水的存在形式(自由水结合水)
高中生物必修一第2章第5节 细胞中的无机盐 笔记
二、细胞中的无机盐
1.大多数无机盐以离子形式存在，在细胞中含量很少，仅占鲜 重的1a2＋、Mg2＋、Fe2 ＋、Fe3＋等，阴离子有Cl－、SO 2－ 、PO 3－ 、HCO －等。 3. （1）Fe2＋ 是血红蛋白的成分，缺铁易患贫血症。 （2）哺乳动物的Ca2＋ 太低，易抽搐。 （3） Mg2＋ 是叶绿素的成分，缺少易患黄叶病。 4.无机盐的作用：（1）细胞中某些化合物的组成 （2）维持细胞和生物体的生命活动 （3）维持细胞的酸碱平衡 (4)调节渗透压、维持细胞正常形态和功能
2.5 细胞中的无机物
一· 细胞中的水
1.生物体鲜重时含量最多的化合物是水，干重时含量最多的 化合物是蛋白质。 2.不同生物体，含水量不同；同种生物的不同时期含水量也 不同。 3.水的两种存在形式： （1）结合水：与细胞内其它物质相结合的水，约占总水量的 4.5%。功能：细胞结构的组成成分。 （2）自由水：以游离形式存在，可以自由流动。功能： ① 良好溶剂 ②参与生化反应 ③提供液体环境 ④运送营养物质 和代谢废物。 4.自由水与结合水比值越大，新陈代谢越旺盛，抗逆性越弱。
任务七 食品中水分的测定
人造奶油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳
及香料等食品中的水分测定，结果的准确度优
于直接干燥法，也是测定脂肪和油品中痕量水
分的理想方法。
3. 主要仪器：
KF—l 型水分测定仪(上海化工研究院制) SDY一84 型水分滴定仪(上海医械专机厂制)
4. 试剂：
尽量用无水的试剂，有时需要蒸馏后再使用，
加入无水硫酸钠保存无水甲醇、无水吡啶，或选
（三） 减压干燥法
（1） 原理：利用水的沸点随P↓的原理，将样品 称量后放入真空干燥箱内，在选定的真空度与 加热温度下干燥至恒重，干燥后样品所失去的 质量百分比即为水分含量。
（2）装置如
（下图）
（3）操作：将准确称好的样品放入真空干燥箱内， 打开真空泵抽出烘箱内空气至所需的压力，如 烘箱密封的好，要重新紧一次门的开关螺栓。
d. 浓稠液体（糖浆、 炼乳等）： 加水稀释，最后要 把加入的水除去。 加入海砂，海砂与 玻璃棒在水浴上干燥 后入干燥箱，两者要 知重量。
e. 含水量﹥16%的 谷类食品，采用两 步干燥法。如面包， 切成薄片，自然风 干15~20h，再称量， 磨碎，过筛，烘干 。
• 常压干燥法操作过程：
烘箱预热 称量皿横重m3 准确称样+称量皿重 m1 干燥1h 冷却30min 称量 干燥1h 冷却30min 称量 反复至恒重准确称 样+称量皿重 m2 。 水分的计算： 水分% = ( m1 - m2)/ (m1 - m3) ×100%
5. 说明及注意事项
（1）有机溶剂一般用甲苯（bp. 110.7℃）；
苯（bp. 80.2℃） （2）加热温度不宜太高，蒸馏时间一般为 2—3小时。 （3）必须保持清洁，无油污，不漏气。
三、卡尔· 费休法（Karl Fischer) 简称费休法或 K—F 法。
自由水和结合水的转化实例(3篇)
第1篇在自然界中，水以多种形式存在，其中自由水和结合水是两种重要的存在形式。
自由水是指可以自由流动的水，如河流、湖泊和海洋中的水；结合水是指与其他物质相结合的水，如土壤中的水、植物体内的水等。
自由水和结合水之间可以相互转化，这种转化在自然界中具有重要作用。
本文将以我国黄河流域为例，介绍自由水和结合水的转化实例。
一、黄河流域的地理环境黄河流域位于我国北方，流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东九个省区。
黄河流域的地理环境复杂，气候多样，水资源丰富。
黄河流域的水资源主要来源于大气降水，其中自由水和结合水相互转化，维持着黄河流域的水循环。
二、自由水和结合水的转化实例1. 自由水向结合水的转化（1）蒸发：黄河流域属于温带大陆性气候，夏季气温较高，蒸发量大。
当太阳辐射强烈时，自由水（如湖泊、河流中的水）会蒸发成水蒸气，形成水汽，进而与其他物质结合，转化为结合水。
例如，黄河流域的湖泊在夏季蒸发强烈，湖水减少，部分水分转化为结合水，如土壤中的水。
（2）降水：黄河流域的降水主要来源于大气中的水汽，当水汽遇到冷空气时，会凝结成水滴，形成降水。
降水过程中，部分水分会渗入土壤，转化为结合水。
例如，黄河流域的降水在雨季时，大量水分渗入土壤，转化为结合水。
2. 结合水向自由水的转化（1）植物蒸腾：植物通过根系吸收土壤中的水分，然后通过叶片蒸腾作用释放到大气中。
在这个过程中，结合水转化为自由水。
例如，黄河流域的植被在生长季节，通过蒸腾作用将结合水转化为自由水，释放到大气中。
（2）地下水补给：黄河流域的地下水主要来源于大气降水和地表水。
当大气降水或地表水渗入土壤后，部分水分会转化为结合水，储存于土壤中。
