人教版高中生物必修一学案：2.5 细胞中的无机物 (含答案)

第5节 细胞中的无机物
学习目标
1．结合材料分析，明确水在细胞中的存在形式和作用(重难点)。

2.通过材料分析，总结出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用(重点)。

|基础知识|
一、细胞中的水 1．水的含量及特点
(1)含量：水是细胞中含量最多的化合物。

(2)含水量、生物种类与发育阶段的关系：
2.水的存在形式及作用
1．存在形式和含量
2．无机盐的生理功能与实例(连线)
功能
实例
①组成复杂化合物 a.人体缺钙会出现抽搐
②维持生命活动
b.HCO －
3维持血浆pH ，Na ＋
主要维持细胞外的渗透压 ③维持细胞酸碱平衡和渗透压平衡
c.Mg 2＋
组成叶绿素，Fe 2＋
组成血红蛋白
答案 ①－c ②－a ③－b
三、细胞是多种元素和化合物构成的生命系统
1．元素基础 C 、H 、O 、N 等化学元素是构成细胞的主要元素。

2．化合物基础以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物是构成细胞生命大厦的基本框架。

3．能源基础糖类和脂肪提供了生命活动的重要能源。

4．构建、调节基础水和无机盐与其他物质共同构建细胞并参与细胞生命活动的调节。

|自查自纠|
1．水不仅是细胞代谢所需的原料，也是细胞代谢的产物，如蛋白质的合成过程中都有水的生成。

()
2．种子贮存前，先要晾晒，目的是减少自由水的含量，降低种子的代谢速率，以延长种子的寿命。

()
3．结合水与其他物质结合在一起，是细胞结构的重要组成成分。

()
4．镁离子是叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶片发黄。

()
5．生理盐水能维持人体渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破。

()
6．植物缺少B元素造成“花而不实”体现了无机盐能影响生物体的生命活动。

() 7．Fe2＋是人体内结合与运输O2不可缺少的。

()
8．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿。

()
答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 5.√ 6.√7.√8.×
|图解图说|
★幼儿时期含水量远远高于成年时期的含水量；男人体内的含水量比女人体内的含水量高。

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★自由水含量多，生物体代谢旺盛，但抗逆性较弱。

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★腹泻和大量出汗造成体内大量水分和无机盐丢失，腹泻者常输入葡萄糖盐水进行治疗，大量出汗应多喝些淡盐水。

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★缺镁植物叶片无法合成叶绿素，叶片呈现黄色，不能进行光合作用。

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找窍门
巧记无机盐功能的“一·一·二”
探究点一细胞中的水
1．水的存在形式
判断下列各项中水的主要存在形式。

①鲜种子晒干时丢失的水；②鸡蛋清中的水；③血液中的水；④坚韧的心肌中的水。

属于自由水的有：①③；属于结合水的有：②④。

2．自由水和结合水与新陈代谢的关系
材料一：播种之前需要将晒干的种子浸水利于种子的萌发。

材料二：将干燥的种子在酒精灯上加热后再浸水，种子不再萌发。

材料三：动物冬眠时体内自由水的含量减少，结合水的含量增加。

(1)材料一中种子吸收的是自由水，说明它与新陈代谢的关系是：自由水含量越多则细胞代谢越旺盛。

(2)材料二中加热时干燥的种子失去的主要是结合水，说明它的作用是：是细胞结构的组成成分。

(3)材料三说明结合水与生物的抗寒性之间的关系是：结合水含量相对越多，生物的抗寒性就越强。

1．自由水与结合水之间的转化
(1)转化条件
结合水
自由水降温
升温
(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。

