資源簡介

2.2 細胞中的無機物 學案
教學目標 核心素養
1.簡述水在細胞中的存在形式和作用。 2.說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。 生命觀念：認同一切生命活動都離不開水。 科學思維：利用生活中的現象理解自由水和結合水的轉化及其代謝的關系
基礎知識梳理：
一、細胞中的水
1.生物體的含水量隨著生物種類的不同有所差別，水是 中含量最多的化合物。
2.水的作用：水是細胞內 ；細胞內的許多 需要水的參與；為細胞提供水為基礎的 ； 營養物質和新陳代謝廢物；構成 的重要組成成分。
3.水分子的空間結構及電子不對稱分布，使水分子成為一個 分子。帶電荷的分子或離子都容易與水結合，因此水是良好的溶劑。水分子之間的靜電吸引作用形成的弱的引力程為 。由于氫鍵的存在，水具有較高的 ，使水的溫度相對不容易發生改變，這對于維持生命系統的穩定性十分重要。
4.水的存在形式：絕大部分水呈游離狀態，叫作 ；一部分水與細胞內的其他物質相結合，叫作 。自由水和結合水所起的作用是有差異的， 大約占細胞內全部水分的4.5%，結合水主要與蛋白質、多糖等物質結合，而失去 性和 性。
5.細胞內自由水所占比例越 ，細胞代謝就越 ；結合水越 ，細胞抵抗不良環境的能力（抗逆性）就越 。
二、細胞中的無機鹽
1.細胞中大多數無機鹽以 的形式存在。
2.葉綠素的構成元素有： ，缺 會使葉綠素的形成受阻，影響 。血紅素的構成元素有： ，缺Fe會使血紅素合成受阻，導致出現缺Fe性 。 是組成細胞膜、細胞核的重要成分，是細胞化合物的成分，缺P植株會特備矮小，根系發育差，葉片小且呈暗綠偏紫色。人體Na+缺乏會引起神經、肌肉細胞 ，引發肌肉酸痛、無力，大量排汗后應該多喝 。 含量太低，動物會出現抽搐等癥狀。
3.無機鹽的作用：是細胞內某系復雜 的重要組成成分；維持細胞的 平衡；維持細胞核生物體的生命活動正常進行；維持機體的滲透壓
自學檢測：
1.水為生命活動提供了條件。下列關于水在生物體中作用的敘述中，錯誤的是（）
A. 水能維持機體的酸堿平衡 B. 水是許多物質的良好溶劑
C. 水能緩和溫度的變化 D. 水是細胞內某些代謝的反應物
2.下列關于細胞中無機物的敘述不正確的是（ ）
A. 人體缺Fe會患貧血癥，說明無機鹽對維持細胞的酸堿平衡非常重要
B. 種子貯藏前，曬干是為了減少自由水的含量，降低細胞的代謝速率
C. 植物體內水分具有參與營養物質和代謝廢物運輸的功能
D. 細胞中大多數無機鹽以離子的形式存在
3.下列關于生物體內水和無機鹽的敘述，不正確的是（　　）
A. 長時間劇烈運動導致血鈣下降，會引起抽搐
B. 植物在冬季來臨之前，比值會下降，從而適應寒冷環境
C. 無機鹽離子對維持血漿的滲透壓和酸堿平衡有重要作用
D. 新鮮的谷物在晾曬過程中失去的主要是結合水
4.夏季酷暑時分，在室外作業的人們應多飲用（）
A. 鹽汽水 B. 牛奶 C. 純凈水 D. 果汁
5.剛收獲的玉米種子在陽光下曬干，重量減輕，這個過程中損失的應是（）
A. 無機鹽 B. 有機物 C. 自由水 D. 結合水
6．下列關于細胞中無機化合物的敘述，正確的是（ ）
A．自由水不能直接參與生化反應，但可以運輸代謝廢物
B．結合水是植物細胞結構的重要組成成分，主要存在于液泡中
C．細胞中無機鹽的含量相對較多，可以維持細胞的酸堿平衡或為其提供能量
D．蔬菜中的草酸不利于機體對食物中鈣的吸收
7．下列有關水和無機鹽的敘述，正確的有（　　）
①水能溶解、運輸營養物質和代謝廢物，并參與生化反應 ②細胞中無機鹽含量很少且大多數是以化合物形式存在 ③哺乳動物的血液中鈣離子含量過低，會出現抽搐等癥狀 ④無機鹽可以為人體生命活動提供能量 ⑤休眠種子與萌發種子相比，結合水與自由水的比值更大
A．①③⑤ B．①②④ C．②③⑤ D．②④⑤
8．Mg是構成葉綠素的元素，Fe是構成血紅素的元素。下圖是一種葉綠素分子（左）和血紅素分子（右）的局部結構簡圖，據圖分析下列敘述錯誤的是（　　）
A．Mg和Fe參與細胞內重要化合物的構成
B．缺Mg會影響植物的光合作用
C．人體缺Fe會導致缺鐵性貧血癥
D．無機鹽在細胞中大多以化合物形式存在
9．關于水的組成及性質的有關敘述中，錯誤的是（ ）
A．水是組成細胞的化合物中含量最多的，在細胞組成成分中最為重要
B．一個水分子是由兩個H原子和一個O原子組成的，H、O形成共價鍵，使水分子成為極性分子
C．由于水分子是極性分子，所以可溶性離子化合物在水中以帶電離子的形式存在
D．水分子間形成的氫鍵易形成也易斷裂，使水的比熱容大，適于調節溫度
