物體及細(xì)胞內(nèi)的生命活動(dòng)中具有特別重要的生理功能，下列敘述正確的是()A．自由水和結(jié)合水是不行以轉(zhuǎn)化的B．不同種生物細(xì)胞的自由水和結(jié)合水的比值相同，則它們的代謝強(qiáng)度也相同C．水分過(guò)多與水分過(guò)少對(duì)生物新陳代謝的影響相同D．細(xì)胞中的很多生化反應(yīng)須要水的參加D[自由水與結(jié)合水在肯定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化，A錯(cuò)誤；不同生物細(xì)胞內(nèi)水的含量可能不同，即使不同種生物細(xì)胞內(nèi)的自由水和結(jié)合水的比值相同，它們的代謝強(qiáng)度也不肯定相同，B錯(cuò)誤；水分過(guò)多或過(guò)少對(duì)生物新陳代謝活動(dòng)的影響不同，C錯(cuò)誤；細(xì)胞中的很多生化反應(yīng)須要水的參加，D正確。]關(guān)于生物體內(nèi)水分的兩個(gè)“并不是”(1)水是生命之源，但并不是水越多越好，如長(zhǎng)期浸泡在水中的陸生植物會(huì)死亡。(2)曬干的種子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅度降低。細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽1．無(wú)機(jī)鹽存在形式及作用的兩點(diǎn)歸納(1)無(wú)機(jī)鹽并不都以離子的形式存在，如骨骼中的鈣以CaCO3的形式存在。(2)無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞內(nèi)含量很低，但其作用特別重要，且須要保持肯定的量，缺失和過(guò)多都可能影響生命活動(dòng)。2．無(wú)機(jī)鹽參加構(gòu)成的常見(jiàn)化合物N：蛋白質(zhì)、葉綠素、核苷酸等P：核苷酸、磷脂等Mg：葉綠素S：含硫氨基酸的組成成分(蛋白質(zhì)的特征元素)Fe：動(dòng)物血紅素I：甲狀腺激素等深化探究：設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)證明鎂鹽為小麥生活必需的無(wú)機(jī)鹽，依據(jù)供應(yīng)的試驗(yàn)材料用品，完成試驗(yàn)步驟，并得出相應(yīng)結(jié)論。(1)材料用品：完全培育液甲，缺鎂的完全培育液乙，適當(dāng)?shù)墓潭ú牧希瑥V口瓶若干，長(zhǎng)勢(shì)相像的小麥幼苗，含鎂的無(wú)機(jī)鹽。(2)方法步驟：①取兩個(gè)干凈的廣口瓶編號(hào)A、B，并向A中加入肯定量的完全培育液甲，向B中加入____________________________________。②取________________分為兩組，將其中一組放入A瓶中，另一組放入B瓶中。③將兩廣口瓶置于________條件下培育一段時(shí)間，視察____________。(3)試驗(yàn)現(xiàn)象：A瓶____________，B瓶____________。結(jié)論：______________________________________。(4)通過(guò)以上試驗(yàn)還不能完全證明鎂鹽為植物生活所必需的無(wú)機(jī)鹽，應(yīng)如何補(bǔ)充才能說(shuō)明問(wèn)題？________________________________。[解析]依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，本試?yàn)的自變量是養(yǎng)分液中鎂的有無(wú)，其他條件均應(yīng)相同。溶液培育法可以用來(lái)判定某元素是不是必需元素，運(yùn)用比照原則，將小麥幼苗隨機(jī)分為兩組，分別放在含鎂和不含鎂的培育液中培育，視察試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，得出結(jié)論。[答案](2)①等量的缺鎂的完全培育液乙②長(zhǎng)勢(shì)相像的小麥幼苗③相同的相宜小麥幼苗的生長(zhǎng)狀況(3)小麥幼苗生長(zhǎng)正常小麥幼苗不能正常生長(zhǎng)鎂鹽是植物生活所必需的無(wú)機(jī)鹽(4)再向B瓶中添加適量鎂鹽，視察小麥幼苗能否復(fù)原正常生長(zhǎng)1．關(guān)于細(xì)胞中無(wú)機(jī)鹽的相關(guān)敘述正確的是()A．無(wú)機(jī)鹽都是以離子形式存在于細(xì)胞中的B．人大量出汗會(huì)排出過(guò)多的無(wú)機(jī)鹽，導(dǎo)致體內(nèi)的水鹽平衡和酸堿平衡失調(diào)，這時(shí)應(yīng)多喝淡鹽水C．哺乳動(dòng)物血液中鈣離子含量太低，會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀，說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽對(duì)于維持細(xì)胞酸堿平衡特別重要D．無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中含量很少，所含元素都屬于微量元素B[細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽絕大多數(shù)以離子的形式存在，A錯(cuò)誤。哺乳動(dòng)物血液中鈣離子含量太低，會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀，說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽對(duì)于維持細(xì)胞和生物體的正常生命活動(dòng)有重要作用，C錯(cuò)誤。無(wú)機(jī)鹽所含的元素也有大量元素，D錯(cuò)誤。]2．為了確定某種礦質(zhì)元素是否是植物的必需元素，應(yīng)采納的方法是()A．檢測(cè)正常葉片中該礦質(zhì)元素的含量B．分析根系對(duì)該礦質(zhì)元素的汲取過(guò)程C．分析環(huán)境條件對(duì)該礦質(zhì)元素汲取的影響D.視察在完全培育液中去掉該礦質(zhì)元素前后植株生長(zhǎng)發(fā)育狀況D[推斷某種元素是否是植物的必需元素通常用溶液培育法。