人教版高中生物必修第1冊課前自主預(yù)習(xí)案第2節(jié) 細(xì)胞中的無機物

第2節(jié)細(xì)胞中的無機物

課堂互動探究案

課程標(biāo)準(zhǔn)

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，賦

予了細(xì)胞許多特性，在生命中具有重要作用。

2.舉例說出無機鹽在細(xì)胞內(nèi)含量雖少，但與生命活動密切相關(guān)。

素養(yǎng)達成

能用歸納等方法概括

水和無機鹽的血要:作

用

能用結(jié)構(gòu)與功能觀，

主動關(guān)注自己和家人

說出水的特性和作用能解群水的特性與分

的營養(yǎng)物質(zhì)的均衡攝

之間的關(guān)系，以及無子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系

機鹽的含盤和作用入

生命觀念科學(xué)思維科學(xué)探究社會責(zé)任

設(shè)疑激趣

rowouocI

POWERADE.

Isotonic,

奧運會的賽場上,很多運動員在比賽間隙都會飲用一種藍(lán)色的飲料。

這種飲料在中國市場上很少見到，它是美國可口可樂公司研發(fā)的一種運動

飲料，能夠幫助人體在運動大量消耗水分和能量的情況下，迅速補充、平

衡體液。藍(lán)色飲料中所含的電解質(zhì)能夠有效補充隨汗液流失的電解質(zhì)，而

隨汗液流失最多的電解質(zhì)莫過于鹽分了。

水和鹽分在人體內(nèi)有什么作用呢?

夯基提能?分層突破一一互動?探究?智涂

探究點一細(xì)胞中的水

八帥問導(dǎo)學(xué)

1.結(jié)合教材P2I的圖示和內(nèi)容回答：水為什么能成為細(xì)胞內(nèi)良好的溶

劑呢？它又為什么具有支持生命的獨特性質(zhì)呢？

水分子之間靠制鍵結(jié)合示意圖

2.自由水和結(jié)合水的含量比例對生物的代謝和抗逆性有著重要的意

義，請分析回答下列問題：

(1)剛剛收獲的鮮種子一般要放在陽光下暴曬，種子變干,重量減輕，

鮮種子失去的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎?

(2)將干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠產(chǎn)生，這

種情況下，干種子失去的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？

(3)曬干的種子能夠長久保存，浸泡吸水后能夠萌發(fā)，據(jù)此推斷自由

水和結(jié)合水的比值與細(xì)胞的代謝強度之間有什么關(guān)系？

(4)越冬的植物、干旱地區(qū)植物的細(xì)胞中，結(jié)合水含量升高。這表明

自由水和結(jié)合水的含量與生物的抗逆性有何關(guān)系？

3.在冬季來臨時，隨著氣溫的逐漸降低，植物體內(nèi)發(fā)生了?系列適

應(yīng)低溫的變化，如可溶性糖含量增加、細(xì)胞代謝減弱等。研究表明，細(xì)胞

內(nèi)溶液濃度升高，冰點降低。

(1)結(jié)合所學(xué)知識及上述信息，解釋“霜打的茄子一一德兒了”。

(2)有些蔬菜富含淀粉，但“霜打”后的蔬菜格外“甜”。請結(jié)合所

學(xué)知識解釋其原因。

鄉(xiāng)智海筆記］

［名師］關(guān)于生物體內(nèi)水的兩個“并不是”

(1)水是生命之源，但并不是水分越多越好，如長期浸泡在水中的陸

生植物會死亡。

(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。

［特別提醒］

骨

博

烘

產(chǎn)

神

@-

?

?

百

能

不

分

部

仍

前

戒

憶

萌

m鋁

會

說

明

看

丸

明

說

m轉(zhuǎn)

右

失

水

金

千

哂

化

為

右

鋁

董

含

種

的

身

的

點

由

本

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仍

孑

或

孑

種

散

變

不

嘴

具

失

再

不

謝

，

代

兩

命

具

殳

神

孑

就

強

命

工

力

死

沽

亡

弱

戒

力

話

帥說核虺

1.自由水與結(jié)合水之間的轉(zhuǎn)化

⑴轉(zhuǎn)化條件:

11^］磬|

⑵轉(zhuǎn)化實例：

①烘干種子時，部分結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水散失掉。

②水果放入冰箱冷藏時，部分自由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水。

2.自由水與結(jié)合水相對含量與細(xì)胞代謝的關(guān)系

(1)圖示：

⑵曲線:

“自由水/結(jié)合水

3.自由水與結(jié)合水相互轉(zhuǎn)化的原因

(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。

⑵溫度升高，水分子的動能增加，會逃脫氫鍵的束縛成為自由水。

4.水在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用

生活中的現(xiàn)象對此現(xiàn)象的解釋

減少自由水含量，降低種子的代

種子在貯存時需將種子曬干

謝，延長種子壽命

失去自由水的種子仍保持其生理

干種子用水浸泡后仍能萌發(fā)

活性

低溫環(huán)境下減少花卉澆水提高花卉對低溫的抗性

鮮種子放在陽光下暴曬，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

部分結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水散失

熱，試管壁上有水珠

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

-?隨堂檢測?-

1.［諸暨中學(xué)模擬］（合格考）如果沒有水，人體內(nèi)大部分化學(xué)反應(yīng)就

無法進行，這說明（）

A.水在生物體內(nèi)可以流動

B.生物體內(nèi)的生化反應(yīng)必須在水中進行

C.水是細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物

D.水具有緩和溫度變化的作用

2.（等級考）“綿綿的春雨，是她潤醒了小草，潤綠了楊樹，潤開了

報春花。”此過程中，細(xì)胞中自由水與結(jié)合水的相對含量變化表示正確的

是

營

依

安

云

復(fù)蘇時間笈蘇時間

A

0發(fā)蘇時間0更蘇時間

CD

3.（等級考）“有收無收在于水，收多收少在于肥。”某生物興趣小

組以玉米幼苗為實驗材料進行了如下探究實驗。

洗凈除去60℃,晾曬48h風(fēng)干105℃,烘干lh_,一600℃,30min

表面水分一礪二一幼苗一兩三f干物質(zhì)一手麻丁灰

分

下列敘述中，不正確的是（）

A.步驟一損失的水在細(xì)胞中以游離形式存在，是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑

B.步驟二損失的水與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合，在細(xì)胞內(nèi)的含量穩(wěn)定

C.步驟三損失的主要是無機鹽

D.干旱環(huán)境中生長的玉米，其細(xì)胞中結(jié)合水與自由水比值相對較高

探究點二細(xì)胞中的無機鹽

1.細(xì)胞中的含量僅為1%?1.5%,但卻有著重要的作用，請結(jié)合下列

材料分析無機鹽的有關(guān)知識。

材料一一種葉綠素和血紅素的局部分子結(jié)構(gòu)簡圖

⑴由材料可以看出無機鹽是

材料二足球運動員在激烈比賽中有時會出現(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；硼能促進花粉的萌發(fā)和花粉管的生長,

缺少硼時常導(dǎo)致“花而不實”。

(2)由材料說明無機鹽對有

著重要的意義。

材料三生理鹽水是指與哺乳動物血液和淋巴液等滲的無機鹽溶液，

常用的是質(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

保持原有的形態(tài)，如果放到清水里，會吸水漲破。

(3)由材料說明無機鹽能調(diào)節(jié)人體的，維持細(xì)胞的o

材料四人體代謝過程中產(chǎn)生的一些代謝物質(zhì)會改變體液的酸堿度,

人體血液中存在NaHCOs/H2c和NazHPO/NaH2Poi等物質(zhì)，可以中和這些變

化。

(4)上述材料說明，無機鹽對于維持人體內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定

具有重要作用。

2.無機鹽在細(xì)胞中的含量僅為1%?1.5樂但卻有著重要的作用，請

分析回答有關(guān)無機鹽的知識。

(1)為什么人體缺鐵會導(dǎo)致貧血？為什么植物缺鎂會影響光合作用？

(2)足球運動員在激烈比賽中，有時會出現(xiàn)肌肉抽搐的現(xiàn)象，你知道

是什么原因嗎？

鄉(xiāng)智海筆記|

［歸納總結(jié)］無機鹽參與構(gòu)成的常見化合物：

N：蛋白質(zhì)、葉綠素、核甘酸等

P：核昔酸、磷脂

Mg：葉綠素

S：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的組成成分(蛋白質(zhì)的特征元素)