当土壤水分达到一定饱和度时，结合水会转化为地下水。
例如，黄河流域的地下水在补给过程中，部分结合水转化为地下水。
三、自由水和结合水转化的影响1. 影响土壤水分：自由水和结合水的转化直接影响土壤水分。
当自由水向结合水转化时，土壤水分减少，可能引发干旱；当结合水向自由水转化时，土壤水分增加，有利于植物生长。
水在食品中的存在形式
水在食品中的存在形式我们大家都知道，食品有固体状的、半固体状的，还有液体状的，它们不论是原料，还是半成品以及成品，都含有一定量的水，那么这一定量的水在食品中以什么形式存在呢？我们说食品中的水分总是以两种状态存在的。
一、自由水Free Water（游离水）游离水主要存在植物细胞间隙，具有水的一切特性，也就是说100℃时水要沸腾，0℃以下要结冰，并且易汽化。
游离水是我们食品的主要分散剂，可以溶解糖、酸、无机盐等，可用简单的热力方法除掉。
二、结合水 Bound Water1、束缚水这种水是与食品中脂肪Fat、蛋白质Protein、碳水化合物CHO等形式结合状态。
它是从氢键的形式与有机物的活性基团结合在一起，故称束缚水。
束缚水不具有水的特性，所以要除掉这部分水是困难的。
特点：①不易结冰（冰点为－40℃）②不能作为溶质的溶剂2、结晶水是以配价键的形式存在，它们之间结合的很牢固，难以用普通方法除这一部分水。
在烘干食品时，自由水就容易气化，而结合水就难于气化。
冷冻食品时，自由水冻结，而结合水在－30℃仍然不冻。
结合水和食品的构成成分结合，稳定食品的活性基，自由水促使腐蚀食品的微生物繁殖和酶起作用，并加速非酶褐变或脂肪氧化等化学劣变。
三、水分活度 Water Activity食品中的水分，上面我们按其存在状态分为两种；自由水、结合水。
不论是自由水或是结合水均以加热至100～115℃时的减重来定量的。
实际上，食品中的水分无论是新鲜的或是干燥的都随环境条件的变动而变化。
如果食品周围环境的空气干燥、湿度低，则水分从食品向空气蒸发，水分逐渐少而干燥，反之，如果环境湿度高，则干燥的食品就会吸湿以至水分增多。
总之，不管是吸湿或是干燥最终到两者平衡为止。
通常，我们把此时的水分称为平衡水分（Equilibrum moisture）也就是说，食品中的水分并不是静止的，应该视为活动的状态，所以，我们从食品保藏的角度出发，食品的含水量不用绝对含量（%）表示，而用活度表示AW。
水分和水分活度值的测定
固形物 (%) = 100 % － 水份（%）
不同的食品水分含量相差较多。
及香料等食品中的水分测定，结果的准确度优
于直接干燥法，也是测定脂肪和油品中痕量水
分的理想方法。
⑶ 主要仪器：
KF—l 型水分测定仪(上海化工研究院制) SDY一84 型水分滴定仪(上海医械专机厂制)
⑷ 试剂：
尽量用无水的试剂，有时需要蒸馏后再使用，
加入无水硫酸钠保存无水甲醇、无水吡啶，或选
用费休试剂滴一下，配好费休试剂后，放置24小
特别是香料，此法是唯一公认的水分含量的标准分析方法。
⑶ 操作注意事项
a. 要先接好冷水，且先打开冷凝水。 b. 试剂苯、甲苯、二甲苯，要预先蒸馏，除去水分 备用。 c. 准确称量适量的样品（估计含水量2~5ml）。 d. 加热慢慢蒸馏，使2滴馏出液/每秒。 ⑷ 计算：水分（%）= ( V ∕W ) ×100 V——接收管内水的体积。 W——样品质量。
⑵ 称样量 样品一般控制在干燥后的残留物为1.5～3克； 固态、浓稠态样品控制在 3～5 克； 含水分较高的样品控制在 15～20 克； ⑶ 干燥设备 烘箱 电热烘箱有各种形式，对流式、强力循环通风 式。 ① 普通； ②真空
干燥器
⑷ 干燥条件
干燥温度： 1. 一般是 95～105 ℃；对含还原糖较多的食品应 先（50～60℃）干燥然后再105℃加热。 2.对热稳定的谷物可用120～130 ℃干燥。 3.对于脂肪高的样品，后一次重量可能高于前一次 （由于脂肪氧化），应用前一次的数据计算。
结合水与自由水
❖毛细管水：动植物体内天然形成的毛
细管是由亲水物质构成的，毛细管内径 很细，毛细管有较强的束缚水的能力， 把保留在毛细管的水称为毛细管水，属 于自由水。
6
❖自由水的特点：具有全部水的性质。
➢ 在－40℃以上可以结冰；
➢ 在食品内可以作为溶剂；
➢ 可以以液体形式移动，在气候干燥时也 可以以蒸汽形式逸出，使食品中含水量 降低；
➢ 在潮湿的环境中食品容易吸收一定量的 水分冒失含水量增加；
➢ 微生物可以利用自由水繁殖，各种化学 反应也可以在其中进行。
7
2.3 水分活度
❖ 水 分 活 度 的 定 义 ： 1957 年 Scott 研
究提出水分活度的概念
➢ 食品的含水量：指在一定温度、湿 度等外界条件下，处于平衡状态时 食品的水分含量。(单位gH2O/g干 物质)
➢ 工序：液态食品→浓缩→加压喷头将其喷成微 细的雾状→与热风同时进入干燥室→干燥
➢ 优点：有较大的表面积，溶解速度快，蛋白质 变星和褐变少
21
❖ 冷冻升华干燥：