在人工配制的完全培育液中，除去某種礦質(zhì)元素，然后視察植物的生長(zhǎng)發(fā)育狀況：假如植物的生長(zhǎng)發(fā)育仍正常，說(shuō)明該元素不是植物所必需的；假如植物的生長(zhǎng)發(fā)育不正常(出現(xiàn)特定的缺乏癥狀)，且只有補(bǔ)充了該種元素(其他元素?zé)o效)后，植物的生長(zhǎng)發(fā)育又復(fù)原正常(癥狀消逝)，說(shuō)明該元素是植物生長(zhǎng)必需的礦質(zhì)元素。]溶液培育法——驗(yàn)證某無(wú)機(jī)鹽是否為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的[課堂小結(jié)]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語(yǔ)句歸納1.水在細(xì)胞中以自由水和結(jié)合水兩種形式存在。2.細(xì)胞中大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽以離子的形式存在。3.無(wú)機(jī)鹽對(duì)維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)有特別重要的作用。4.一些無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)某些困難化合物的重要組成成分。1．下列關(guān)于植物體內(nèi)水分的敘述，錯(cuò)誤的是()A．植物體內(nèi)的水分參加養(yǎng)分物質(zhì)的運(yùn)輸B．水是構(gòu)成葉肉細(xì)胞的重要化合物之一C．自由水可作為細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物D．同種植物萌發(fā)種子的含水量與休眠種子的相同D[植物體內(nèi)養(yǎng)分物質(zhì)的運(yùn)輸須要自由水的參加，A項(xiàng)正確；結(jié)合水可構(gòu)成葉肉細(xì)胞的組分，B項(xiàng)正確；自由水可作為細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物，參加化學(xué)反應(yīng)，C項(xiàng)正確；萌發(fā)的種子代謝旺盛，故同種植物萌發(fā)種子的含水量高于休眠種子的含水量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]2．下列關(guān)于生物體內(nèi)水的描述，錯(cuò)誤的是()A．幼小的生物體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值越大時(shí)，代謝越旺盛B．自由水是良好的溶劑，也為細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)供應(yīng)了液體環(huán)境C．心肌堅(jiān)韌而血液呈液態(tài)，但兩者含水量相差無(wú)幾，緣由是心肌細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值較大D.結(jié)合水是組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的一部分，約占細(xì)胞內(nèi)全部水分的4.5%C[心肌堅(jiān)韌而血液呈液態(tài)，但兩者含水量相差無(wú)幾，緣由是與血液相比，心肌細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水與自由水的比值較大，上述兩種細(xì)胞內(nèi)自由水的含量均大于結(jié)合水，C項(xiàng)錯(cuò)誤。]3．(多選)無(wú)機(jī)鹽對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)具有重要作用。下列相關(guān)敘述正確的是()A．蔬菜中的草酸不利于機(jī)體對(duì)食物中鈣的汲取B．缺鐵會(huì)導(dǎo)致哺乳動(dòng)物血液運(yùn)輸O2的實(shí)力下降C．KH2PO4也能為生物體供應(yīng)能量D．植物秸稈燃燒產(chǎn)生的灰燼中含有豐富的無(wú)機(jī)鹽ABD[草酸是生物體的一種代謝產(chǎn)物，廣泛分布于植物、動(dòng)物和真菌中；草酸簡(jiǎn)單與鈣離子結(jié)合形成草酸鈣，不利于機(jī)體對(duì)食物中鈣的汲取，A項(xiàng)正確。哺乳動(dòng)物缺鐵，會(huì)影響血紅素的合成，導(dǎo)致血液運(yùn)輸O2的實(shí)力下降，B項(xiàng)正確。無(wú)機(jī)物不能為生物體供應(yīng)能量，C項(xiàng)錯(cuò)誤。植物秸稈燃燒產(chǎn)生的灰燼中含有豐富的無(wú)機(jī)鹽，D項(xiàng)正確。]備選題試回答下列問(wèn)題：(1)種子在入倉(cāng)之前需晾曬，所去除的水分主要是細(xì)胞中的________水。(2)將干種子用水浸泡后種子能萌發(fā)，但干種子不經(jīng)水浸泡不能萌發(fā)，這說(shuō)明______________________________________。(3)簇新的雞蛋清呈液態(tài)膠狀，而臭雞蛋清則是相對(duì)更“稀”的液體，呈水狀，這是因?yàn)樵诖匦碌碾u蛋清中的水與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成液態(tài)膠體，這時(shí)的水為_(kāi)_____，而臭雞蛋中的蛋白質(zhì)被微生物分解成小分子物質(zhì)，使這部分水釋放出來(lái)，轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)_______。(4)貧血癥患者血液運(yùn)輸________的實(shí)力低。一般的貧血癥患者除要補(bǔ)充鐵以外，還應(yīng)多吃一些含________豐富的食物。(5)人體中含鈣最多的是________。A．肌肉B．骨組織C．上皮組織D．神經(jīng)組織(6)人在長(zhǎng)跑后，因流汗過(guò)多常出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)剛好補(bǔ)充含________的食物。[解析](1)自由水是自由流淌的水，通過(guò)晾曬能蒸發(fā)出去