資源簡介

(共37張PPT)
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√細(xì)胞中的無機(jī)物
新課程標(biāo)準(zhǔn) 核心素養(yǎng)
1.說出水在細(xì)胞中的存在形式和作用，認(rèn)同其在生命活動中具有重要作用。2.舉例說出無機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和主要作用。 1.生命觀念——認(rèn)同一切生命活動都離不開水。2.科學(xué)思維——利用生活中的現(xiàn)象(如新鮮種子晾曬前后)理解自由水與結(jié)合水的轉(zhuǎn)化及其與代謝的關(guān)系。
知識點(一)細(xì)胞中的水
1．水的含量及特點
(1)含量：一般來說，是細(xì)胞中含量最多的化合物，約占70%～95%。
(2)與生物種類及發(fā)育階段的關(guān)系
①生物種類不同，含水量不同，如水生生物含水量多于陸生生物。
②不同生長發(fā)育期，含水量不同，如幼兒含水量高于成年人。
(3)水的結(jié)構(gòu)特點
①水是極性分子，因此水是良好的溶劑。
②水分子具有氫鍵，易于斷裂和形成，使水具有流動性和較高的比熱容。
2．水的存在形式和作用
項目 自由水 結(jié)合水
形式 在細(xì)胞中以游離的形式存在 與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合
含量 約占95.5% 約占4.5%
作用 ①細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑②參與化學(xué)反應(yīng)③為細(xì)胞提供液體環(huán)境④運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物 是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分
3．自由水和結(jié)合水的比例與細(xì)胞代謝的關(guān)系
(1)自由水/結(jié)合水越大，細(xì)胞的代謝就越旺盛。
(2)結(jié)合水/自由水越大，細(xì)胞抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力就越強(qiáng)。
(1)細(xì)胞中結(jié)合水失去后仍可保持活性。(×)
(2)同一生物體的幼嫩部位自由水相對含量高于衰老部位。(√)
(3)水分在細(xì)胞內(nèi)不參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成。(×)
(4)新鮮幼嫩的植物細(xì)胞中只含有自由水，代謝旺盛。(×)
1．(生命觀念)將少量干燥種子放入干燥的試管內(nèi)，放在酒精燈火焰上烘烤，試管內(nèi)壁上出現(xiàn)少量水珠。該水分在細(xì)胞中以哪種形式存在？如果用上述烘烤后的種子播種，種子能否萌發(fā)？
提示：以結(jié)合水形式存在。如果將烘烤后的種子播種下去，種子不能萌發(fā)，因為結(jié)合水是細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，失掉結(jié)合水，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，細(xì)胞死亡，導(dǎo)致種子失去活性。
2．(科學(xué)思維、社會責(zé)任)秋季，農(nóng)民收獲的玉米需經(jīng)晾曬后才能入庫貯存。結(jié)合所學(xué)知識，試分析其中的生物學(xué)道理。
提示：自由水含量降低，細(xì)胞代謝減弱，可減少有機(jī)物消耗，同時能防止種子發(fā)芽、霉變。
1．自由水與結(jié)合水的比值與代謝、抗逆性的關(guān)系
(1)圖示
(2)曲線
2．在生產(chǎn)中的應(yīng)用
(1)種子萌發(fā)時，需要吸收水分，增加自由水含量。
(2)種子儲存前曬干是為了降低自由水含量，降低代謝速率，以延長儲存時間。
(3)越冬作物減少灌溉，可提高作物對低溫的抗性。