➢ 概念：将湿物料先冻结到冰点以下，使水分变 成固体冰，然后在较高的真空度将冰直接转化 为蒸汽而除去，物料即被干燥。
➢ 优点：适用于热敏性且易氧化的食品，可保持 食品的色、香、味及Vc等营养物质及原来的外 形。
➢ 缺点：易吸湿 。
22
14
➢ 水分活度对脂肪氧化酸败的影响：水分活度 ↑，脂肪氧化酸败↑。
Aw为0.3－0.4时速率较慢；Aw﹥0.4时，氧在水中 的溶解度增加，并使含脂食品膨胀，暴露了更多的 易氧化部位。若再增加水分活度，又稀释了反应体 系，反应速率开始降低.7时最容易发生，水分在一定范围内时， 非酶褐变随水分活度增加而增加。Aw降到0.2以下， 褐变难以进行。Aw大于褐变的高峰值，则因溶质受 到稀释而速度减慢。
食品化学-问答题
食品化学-问答题问答题：一、水1、水的存在形式？☆水分为结合水和自由水。
结合水（又名：束缚水、固定水）根据结合的牢固程度分为化合水、邻近水、多层水；自由水（又名：体相水、游离水）包括：滞化水、毛细管水、自由流动水。
2、结合水与自由水之间的区别？☆①结合水的量与食品中有机大分子的极性基团的数量有比较固定的比例关系；②结合水的蒸汽压比自由水低；③结合水在食品中不能作为溶剂，在-40℃以上不能结冰；自由水在食品中可以作溶剂，在-40℃以上可以结冰；④自由水能为微生物所利用，适于微生物繁殖及进行化学反应，是发生食品腐败变质的适宜环境。
结合水则不能；⑤结合水对食品风味起重要作用。
3、结合水、自由水各有哪些特点？自由水特点：1.能结冰，但冰点略微下降；2.溶解溶质的能力强，干燥时易被除去；3.与纯水分子平均运动接近；4.很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起食品的腐败变质，但与食品风味及功能性紧密相关。
结合水特点：1.是在样品在一个温度和相对湿度下的平衡水分含量；2.结合水的转动受限；3.在低温下不结冰；4.无溶解溶质能力；5.与纯水比较分子平均运动为0；6.不能被微生物利用；7.用一般干燥剂不能除去；8.处在溶质和其他非水物质临近位置。
4、水分活度与环境平衡相对湿度之间的关系？☆食品的水分活度在数值上等于环境相对平很湿度除以100。
5、水分活度与温度的关系？（冰点以下和冰点以上）☆在比较冰点以上和冰点以下的水分活度值时，应注意到有3个重要区别。
①在冰点以上温度时，水分活度是食品组成和温度的函数，并以食品的组成为主；在冰点以下温度时，由于冰的存在，水分活度不再受食品中非水组分的种类和数量的影响，只与温度有关。
（为此，食品中任何一个受非水组分影响的物理、化学和生物化学变化，在食品冻结后，就不能再根据水分活度的大小进行准却得预测。
于是，在冰点以下的AW值作为物理、化学和生物化学变化指标的价值远比在冰点以上的AW值来得低。
食品化学 梁文珍主编-适合高职高专教育-中国农业大学出版社-第二章水分第三节水和非水组分的相互作用
根据食品中水与非水物质之间的相互关系，可 以把食品中的水分作不同的类型（如下页图）。
构成水 定义：与非水物质呈紧密结合状态的水
特点：非水物质必要的组分， -40度部结冰， 无溶剂能力，不能被微生物利用； 定义：处于非水物质外围，与非水物质 邻近水 呈缔合状态的水； 特点：-40度不结冰，无溶剂能力，不 能被微生物利用； 定义：处于邻近水外围的，与邻近水以氢 键或偶极力结合的水； 多层水 特点：有一定厚度 (多层 )， -40度基本不结 冰，溶剂能力下降，可被蒸发； 单分子层 水， 0.5%
c.结合水不易结冰，由于这种性质使得植物的种子 和微生物的孢子得以在很低的温度下保持其生命力； 而多汁的组织在冰冻后细胞结构往往被体相水的冰 晶所破坏，解冻后组织不同程度的崩溃； d.结合水不能作为可溶性成分的溶剂，也就是说丧 失了溶剂能力； e.体相水可被微生物所利用，结合水则不能。
四、水与溶质的相互作用
结合水
食品 中水 的存 在形 式
自由水
5%
滞化水
定义 被组织中的显微结构或亚显微结构或膜滞留的水 特点 不能自由流动，与非水物质没关系
毛细管水
定义 由细胞间隙等形成的毛细管力所系留的水 特点 物理及化学性质与滞化水相同
自由流动水
定义 以游离态存在的水 特点 可正常结冰，具有溶剂能力，微生物可利用
三、结合水和自由水二者的比较
在生物大分子的两个 部位或两个大分子之 间可形成由几个水分 子所构成的“水桥”。
3、水与疏水基团的相互作用
1、疏水相互作用 疏水水合(Hydrophobic hydration）：向水中添加 疏水物质时，由于它们与水分子产生斥力，从而 使疏水基团附近的水分子之间的氢键键合增强， 使得熵减小，此过程成为疏水水合。
混凝土中自由水和结合水的作用原理解析
混凝土中自由水和结合水的作用原理解析混凝土是建筑工程中常用的材料之一，它由水泥、骨料（如砂、石子）和粉煤灰等组成。
在混凝土硬化的过程中，水起着非常重要的作用。