Fe：動物血紅素

I:甲狀腺激素等

Zn：很多酶的結(jié)構(gòu)中心

［名師提醒］N、P、K元素對植物生長發(fā)育的影響

(DN：含N的無機鹽能促進細(xì)胞的分裂和生長，使枝葉繁茂。缺少N

的植株表現(xiàn)為矮小瘦弱，葉片發(fā)黃。

(2)P：含P的無機鹽可以促進幼苗的發(fā)育和花的開放，使果實、種子

提早成熟。缺少P時，植株特別矮小，根系發(fā)育差，葉片呈暗綠色，并出

現(xiàn)紫色，成熟延遲。

(3)K：含K的無機鹽可使植物莖稈健壯，促進淀粉的形成和運輸。缺

K時;植株莖稈軟弱，容易倒伏，葉片邊緣和尖端呈褐色，并逐漸焦枯,

果實少且不飽滿等。

配帥說核咂

1.無機鹽的存在形式和功能

大多數(shù)以

無機鹽

離子形式

存在功

能

成

組對維持細(xì)

雜

復(fù)可維持

胞和生物

合

化細(xì)胞和

體正常的

物生物體

的生命酸堿平寶

實活動

例

動非常敢耍

物

實

「

L例

血

血

鈣

鈣

過

過

高

低

血

葉

—

—

紅

綠

抽

肌

索

索

無

搞

力

2.探究某種無機鹽離子是否是植物的必需元素

(1)判斷某種無機鹽是否是植物必需的無機鹽離子的原理。

①由于缺乏某種元素，植物的生長發(fā)育遇到障礙，不能完成它的生活

史。

②除去某種元素以后，植物體表現(xiàn)出專一的病癥，而且這種缺素癥是

可以利用該元素進行預(yù)防和恢復(fù)的。

③某種元素在植物營養(yǎng)上表現(xiàn)的效果是直接的，而不是由土壤的物理、

化學(xué)或微生物等因素的改變而產(chǎn)生的間接效果。

(2)判斷某種無機鹽是否是植物必需的無機鹽的實驗方法一一溶液培

養(yǎng)法。

具體操作過程可歸納如下圖:

完全培養(yǎng)液生長狀況正常

生長

狀況

相同

的某

植物

實驗組加入所缺無機鹽的目的是二次對照，使實驗組前后對照，以增

強說服力。

Y隨堂檢測—

L（合格考）在正常人的血漿中NaHCO：,的含量約為112co含量的20倍。

當(dāng)血漿中的NallCQs含量減少時，會造成酸中毒；當(dāng)血漿中H2CO3含量減少

時，則會造成堿中毒。這個事實表明，無機鹽的重要作用是（）

A.維持細(xì)胞的形態(tài)和功能

B.維持細(xì)胞的酸堿平衡

C.構(gòu)成細(xì)胞中的重要化合物

D.調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的滲透壓

2.［廣西南寧二中模擬］（合格考）為了確定某元素是否為植物的必需

元素，應(yīng)采取的方法是（）

A.檢測正常葉片中該元素的含量

B.分析根系對該元素的吸收過程

C.分析環(huán)境條件對該元素吸收的影響

D.觀察在完全培養(yǎng)液中去掉該元素前后植株的生長發(fā)育狀況

3.（等級考）夏季，人在高溫作業(yè)或劇烈活動后，要喝淡鹽水；在患

急性腸胃炎時，要及時注射生理鹽水；不慎受外傷后，用0.9%的生理鹽

水清洗傷口。這樣做的目的依次為（）

①降溫②維持水代謝的平衡③維持無機鹽代謝的平衡④消毒

⑤是細(xì)胞的等滲溶液并有清潔作用

A.①②④B.③②⑤

C.②③⑤D.②③④

4.（等級考）關(guān)于“驗證Mg是小麥生長發(fā)育必需的元素”的實驗，表

中對照組和實驗組的相關(guān)處理，正確的是（）

選項對照組實驗組

等量的用蒸播水配制的含Mg營養(yǎng)

A適量的蒸儲水

液

B適量的完全營養(yǎng)液等量的缺Mg完全營養(yǎng)液

適量的蒸僧水+沙等量的用蒸僧水配制的含Mg營養(yǎng)

C

±液+沙土

適量的完全營養(yǎng)液

D等量的缺Mg完全營養(yǎng)液+沙土

+沙土

強化落實?學(xué)業(yè)達標(biāo)一一歸納?提升?素養(yǎng)

[■（存在形式）~｛自由水和結(jié)介水）

H細(xì)熱內(nèi)的我學(xué)劑人

網(wǎng)[韁附中的水Jj）與“內(nèi)的生化反應(yīng)|

自由水和靖合水在一定

Ii6*非料和代。廢物|條件卜可以和"削化

優(yōu)化學(xué).