1．“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(　　)
解析：選B　春天生物復(fù)蘇過程中，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。
2．水污染、水資源短缺導(dǎo)致的水危機(jī)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4.5%
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
解析：選D　結(jié)合水的作用是構(gòu)成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，其含量占全部水分的4.5%；自由水的作用有多個方面，例如自由水是良好的溶劑，是化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)；同種植物在冬天的結(jié)合水含量相比夏天相對較高，以增強(qiáng)其抗寒能力；心肌與血液的含水量相差不大，但心肌中的結(jié)合水含量相對較高，血液中的自由水含量相對較高，所以心肌呈固態(tài)而血液呈液態(tài)。
知識點(二)細(xì)胞中的無機(jī)鹽
1．存在形式：大多數(shù)以離子的形式存在。
2．含量：占細(xì)胞鮮重的1%～1.5%。
3．功能
(1)某些重要化合物的組成成分，如Mg2＋是構(gòu)成葉綠素的主要成分。
(2)維持細(xì)胞和生物體的生命活動，具有重要作用，如哺乳動物的血液中Ca2＋含量降低，會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象等。
(3)維持細(xì)胞的酸堿平衡。
(1)小麥種子燃盡后的灰燼是無機(jī)鹽。(√)
(2)缺鐵性貧血是因為體內(nèi)缺乏鐵，血紅素不能合成。(√)
(3)細(xì)胞中的無機(jī)鹽多以化合物形式存在，如CaCO3構(gòu)成牙齒、骨骼。(×)
(4)無機(jī)鹽對于維持細(xì)胞內(nèi)溶液的濃度起重要作用。(√)
1．(生命觀念)人缺鐵會患貧血，植物缺鎂葉片會發(fā)黃，請分析其中的原因，由此說明無機(jī)鹽具有什么生理作用？
提示：鐵是血紅素的組成成分，鎂是葉綠素的組成成分；說明無機(jī)鹽是復(fù)雜化合物的組成成分。
2．(科學(xué)思維)酷暑季節(jié)，室外作業(yè)的工人會大量出汗，有同學(xué)認(rèn)為工人應(yīng)多喝純凈水以補(bǔ)充散失的水分。請結(jié)合所學(xué)知識，評價上述說法是否合理，并說出評價依據(jù)。
提示：不合理。工人大量出汗排出水的同時，會排出過多的無機(jī)鹽，從而導(dǎo)致體內(nèi)的無機(jī)鹽含量減少，而純凈水幾乎不含無機(jī)鹽。
1．無機(jī)鹽功能的實驗驗證方法
(1)實驗?zāi)康模禾骄繜o機(jī)鹽X是否是植物生長發(fā)育所必需的。
(2)實驗設(shè)計
(3)實驗中的對照
①空白對照
②
2．常見無機(jī)鹽的作用與缺乏癥
種類 作用 缺乏時引起的癥狀
Fe 構(gòu)成血紅素的元素 缺鐵性貧血癥
Mg 構(gòu)成葉綠素的元素 植物葉綠素合成受阻，影響光合作用
Zn 很多酶的組成成分 生長發(fā)育不良，生殖腺功能受影響
Ca 骨骼、牙齒的重要組成成分 骨骼畸形；抽搐等
I 甲狀腺激素的重要組成成分 甲狀腺腫大；呆小癥
B 促進(jìn)花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長 油菜缺B時，“花而不實”
Na 維持動物細(xì)胞的滲透壓 動物細(xì)胞滲透壓降低；過低時不能維持正常的細(xì)胞形態(tài)
1．下列關(guān)于無機(jī)鹽的敘述，錯誤的是(　　)
A．缺鐵性貧血是因為體內(nèi)缺乏鐵，血紅素不能合成
B．鎂是葉綠素的成分之一，缺鎂影響光合作用
C．細(xì)胞中的無機(jī)鹽大多數(shù)以化合物形式存在，如CaCO3構(gòu)成骨骼、牙齒
D．碘是合成甲狀腺激素的原料，所以常在食鹽中加碘