在混凝土中，水分可以分为自由水和结合水两种形式。
本文将深入探讨混凝土中自由水和结合水的作用原理，帮助读者对混凝土的性能有更全面和深入的理解。
自由水是指在混凝土中存在的未被氢氧化钙结合的自由状态的水分。
当水泥与水发生反应时，会产生水化物，在这个过程中需要使用一定量的水。
而水中的一部分将会被水泥反应吸收，形成水化产物，并与水泥石化物结合形成浆体。
然而，并非所有的水都能被水泥全面吸收，多余的水分则成为混凝土中的自由水。
自由水在混凝土中起到凝固作用的重要角色。
它能够提供充分的流动性，使混凝土易于浇筑和加工。
自由水能够与水泥中的化学物质反应，促进水泥颗粒之间的结合，增强混凝土的强度和硬度。
自由水还能提供所需的湿养条件，保证水泥水化的正常进行，加速混凝土的硬化过程。
然而，混凝土中过多的自由水并非好事。
过量的自由水会导致混凝土中的孔隙增多，降低了混凝土的密实性和强度。
自由水的过多还会增加混凝土的收缩和开裂的风险，影响其使用寿命。
相比之下，结合水是指在混凝土中与水泥发生水化反应后形成化合物的水分。
结合水与水泥反应生成的水化合物主要有两种：水化硅酸钙（C-S-H）和水化铝酸盐凝胶（C-A-H）。
水化硅酸钙是混凝土中最主要的水化产物之一，它与水泥颗粒和骨料粒子形成牢固的结合，增加混凝土的强度和硬度。
水化硅酸钙还能够充填混凝土中的孔隙，增加其密实性和抗渗性。
水化铝酸盐凝胶是另一种重要的水化合物，在混凝土中起到填充和黏结的作用。
它能够填充混凝土中的微观缺陷，提高混凝土的致密性和耐久性。
结合水与水化产物的形成密切相关，是混凝土中固化的关键步骤之一。
结合水的存在能够增加混凝土的强度，并改善其耐久性。
结合水还能够调节混凝土的温度变化，缓解混凝土的收缩和开裂现象。
混凝土中的自由水和结合水在混凝土的形成和性能方面起着重要的作用。
生物高中学业水平测试课件：专题一考点3水和无机盐的作用
(2)结合水：是与细胞内其他物质相结合的水。 作用：组成细胞结构的重要成分。 注意：结合水的含量增多，可以使植物的抗逆性增强。
二、细胞中的无机盐 1．存在形式：大多数以离子的形式存在。 2．作用 (1)与其他物质结合成复杂的化合物，如 Mg2＋是构成 叶绿素的成分、Fe2＋是构成血红蛋白的成分、I－是构成甲 状腺激素的成分。
A．糖水 B．纯净水 C．矿泉水 D．含糖生理盐水 解析：汗液中含有大量的无机盐，所以要补充含糖生
理盐水。
答案：D
A．铁离子 B．钙离子 C．锰离子 D．锌离子 解析：人和哺乳动物的血液中钙离子的含量太低，会
出现抽搐等症状。
答案：B
3．(2011 年 1 月·广东学考·单选Ⅰ)水对细胞的活动有
重要作用。细胞内的水可分为自由水和结合水，其中结 合水的作用是( )
A．使细胞凋亡 B．运输营养物质 C．维持细胞酸碱平衡 D．作为细胞结构的组成成分
解析：I－是构成甲状腺激素的成分，K＋不是。 答案：ABD
7．2011 年，我国云南、贵州等地区出现了百年罕见 的干旱，这对于建设“节水型”社会再次敲响警钟。下 列关于水的叙述正确的是( )
A．结合水是细胞的重要组成成分 B．血液中的水大部分是自由水 C．肌肉细胞内的水大部分是结合水 D．自由水可参与细胞内物质的运输和化学反应 解析：肌肉细胞内的水大部分是自由水。
那么该患者的肝细胞中含量最多的化合物是( )
A．脂肪
B．蛋白质
C．水
D．无机盐
解析：水是生物体活细胞中含量最多的化合物。
答案：C
2．构成细胞内生命物质的主要无机物是( ) A．蛋白质和脂质 B．水和无机盐 C．蛋白质和核酸 D．糖类和无机盐 解析：水和无机盐是细胞内的主要无机物。
各种土中水的特征
液态水：土中液态水指存在于土体孔隙中的水，可分为自由水土中水的存在形式固态水：根据对土工程性质的影响，固态水可作为土矿物颗粒的一部分。
气态水：气态水作为土中气体的一部分。
（一）结合水1 、定义：粘土颗粒表面通常带负电荷，在土粒电场范围内，极性分子的水和水溶液中的阳离子，在静电引力作用下，被牢牢吸附在土颗粒周围，形成一层不能自由移动的水膜，这种水称为结合水，如图1-4所示。
（见武工大编P9，图2-8）2、分类在土粒形成的电场范围内，随着距离土颗粒表面的远近不同，水分子和水化离子的活动状态及表现性质也不相同。
根据水分子受到静电引力作用的大小，结合水分为强结合水定义：指紧靠粘土颗粒表面的水，颗粒表面的静电引力最强，把水化离子和极性水分子牢固地吸附在颗粒表面，形成固定层。
性质：近于固体，不能传递静水压力，具有极大的粘滞性、弹性和抗剪强度，熔点：105℃左右时。
当粘土中只含强结合水时，粘土呈固体状态，磨碎后呈粉末状态。
2）.弱结合水定义：弱结合水位于强结合水的外围，仍受到一定程度的静电引力作用，占有结合水膜的大部分。
性质：呈粘滞体状态。
不能传递静水压力，但当相邻土颗粒水膜厚度不等时，水能从水膜较厚的颗粒移向水膜较薄的颗粒。
当土中含有较多的弱结合水时，即表现为高塑性、易膨胀收缩性、低强度和高压缩性。