②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。

2．自由水与结合水的相对含量与细胞代谢的关系
(1)图示：
(2)曲线：
【典例1】(2016·舟山高一检测)水是生命之源，下列对生物体内水的描述，不正确的是()
A．结合水是组成细胞结构的一部分，约占细胞内全部水分的4.5%
B．自由水是良好的溶剂，是各种代谢活动的介质
C．同种植物冬天结合水所占比值比夏天高
D．心肌坚韧，血液呈液态，但它们的含水量相差无几，原因是心肌内全是结合水尝试解答________
解析结合水的作用是构成细胞的结构，其含量占全部水分的4.5%，A正确；自由水的作用又多个方面，例如自由水是良好的溶剂，是化学反应的介质，B正确；同种植物在冬天的结合水含水量相比夏天相对较高，以增强其抗寒能力，C正确；心肌与血液的含水量相
差不大，但心肌中的结合水相对较高，血液中的自由水相对较多，所以心肌呈固态而血液呈液态，D 错误。

答案 D 【跟踪训练】
1．“绵绵的春雨，是她润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。

”此过程中，细胞中自由水与结合水的相对含量变化表示正确的是(
)
解析 随着复苏时间的延长，细胞中自由水/结合水的比值变大，才会导致细胞代谢水平提高。

答案 B
探究点二 细胞中的无机盐
1．人体缺Fe 时为什么会患贫血症？植物缺Mg 为什么叶片会发黄？
提示 Fe 是合成血红蛋白的必需元素，如果人体缺铁，则血红蛋白的合成量大大减少，从而导致贫血症的发生。

Mg 是合成叶绿素的必需元素，如果植物缺Mg ，则叶绿素合成受阻，从而使叶片发黄。

2．哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca 2＋，如果Ca 2＋
含量太低，会出现抽搐等症状，这说明无机盐的作用是：维持正常的生命活动。

3．人感冒发热需要静脉输液时，需用质量分数为0.9%的NaCl 溶液配制药液的目的是：维持人体细胞正常的形态。

无机盐的生理作用及实例
状。

当补充镁盐时，上述症状得以缓解。

这说明( )
A．镁是叶绿素合成代谢的必需元素
B．缺绿病症是细胞缺少运输镁离子的载体
C．镁是构成叶绿素分子的必需元素
D．细胞内供能不足会影响镁离子的吸收
解析植物体的绿色是叶绿体中的叶绿素所表现出的颜色，缺镁影响到叶绿素的含量，所以镁与叶绿素的合成有关。

答案 A
无机盐功能的实验验证方法
(1)对照组：植物＋完成培养液―→正常生长
(2)实验组：
实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。

【跟踪训练】
2．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．Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺Mg2＋影响光合作用
C．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿
D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
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；Mg2＋是叶绿素的组成成分，缺Mg2＋则不能合成叶绿素，进而影响光合作用，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大，D正确。

答案 C
1．(2017·湖北黄石)当生物体新陈代谢旺盛和生长迅速时，通常结合水/自由水的比值()
A．会升高B．会降低
C．不变化D．波动不大
解析结合水/自由水越低，新陈代谢越旺盛。

答案 B
2．下列各过程中所散失的水分中主要属于结合水的是()
A．种子收获后在晒干过程中散失的水分
B．干种子烘烤过程中散失的水分
C．萝卜腌制过程中，细胞所散失的水分
D．植物蒸腾作用散失的水分
解析自由水是细胞内可以流动的水，种子晒干过程、萝卜腌制过程、植物蒸腾作用过程中，散失的水分都是自由水。

干种子内的水分主要是与种子内蛋白质、淀粉、纤维素等亲水物质结合，形成的结合水。

答案 B
3．(2016·河北唐山一模)下面是关于细胞中水含量的叙述，其中错误的是()
A．水是人体细胞中含量最多的化合物
B．生命活动旺盛的植物细胞含水量较高
C．抗冻的植物细胞内自由水含量一般较高
D．老年人细胞中含水量比婴儿要少
解析自由水与结合水的比值越高，新陈代谢越旺盛，反之，新陈代谢越弱，但抗逆性增强。

答案 C
4．血红蛋白和叶绿素所含的无机盐离子分别是()
A．Ca2＋和Mg2＋B．Fe2＋和Mg2＋
C．Fe3＋和Na＋D．Ca2＋和Na＋
解析Fe2＋是构成血红蛋白的成分，Mg2＋是构成叶绿素的成分。

答案 B。