絡(luò)靖合水4_wftwtHJfijfti?]-

K存安那式＞4大多敷UKfJB式而

韁胞中的無機拄

建紈成狂柴化合物

Y作用》

構(gòu).推——卸K

■Qt麗命活動）-T?持腋*k

qa持種經(jīng)肌肉興MHa〉

1.生物體的含水量與生物種類及生長發(fā)育期有關(guān)，一般是水生

生物〉陸生生物，幼年〉老年。

2.水在細(xì)胞內(nèi)以自由水和結(jié)合水兩種形式存在。

主3.結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組成成分。

干4.自由水的功能有：①細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑；②為化學(xué)反應(yīng)提

落供液體環(huán)境；③參與細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)；④運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代

實謝廢物。

5.細(xì)胞內(nèi)大多數(shù)無機鹽以離子形式存在。

6.無機鹽對維持細(xì)胞和生物體的生命活動、滲透壓平衡及酸

堿平衡非常重要。

高效課堂?實踐運用一一鞏固?達標(biāo)?反饋

1.水污染、水資源短缺導(dǎo)致的水危機日趨嚴(yán)重，研究表明，80%的疾

病是由水污染引起的。下列有關(guān)生物體內(nèi)水的敘述，錯誤的是（）

A.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4.596

B.自由水是良好的溶劑，是各種代謝活動的介質(zhì)

C.同種植物冬天結(jié)合水所占比值比夏天高

D.心肌堅韌，血液呈液態(tài)，但它們的含水量相差無幾，原因是心肌

內(nèi)全是結(jié)合水

2.某運動員比賽后化驗，體液中Ca?+含量太低，導(dǎo)致神經(jīng)和肌肉的

興奮性過高而出現(xiàn)抽搐。這一事實說明Ca2+的生理功能之一是（）

A.構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的主要成分之一

B.維持細(xì)胞的正常形態(tài)

C.維持細(xì)胞的正常生理功能

D.調(diào)節(jié)滲透壓和酸堿平衡

3.水和無機鹽是構(gòu)成細(xì)胞的重要成分，下列有關(guān)說法正確的是；）

A.細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑是結(jié)合水的功能

B.水不可以直接作為反應(yīng)物參與細(xì)胞代謝

C.烘干的種子燃燒以后剩余的灰燼是無機鹽

D.大量出汗時，只需要及時補充水分即可

4.下列廣告語在科學(xué)性上沒有錯誤的是（）

A.沒有水就沒有生命

B.這種飲料不含任何化學(xué)物質(zhì)

C.這種純凈水絕對純凈，其中不含任何離子

D.這種口服液含有豐富的N、P、Zn等微量元素

5,鐵是合成人體血紅蛋白不可缺少的成分，人體缺鐵可引起貧血癥。

食物中的鐵一般是有機鐵，人體只能吸收利用其中的10%左右，鐵鍋中卻

含有容易被人體吸收利用的無機鐵，用鐵鍋燒菜，對防治缺鐵性貧血大有

好處。鈣在人體內(nèi)的總量達1300g,其中99%存在于骨骼中，一旦離子鈣

在血漿中的濃度明顯下降，神經(jīng)肌肉興奮性會大大增加，出現(xiàn)手足抽搐癥;

相反，如果血鈣過高，則會引起肌無力。

(1)貧血癥患者血液運輸?shù)哪芰Φ?。一般的貧血癥患者除要

補充鐵以外，還應(yīng)多吃一些含________豐富的食物。

(2)人體中含鈣最多的是o

A.肌肉B.骨組織

C.上皮組織D.神經(jīng)組織

(3)人在長跑后，因流汗過多常出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象，這是因為身體中

含量太低。

A.K+B.Na+

C.Ca2+D.卜武+

(4)由上述鐵、鈣在人體中的作用可以說明無機鹽在生物體內(nèi)有哪些

重要作用？

疑難解答?名師指津一一釋疑?解惑?教材

問題探討

1.提示：水在細(xì)胞中的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：水是細(xì)胞結(jié)