结合水在土中的含量主要取决于土的比表面的大小。
要理解水的相互作用关系，才能掌握土的工程性质。
例1：粘土矿物的颗粒细，比表面大，能大量吸附结合水。
结合水使粒间透水的孔隙大为缩小，甚至充满，导致粘性土透水性差。
另外，存在的结合水使颗粒互不接触，便具有滑移的可能；同时相邻土粒间的结合水因受颗粒引力的吸附，使粒间具有一定的联结强度，所以粘性土又具有粘性和可塑性。
例2：砂粒、砾石等，颗粒粗，比表面小，孔隙大，孔隙水中结合水的数量可忽略不计。
故粗粒土的性质主要取决于土粒的形状、级配和排列方式（结构）。
(二)自由水：1．定义：指存在于土粒形成的电场范围以外能自由移动的水。
《结合水与自由水》课件
自由水在食品加工中的应用
便于食品加工操作
自由水在食品加工过程中起到溶剂的作用，有助于食品加 工操作的顺利进行，如混合、搅拌、捏合等。
控制食品水分含量
自由水的含量可以影响食品的水分含量，进而影响食品的 口感、风味和保存性。通过控制自由水的含量，可以调节 食品的水分含量，满足不同的加工需求。
促进食品中化学反应的进行
特点
结合水的稳定性高，不易蒸发，不易被植物吸收利 用。
作用
结合水是细胞结构的组成成分，维持细胞结构的稳 定性。
自由水的定义
80%
自由水
自由水是存在于细胞内的游离态 水，可以自由流动，是细胞内许 多代谢反应的介质。
100%
特点
自由水的稳定性低，易蒸发，易 被植物吸收利用。
80%
作用
自由水是细胞代谢的重要介质， 参与许多生物化学反应，维持细 胞的正常代谢活动。
食品保藏
食品中的水分含量和水分活度对食品的保藏性具有重要影响。自由水含量的高低直接关系到食品的微 生物稳定性和化学稳定性。通过控制结合水和自由水的比例和分布，可以调节食品的水分活度，从而 延长食品的保藏期和改善食品的品质。
其他领域的应用案例
生物医学研究
结合水和自由水在生物医学研究中具有 重要意义。例如，医学成像技术可以利 用不同组织中水分子的分布和运动特性 来诊断疾病。研究结合水和自由水在生 物体内的分布和运动规律有助于深入了 解生命过程的本质和疾病的发生机制。
农业抗旱
在干旱地区，植物通过吸收和利用结合水和自由水来应对水分不足的挑战。一些耐旱植物能够通过控制水分吸收 和蒸腾作用，合理利用结合水和自由水，以适应干旱环境并维持正常的生长。
食品工业领域的应用案例
食品加工
水和无机盐
苹果含有Zn，Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素， 儿童缺Zn就会导致大脑发育不完善。因此，苹果又被称为记忆之 果，这说明无机盐离子( ) A．对于维持酸碱平衡有重要作用 B．对于维持细胞形态有重要作用 C．对于调节细胞渗透压有重要作用 D．对于维持生物体的生命活动有重要作用．
下列关于生物体内水的叙述，不正确的是 ( ) A．结合水是细胞的重要组成成分 B．血细胞中的水大部分是自由水 C．细胞内结合水与自由水的比值与新陈代谢强度无关 D．自由水可参与细胞内物质的运输与化学反应
实验结果如下表所示： 水淹时间 (h/d) 0 3 自由水与 结合 水的 比值 1.5 0.75
分析实验过程及实验结果， 回答以下问题： (1)在该实验中，______是自 变量。请结合表格数据在图中绘 出折线图。
6 12 24
1.25 1.1 1.0
(2)为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实 验用水应为________________水，来源于______________________。 (3)自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系。根据 实验结果可知，互花米草在水淹时间为________h/d的环境下，抗逆性最强。 在进行水淹处理时间为________h/d的环境下，代谢活动最强。
吸水、失水的过程：渗透作用（自由扩散）
上述关系图中产生水的过程①②③⑤⑥发生的场所分别是 利用水的过程①②⑤发生场所分别是
； 。
易错警示
与水的存在形式有关的3个易错点
(1)细胞内自由水/结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢。
(2)秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有 利于植物抗寒性提高。
水 一.含量：
【高中生物】水与生命活动
【高中生物】水与生命活动【知识联系框架】1.水的存在形式和基本功能水在细胞中的存在形式主要有两种：结合水和自由水。
结合水是指细胞内某些亲水性物质（如蛋白质、多糖等极性大分子）的结合，不能自由流动。
如果结合水在细胞中丢失，生物大分子的空间结构将无法维持，原生质将被破坏，代谢无法正常进行，导致死亡。
自由水是指细胞内能够自由流动的水，即水分子的自由能大于亲水大分子有机物的束缚力的水。