解析：選C　鐵是血紅素的組成成分，缺鐵則不能合成血紅素；鎂是葉綠素的組成成分，缺鎂則不能合成葉綠素，進(jìn)而影響光合作用；細(xì)胞中的無機(jī)鹽大多數(shù)以離子形式存在；碘是合成甲狀腺激素的原料，在食鹽中加碘是為了補(bǔ)充碘，預(yù)防因缺碘而引起的地方性甲狀腺腫大。
2．設(shè)計實驗探究X是否屬于植物生長所必需的無機(jī)鹽，某同學(xué)的構(gòu)思大致如下：
本實驗中采用甲組、乙組之間的空白對照以及乙組中實驗前(無X)與實驗后(有X)之間的自身對照。兩次對照中屬于實驗組的依次是(　　)
A．甲組、乙組實驗前　　　　 B．甲組、乙組實驗后
C．乙組、乙組實驗前 D．乙組、乙組實驗后
解析：選D　所謂實驗組是接受實驗變量處理的對象組，故兩次對照中屬于實驗組的依次為乙組、乙組實驗后。
[方法點撥]
探究某種無機(jī)鹽離子是否是植物的必需元素
(1)判斷某種無機(jī)鹽離子是否是植物必需的無機(jī)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(jìn)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(jī)鹽離子是否是植物必需的無機(jī)鹽離子的實驗方法：
溶液培養(yǎng)法，具體操作過程可歸納如下圖：
[要語必背·網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建]
一、要語必背
1．種子曬干及播種前浸種過程中水分變化及意義
(1)種子曬干過程中，自由水散失。在干燥種子中水以結(jié)合水形式存在。種子曬干的目的是降低種子中的自由水含量，從而降低種子細(xì)胞的代謝水平，減少有機(jī)物消耗，有利于長期儲存。
(2)種子不能采用烘干的方法降低自由水含量。因為烘干會失去種子細(xì)胞中的結(jié)合水，因為結(jié)合水是細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，失掉結(jié)合水，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，細(xì)胞死亡，導(dǎo)致種子失去活性。如果將烘烤后的種子播種下去，種子不能萌發(fā)。
(3)種子播種前要浸種，原因是播種前浸種可以使細(xì)胞內(nèi)自由水含量增加，使代謝強(qiáng)度增加，從而促進(jìn)種子萌發(fā)。
2．舉例說明一些無機(jī)鹽的生理功能
(1)Mg2＋是葉綠素分子必需的成分，F(xiàn)e2＋是血紅蛋白分子必需的成分。
(2)哺乳動物血液中必須含有一定的Ca2＋，如果血液中鈣離子的含量過低就會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象。
(3)Na＋、Cl－對細(xì)胞外液滲透壓起重要作用，K＋則對細(xì)胞內(nèi)液滲透壓起重要作用。
(4)人血漿中的HCO、HPO等對血漿pH的穩(wěn)定起重要作用。
二、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
1．下列關(guān)于細(xì)胞中水分子的敘述錯誤的是(　　)
A．只能以游離形式存在
B．是細(xì)胞鮮重中含量最多的成分
C．是細(xì)胞代謝活動的介質(zhì)
D．是細(xì)胞中多種物質(zhì)的溶劑
解析：選A　細(xì)胞中的水分子以自由水和結(jié)合水的形式存在，是細(xì)胞鮮重中含量最多的成分，其中自由水是細(xì)胞代謝活動的介質(zhì)和細(xì)胞中多種物質(zhì)的溶劑。
2．如圖曲線能正確反映大豆種子萌發(fā)至幼苗過程中細(xì)胞中自由水與結(jié)合水的比值(縱坐標(biāo))變化的是(　　)
A．a(chǎn) B．b
C．c D．d
解析：選B　大豆種子從萌發(fā)到幼苗過程中，自由水與結(jié)合水的比值逐漸增大，直至相對穩(wěn)定。
3．生物體內(nèi)有70多種酶的活性與Zn2＋有關(guān)，缺乏Zn2＋生物就無法正常生活，說明無機(jī)鹽(　　)
A．對維持生物體的生命活動有重要作用
B．對維持酸堿平衡有重要作用