構(gòu)的重要組成成分；水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑，許多物質(zhì)必須溶解在水中，

細(xì)胞內(nèi)的許多化學(xué)反應(yīng)也都需要水的參與；多細(xì)胞生物體的絕大多數(shù)細(xì)胞

必須浸潤在以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境中；通過水在生物體內(nèi)的流動，可以把

營養(yǎng)物質(zhì)運送到各個細(xì)胞，同時，也把各個細(xì)胞在代謝中產(chǎn)生的廢物運送

到排泄器官或者直接排出體外?？傊?，各種生物體的一切生命活動都離不

開水。

2.提示：表中的氯化鈉、氯化鉀、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、碳酸

氫鈉等都屬于無機鹽，它們在飲料中以離子的形式存在。運動員在運動中

會大量出汗，出汗時人體會排出大量無機鹽，所以要給他們補充無機鹽。

無機鹽可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的生命活動，也是許多有機物的重要組成成分。

月練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.(1)X(2)X(3)X

二、拓展應(yīng)用

1.質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液的濃度，正是人體細(xì)胞所處液體環(huán)

境的濃度，所以叫生理鹽水。當(dāng)人體需要補充鹽溶液或輸入藥物時，應(yīng)輸

入生理鹽水或用生理鹽水作為藥物的溶劑，以保證人體細(xì)胞的生活環(huán)境維

持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.因為火星上有Mg、Na、K等生命所必需的元素，并且發(fā)現(xiàn)了水這

一生命活動必備的重要物質(zhì)。

第2節(jié)細(xì)胞中的無機物

夯基提能?分層突破

探究點一

【師問導(dǎo)學(xué)】

1.水分子的空間結(jié)構(gòu)及電子的不對稱分布，使得水分子成為一個極

性分子。帶有正電荷或負(fù)電荷的分子(或離子)都容易與水結(jié)合，因此，水

是良好的溶劑：水分子具有氫鍵，氫鍵比較弱，易被破壞，只能維持極短

時間，這樣氫鍵不斷地斷裂、又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體

狀態(tài)，具有流動性。同時:由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，這就

意味著水的溫度相對不容易發(fā)生改變，水的這種特性，對于維持生命系統(tǒng)

的穩(wěn)定性十分重要。

2.(1)失去的主要是自由水。種子仍保留活性。

(2)失去的主要是結(jié)合水。種子喪失活性。

(3)在一定范圍內(nèi)，自由水和結(jié)合水的比值越大，細(xì)胞代謝越旺盛。

(4)一般情況下，自由水和結(jié)合水的比值越大，細(xì)胞的抗逆性越差。

3.(1)當(dāng)外界溫度降低時，茄子中的自由水含量減少，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，使細(xì)胞不容易凍壞，可溶性糖主要是葡萄糖，所以

蔬菜變甜了。

【隨堂檢測】

1.解析：水在生物體內(nèi)可以流動、水是細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物、

水具有緩和溫度變化的作用的說法都正確，但不符合題意；題干中“沒有

水，人體內(nèi)大部分化學(xué)反應(yīng)就無法進行”，這說明生物體內(nèi)的生化反應(yīng)必

須在水中進行，B正確。

答案：B

2.解析：隨著復(fù)蘇時間的增加I,細(xì)胞中自由水/結(jié)合水的比值變大,

細(xì)胞代謝水平提高。

答案：B

3.解析：自由水容易失去，玉米幼苗在晾曬過程中損失的主要是自

由水，A正確；結(jié)合水是細(xì)胞內(nèi)與其他物質(zhì)相結(jié)合的水，是細(xì)胞的重要成

分，不容易損失，含量穩(wěn)定，烘干過程中損失的主要是結(jié)合水，B正確;

構(gòu)成細(xì)胞的有機物容易燃燒，步驟三損失的是構(gòu)成細(xì)胞的有機物，剩余的

是無機鹽，C不正確；結(jié)合水和自由水的比值與生物的抗逆性有關(guān)，在干

旱環(huán)境中生活的玉米結(jié)合水與自由水比值較高，抗逆性強，D正確。

答案：C

探究點二

【師問導(dǎo)學(xué)】

1.（1）某些化合物的重要