自由水是细胞内进行各种生物化学反应的介质，是细胞内的溶剂和运输物质的媒介。
自由水在细胞内的含量与生命活动的旺盛程度呈正相关，生命活动越旺盛，自由水的含量就越高。
2.水分代谢（1）植物体内的水分代谢① 植物的水分代谢包括水分的吸收、运输、利用和损失。
植物吸收水分的方式主要有两种：吸胀作用和渗透作用。
吸胀作用吸收水分主要是依赖于细胞内的亲水性物质，如蛋白质、淀粉、纤维素等，蛋白质的亲水能力最强，所以蛋白质含量高的细胞或组织，吸胀作用吸收水分的能力比淀粉含量高的要强，含脂肪较多的细胞或组织通过吸胀作用吸水的能力最弱。
没有大的液泡的植物细胞主要以吸胀作用方式吸收水分。
渗透作用是具有液泡的成熟植物细胞的吸水方式，也是植物体吸水的主要方式。
一个有液泡的成熟植物细胞是一个渗透系统。
原生质层具有选择透过性是完成渗透吸水的关键。
一个死的植物细胞，原生质层已失去了选择透过性，所以就不具备渗透吸水的能力，但还能通过吸胀作用吸水，典型的例子是死亡的干种子也能吸水。
质壁分离和复原的实验是验证植物细胞通过渗透方式吸水的最佳实例。
成熟的植物细胞发生质壁分离和质壁分离复原的内因主要是原生质层具有选择透过性和原生质层的伸缩性比细胞壁大；外因是原生质层内外溶液的浓度差。
在正常情况下植物体内渗透压最高的细胞是叶肉细胞，最低的细胞是根毛区的细胞，因为只有这样水分才能源源不断地从根部经茎运输到叶片中。
植物的根毛区细胞能否从土壤中吸水主要取决于根毛区细胞细胞液的浓度与土壤溶液的浓度差，这个差数越大，越容易吸收，越小吸水越困难，如一次性施肥过多出现“烧苗”现象等。
高中生物水在细胞中的存在形式
高中生物水在细胞中的存在形式水在细胞中的存在形式水在细胞中的存在形式自由水：细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。
作用：①良好的溶剂；逗渗与多种化学反应；遭运输作用；④为细胞提供液体生活环境。
结合水：细胞中一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。
作用：是细胞结构的重要组成部分。
无机盐含量：1％一1.5％。
存在形式：离子（细胞大部分无机盐以离子的形式存在）。
例如：阳离子：na十k＋ca，＋mg，＋fez＋fe，＋等。
阴离子：ci5042po广hco3等。
作用：①维持细胞形态。
例如生理盐水浓度为0.9％的naci溶液。
2逗渗与调节生物体的代谢功能，例如：有些离子是酶激素维生素的组成成分。
③维持生物体的稳态。
例如调节ph值渗透压。
④是组成生物体的组成成分。
例如：牙齿和骨骼中的钙以碳酸钙形式存在。
到了高中，你首先要明确的一点就是，在高中，学习的科目没有大科、小科之分，只有高考和非高考科目之分。
比如对于理倾学生来说，语数外、理化生是高考科目，其他为非高考科目;对于文倾学生来说，语数外、政史地是高考科目，其他为非高考科目。
因此，如果大家把生物当成初中的小科，当成文科来看待，指望考前背一背，可以这样说，这种情况下你的高中生物是根本学不好的。
如果你指望生物考前背背就可以考高分，那是天方夜谭!可以毫不夸张地说，在高中尤其是在生物考试中，你也很难取得高分，更何况你考前背背呢。
生物学习方法小经验1、考试范围：必修二全册和必修三第一、二章。
试卷上有50道选择题共50分，简答题50分，其中包括实验设计一道2、复习注意：首先是下功夫，扎实细致地进行复习，投入的时间和精力总是能反映在成绩上的。
其次是注意生物复习方法，牢固掌握基础知识，特别是基本概念和基。
地下水有哪些存在形式？
地下⽔有⽓态、液态和固态三种形式。
根据⽔在空隙中的物理状态，⽔与岩⽯颗粒的相互作⽤等特征，可将地下⽔存在的形式分为五种，即：⽓态⽔、结合⽔、重⼒⽔、⽑细⽔、固态⽔。
其中主要的是岩⼟中的⽑细⽔和重⼒⽔，因为这两种⽔对地下⽔的⼯程特性有很⼤的作⽤。
1.结合⽔：
受颗粒表⾯电场作⽤⼒吸引⽽包围在颗粒四周，不传递静⽔压⼒，不能任意流动的⽔。
1）强结合⽔：排列致密，密度>1g/cm3；冰点处于零下⼏⼗度；完全不能移动，具有固体的特性；温度略⾼于100°C时可蒸发。
2）弱结合⽔：受电场引⼒作⽤，为粘滞⽔膜；外⼒作⽤下可以移动；不因重⼒⽽流动，有粘滞性。
2.⾃由⽔：不受颗粒电场引⼒作⽤的孔隙⽔。
3.⽑细⽔：由于⼟体孔隙的⽑细作⽤升⾄⾃由⽔⾯以上的⽔。
⽑细⽔承受表⾯张⼒和重⼒的作⽤。
4.重⼒⽔：⾃由⽔⾯以下的孔隙⾃由⽔，在重⼒作⽤下可在⼟中⾃由流动。
5.⽓态⽔：存在孔隙空⽓中。
水分的测定
固形物 (%) = 100 % － 水份（%）
不同的食品水分含量相差较多（见表5-1）。
二 、 水分的测定方法
① 直接法——利用水分本身的物理性质、化学 性质测定水分：重量法、蒸馏法、卡尔· 费休法、 化学方法。 ② 间接法——利用食品的物理常数通过函数关 系确定水分含量。 如测相对密度、折射率、电导、旋光率等。