C．對維持細(xì)胞形態(tài)有重要作用
D．對調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的濃度有重要作用
解析：選A　Zn2＋與許多酶的活性有關(guān)，缺乏Zn2＋的生物無法正常生活，這說明無機(jī)鹽離子對于維持細(xì)胞和生物體的生命活動具有重要作用，A正確；題干信息不涉及酸堿平衡，B錯誤；題干信息不涉及細(xì)胞形態(tài)的變化，C錯誤；題干信息不涉及細(xì)胞內(nèi)的濃度，D錯誤。
4．“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(jìn)行了如下探究實驗。
下列敘述中，錯誤的是(　　)
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(jī)鹽，它們在細(xì)胞中主要以離子形式存在
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
解析：選C　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(jī)物容易燃燒，步驟三損失的是構(gòu)成細(xì)胞的有機(jī)物，C錯誤；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(qiáng)，D正確。
5．無機(jī)鹽對于維持生物體的生命活動具有重要作用。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．蔬菜中的草酸不利于機(jī)體對食物中鈣的吸收
B．缺鐵會導(dǎo)致哺乳動物血液運輸O2的能力下降
C．和ATP一樣，KH2PO4也能為生物體提供能量
D．植物秸稈燃燒產(chǎn)生的灰燼中含有豐富的無機(jī)鹽
解析：選C　草酸與食物中鈣結(jié)合形成沉淀物，不利于吸收，A正確；鐵是血紅蛋白的組成成分，血紅蛋白的主要作用是運輸O2，缺鐵會導(dǎo)致哺乳動物血液運輸O2的能力下降，B正確；無機(jī)鹽在生物體中的作用是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分、參與并維持生物體的代謝活動、維持生物體內(nèi)的酸堿平衡、維持細(xì)胞的滲透壓，并不能為生物體提供能量，C錯誤；燃燒過程中有機(jī)物被分解，剩下的是無機(jī)鹽，D正確。
6．莫拉德營養(yǎng)液是配制方便、使用簡單且效果良好的培養(yǎng)液之一。其配方包括A液和B液。A液由硝酸鈣125 g，硫酸亞鐵12 g，加水1 000 mL配制而成；B液由硫酸鎂37 g，磷酸二氫銨28 g，硝酸鉀41 g，硼酸0.6 g，硫酸錳0.4 g，硫酸銅0.004 g，硫酸鋅0.004 g，加水1 000 mL配制而成。
(1)培養(yǎng)液中的N、P、S、K、Ca、Mg等無機(jī)鹽進(jìn)入細(xì)胞后主要以________形式存在。
(2)無機(jī)鹽離子能維持細(xì)胞和生物體的正常________，從而使細(xì)胞保持一定的形態(tài)；有的無機(jī)鹽離子能維持生物體或細(xì)胞內(nèi)的__________，緩沖pH變化。
(3)“要健美，吃鎂食”，是因為鎂在能量代謝和脂肪燃燒中起著重要的作用。實驗證明催化脂肪分解的很多酶含有酶或在Mg2＋存在時才能正常發(fā)揮功能。這說明無機(jī)鹽離子對酶具有________或________作用，參與生物體的代謝活動。
解析：(1)無機(jī)鹽在細(xì)胞中主要以離子形式存在。(2)無機(jī)鹽離子能維持細(xì)胞和生物體的正常滲透壓，從而使細(xì)胞保持一定的形態(tài)；有的無機(jī)鹽離子能維持生物體或細(xì)胞內(nèi)的酸堿平衡，緩沖pH變化。(3)催化脂肪分解的很多酶含有酶或在Mg2＋存在時才能正常發(fā)揮功能。這說明無機(jī)鹽離子對酶具有活化或輔助作用，參與生物體的代謝活動。
答案：(1)離子　(2)滲透壓　酸堿平衡　(3)活化　輔助
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