⑶ 操作注意事项
a. 要先接好冷水，且先打开冷凝水。 b. 试剂苯、甲苯、二甲苯，要预先蒸馏，除去水分 备用。 c. 准确称量适量的样品（估计含水量2~5ml）。 d. 加热慢慢蒸馏，使2滴馏出液/每秒。 ⑷ 计算：水分（%）= ( V ∕W ) ×100 V——接收管内水的体积。 W——样品质量。
称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边， 取出时先盖好盖子，用钳子取，放入干燥器内，冷 却后称重。
⑵ 称样量 样品一般控制在干燥后的残留物为1.5～3克； 固态、浓稠态样品控制在 3～5 克； 含水分较高的样品控制在 15～20 克； ⑶ 干燥设备 烘箱 电热烘箱有各种形式，对流式、强力循环通风 式。 ① 普通； ②真空
（三） 减压干燥法 （1） 原理：利用水的沸点随P↓的原理，将样品称量 后放入真空干燥箱内，在选定的真空度与加热温 度下干燥至恒重，干燥后样品所失去的质量百分 比即为水分含量。 （2）装置如 （下图） （3）操作：将准确称好的样品放入真空干燥箱内， 打开真空泵抽出烘箱内空气至所需的压力，如烘 箱密封的好，要重新紧一次门的开关螺栓。
直接法比间接法准确度高。
三、水分的测定的意义
• 水分是影响食品质量的因素，控制水分是保
障食品不变质的手段。
① 保持食品良好的感官性状
② 维持食品中其它组分的平衡关系 ③ 保证食品具有一定的保质期 ④ 对工厂成本核算，提高经济效益均有重大意 义
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、植物的矿质营养：植物对矿质元素的
。
思考：植物吸收的矿质元素，是通过
作用或 回到无
机环境中的。
二、植物必需的矿质元素
1、矿质元素：除 中吸收的元素。
以外，主要由植物的根系从土壤
判断：矿质元素都是由根系从土壤中吸收的（ ）
（2）结构简式：
；
含义A T P ；—
~
ATP、ADP和AMP的相互转化：
ATP的功能：（1） 能源物质：为 生命活动直接提供能量，被称为 “能量 ”，其中的活跃化学能转
化成其他形式的能量，
如机械能（用于肌肉收缩、纺锤丝或星射线收缩 以牵引染色体的移动、微细纤维的收缩使细胞缢 裂为二）、化学能（DNA的复制、蛋白质的合成、 光合作用合成有机物）、渗透能（主动运输）、 电能（神经冲动的传导和生物电）、光能（生物 发光）等。
渗透吸水
有
（成熟细胞）
渗透作用：水分子或其他 分子通
过 的扩散
（二个条件： 、
）
成熟区表皮细胞、叶肉细胞、洋葱
鳞片叶表皮细胞、萝卜根细胞、马
铃薯块茎细胞
质壁分离的原因
内因：具 而能形成原生质层；原生质层的伸缩 性 ，细胞壁的伸缩性 外因：[外界溶液]＞[细胞液
质壁分离和质壁分离的复原实验可验证：
念
结构层次：化学结构 ●
与空间结构
结
特点：生物多样性形 构
蛋 白 质
成原因：蛋白质变性
条件及应用
场所：内质网上的核糖体与
游离核糖体合成不同类型的
蛋白质
遗传信息的表达：中心法则 有关计算：肽键数与氨基酸 数的关系，肽链中游离氨基
● 合 成
数和游离羧基数，氨基酸数
与mRNA、DNA碱基数的关
系
氨基酸的代谢来源与去路
2、全透膜=透性膜，如细胞壁、死亡细胞的细胞膜 选透膜=选择透过性膜，如活细胞中所有生物膜（包括
核膜），是生物活性材料，上有载体蛋白， 不易于人工操作
半透膜：一些物质可以通过，另一些物质不可以通过的
多孔性薄膜，物质能否通过，完全取决于分子的大小，如 玻璃纸、肠衣、鱼鳔等，不一定是生物活性材料，可指人 工材料，上无载体蛋白，易于人工操作
、
等
①酶的化学本质是 ，其基
本组成单位是 或
②大多数酶的化学本质
是
，其基本组成单位是
1、温度：（1）温度：
。在此范围内，温度
越接近最适温度，酶的催化效率越高；否则就越低；超出该范
围，催化作用很低，甚至于丧失。
（2）最适温度：酶促反应达到最大值时的温度（胰淀粉酶是
℃、α—淀粉酶是 ℃）
2、pH：（1）适宜pH：酶能发挥催化作用时的pH范围。在
是
；
画滤液细线要求
；
分离色素时，应注意
。
光合作用的概念、总反应式及意义：（1）总反应式
1
2
（生成葡萄糖）
（2）概念：光合作用是指绿色植物通过 ，利
用 ，把 和 转化成储存着能量的
，
并且释放出
的过程。
(3)意义：
。
光合作用的过程（重点掌握）
1、光反应
部位： 条件：
物质变化： 能量变化： 2、暗反应 部位： 条件： 物质变化： ：
●单糖、二糖、多糖的化
●植物体内的糖代谢：
学组成、种类、结构和分
光合作用的概念、反应式、过程
布
叶片遮光实验
2．●糖葡类萄糖、蔗糖、麦芽糖、 淀粉、纤维素的化学性质
适当提高温室内CO2的浓度 有氧呼吸和无氧呼吸的概念、反应 式、过程
中耕松土
●糖类的功能
种子的贮藏
糖
蔬菜的保鲜
●血糖平衡的调
类
节
●应用 A．构成生物体的主要成分 （如糖被） B．主要的能源物质 C．用于制药工业、糖果工 业、制镜工业 D．纤维素制造纤维素硝酸 酯和造纸等
● 代 谢
三大有机物在生物体内的转化 关系 食物中蛋白质类营养供给
●蛋白质的双缩脲鉴定和实验设 计 ●在生物进化中提供分子生物学上的 证据
●氮循 环：
大气中的
植物蛋
动物蛋
N2
白
白
自然固
工氮 业 合 成
硝酸盐
尸体、动物排 泄物
亚硝酸 盐 NH
3
生物固氮
能量代谢
C3、C4植物 提高农作物光 合作
用效率
提高农作物产量
物质代谢
光合作用、化能合成作 用
矿质代谢
自养型
细 有氧呼吸 需氧型
胞
异化作用
同化作用 能 食 水分代谢
呼
新陈代
量物
吸
谢
三大营养物质的代谢、
无氧呼吸 厌氧型
营养与健康
异养型
酶与ATP
发酵
微生物的代谢及调 节
内环境与稳态 （水、盐、糖代谢及 平衡的调节、体温调 节）
矿质元素的吸收、
新陈代谢 的概念和 类型
氨基转换成新的氨基
吸
吸
酸脱氨基作
程过物原件条所场程过 物原件条所场
料
料
和 产
和 产
微生物与用发酵工
程
群微 生 物 类
生营微程发
长养生 酵
代 谢
物 的
工
①要证明酶是蛋白质，可用 试剂，
反应结果呈 色；
或用
试剂，反应结果呈 色。
②向唾液中加入双缩脲试剂，结果呈
紫色，证明唾液中含蛋白质，这些蛋
白质可能是
水的存在形式（自由水/结 合水） 水的作用（溶剂、运 输、原料、成分、维 1．水 持形态、调节体温）
水对动植物的影 响（生存、分布、 生活习性、形态、 呼吸）
水污染（农药、化肥、工业 废水、生活污水引起的富营 养化、重金属污染、有机物 污染、有害微生物污染）
代谢消耗的水（光反应，有氧 呼吸第二阶段，糖元、淀粉、 蛋白质、核酸分解为基本单位， ATP的水解）
（2）合成RNA的原料之一 ，原因：
1、植物细胞内ATP的形成途径有：
（1）
（2）
2、动物细胞内ATP的形成途径有：
关于能源物质：
1 源物质：主要是 ，其次如 反应中，
除供氢外，也能直接提供能量
2、能源物质（可储能和供能）：糖类、脂
肪、蛋白质，其中， 是主要能源物质，脂
肪是主要的储能物质， 在极度饥饿、严
此范围内，pH越接近最适pH，酶的催化效率 ；否则
就。
（2）最适pH：酶促反应达到最大值时的pH（一般酶接近中
性，如 ；胃蛋白酶是 ；小肠中的消化酶需要 性；
微生物的最适pH分别是：真菌 、细菌 、放线
菌
）
3、
虽使酶的活性降低，甚至使酶不能表现
出催化能力，但是酶的分子结构（空间结构）没有被破坏，酶
的活性在适宜温度下可以恢复；
水分代谢（动植物对水分的吸
收方式和原理、运输、利用、
水
散失、应用）
水的平衡 体温调节：
饮水、食物、代谢产生 水 泌尿、排汗、呼吸、粪 便
下丘脑体温调节 中枢
产热—内脏和骨骼肌 散热—皮下毛细血管辐 射和汗液蒸发
代谢产生的水（光合作用暗反应，有氧呼吸 第三阶段，纤维素、淀粉、蛋白质、DNA、 RNA及ATP的合成）
重疾病时可分解供能。
3、储能物质：能储存的能源物质，主要是
脂肪，此外，肝糖元、淀粉也是储能物质
供能物质：有
等
4、根本能量来源：
水分代谢的概念：水分
的、
、
四个方面
植物吸水的主要器官是
水的最活跃部位是
、 、吸
吸胀吸水 无中央大液泡（未成熟细胞） 吸胀作用：利用 性物质吸水 亲水性：蛋白质＞淀粉＞纤维 素〉〉脂肪 干种子、形成层、分生区（生长 点）
3、优点：①全年栽培，产量很高
②节水节肥，产品清洁卫生，有利于实现农作物
栽培的工厂化和自动化
③扩大了农作物栽培的范围和面积
注意：培养时，应注意向培养液中通空气，为什
么？
光合作用的发现
内容
普里斯特 利实验
萨克斯实 验
恩吉尔曼 实验
鲁宾和卡 门实验
时间
过程（要点）
结论
叶绿体中的色素
项目
含量
色素颜 色
①证明细胞的死活（此实验中，细胞始终是活的， 死细胞是不能发生质壁分离和复原的） ②测定细胞液的浓度：梯度浓度法（撕取数片紫 色洋葱磷片叶表皮，分别放入不同浓度的蔗糖溶 液中，则细胞液浓度介于细胞尚未发生质壁分离 和最初发生质壁分离的两种相邻的溶液之间） ③验证：原生质层是一层选择透过性膜
④协助观察细胞膜
高温、
都会使
酶的 受到破坏，使酶 （即失去催化能力），这种失
活是 的。
说出以下酶的作用或作用部位或概念；
蛋白酶
肽酶
胰蛋白酶
淀粉酶
麦芽糖酶
脂肪酶
解旋酶
限制酶
DNA连接酶
RNA 聚合酶
纤维素酶、果胶酶
转氨酶
呼吸氧化酶
组成酶与诱导酶
ATP的名称和结构式：
（1）元素组成 ；名称
，
初步水解产物
最终水解产物
能量变化：
光合作用中光反应和暗反应的区别和联系
项目 场所
光反应
暗反应
条件
时间
物质变化
能量变化
实质
新陈代 新陈代 谢与酶 谢与ATP
水、无机盐、维生 素
氧化分
运输和利用
矿质代 谢 植
水分的吸收、运 输、利用和散失谢 来自分代 谢 用光光反应 合
物
的 新 陈 代