10．無機鹽對生物體的生命活動起至關重要的作用。下列有關生物體內無機鹽的敘述，正確的是（ ）
A．不同生物體內無機鹽的種類和含量大體相當
B．腹瀉、大量出汗后丟失的無機鹽離子較多，應適量飲用淡鹽水
C．無機鹽在細胞中含量很少，作用也很微小
D．人體內Na+過量，會導致肌肉酸痛、無力
11．如圖為對剛收獲的種子所做的一系列處理，有關說法不正確的是（ ）
A．①和②均能夠能萌發形成幼苗 B．③在生物體內主要以離子形式存在
C．④和⑤是同一種物質，但是在細胞中存在形式不同 D．④的空間結構及電子呈不對稱分布
12．下列有關水和無機鹽的敘述，不正確的有幾項（　　）
①參與運輸營養物質和代謝廢物的水為自由水 ②生長在沙漠中的仙人掌自由水含量高于結合水 ③哺乳動物的血鈣過低，會出現肌無力癥狀 ④無機鹽離子對維持血漿的滲透壓和酸堿平衡等有重要作用 ⑤細胞中的無機鹽大多數都是以離子的形式存在 ⑥種子萌發時，自由水與結合水比值上升，細胞內新陳代謝加快
A．一項 B．兩項 C．三項 D．四項
13．實驗Ⅰ：用任氏液（含少量Ca2＋）灌注離體蛙心，發現蛙心可持續跳動數小時；實驗Ⅱ：用不含Ca2＋的任氏液灌注離體蛙心，發現蛙心會很快停止跳動 這兩個實驗的結果表明Ca2＋（ ）
A．對維持細胞酸堿平衡有重要作用 B．對維持生命活動有重要作用
C．對維持蛙心形態有重要作用 D．為蛙心的跳動直接提供能量
14．Mn2+是硝酸還原酶的活化劑，植物利用硝酸鹽需要硝酸還原酶，缺Mn2+的植物無法利用硝酸鹽。據此推測Mn2+的作用是（ ）
A．對維持生物體的生命活動有重要作用 B．對維持細胞的形態有重要作用
C．對調節細胞的滲透壓有重要作用 D．對維持細胞的酸堿平衡有重要作用
15．“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。下列敘述中，不正確的是（ ）
洗凈除去表面水分風干幼苗干物質灰分
A．步驟一損失的水在細胞中以游離形式存在，是細胞內的良好溶劑
B．步驟二損失的水與細胞內其他物質相結合，在細胞內的含量穩定
C．步驟三損失的主要是無機鹽，它們在細胞中主要以離子形式存在
D．干旱環境中生長的玉米，其細胞中結合水與自由水比值相對較高
16.（不定向選擇）下列有關人體中水和無機鹽的敘述，錯誤的是（）
A. 水能緩和溫度的變化 B. 水是細胞中某些代謝的反應物和產物
C. Mg2+是血紅蛋白的必需成分 D. 生物體內某些無機鹽不以離子形式存在
17.（不定向選擇）水分和無機鹽是細胞內兩類無機化合物。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A. 水生植物抗逆能力較差，其原因之一是細胞中自由水的相對含量較高
B. 代謝旺盛的細胞內自由水含量較高，自由水可參與某些生化反應
C. 土壤中缺鎂會導致小麥葉片發黃，缺磷不影響小麥細胞內ATP的合成
D. 長時間高溫作業的人需及時補充淡鹽水，以維持人體的水鹽平衡
18.（不定向選擇）患急性腸炎時需要及時注射生理鹽水；不慎受傷后要用0.9%的鹽水清潔傷口；在高溫作業時要喝淡鹽水。以下各項中屬于以上三種做法的主要原因依次是（ ）
①消毒 ②維持水分代謝平衡 ③維持無機鹽代謝的平衡 ④降溫 ⑤是細胞的等滲溶液并有清潔作用
A. ①②④ B. ③②⑤ C. ②⑤③ D. ②③④
19.（不定向選擇）方便面中脫水蔬菜的加工過程主要如下：原料挑選→切削、燙漂→冷卻、瀝水→烘干，烘干的過程得注意溫度，否則容易烤焦。下列敘述正確的是
A. 蔬菜烘干的過程中主要是失去自由水 B. 脫水蔬菜細胞中數量最多的元素為H
C. 方便面中的干牛肉含量最多的化合物為蛋白質 D. 烤焦后形成的物質能給細胞提供能量
20（不定向選擇）下列有關生物體內水和無機鹽的敘述,正確的是（）
A. 體內參與運輸營養物質和代謝廢物的水是自由水
B. 某些無機鹽可以為細胞的生命活動提供能量
C. 新鮮的谷物在晾曬過程中失去的主要是自由水
D. 細胞中的無機鹽主要以化合物（如CaCO3）形式存在，少數以離子形式存在。
二、填空題（共20分）
21.水是生命之源，也是細胞內各種化學反應的介質，在細胞中有兩種存在形式，即自由水和結合水。無機鹽在生物體和細胞中同樣也有著重要的作用。請回答下列有關問題：
（1）農民將新收獲的種子放在場院晾曬，是為了除去部分________，然后再將其儲存。這樣做有兩個目的，一是防止水分過多而霉變；二是通過減少水份可降低種子的____________，從而減少有機物的消耗。
（2）在寒冷的冬天隨著氣溫的不斷下降，自由水與結合水的比值變________，有利于植物的________性的加強，原因是________水不易結冰，不會因發生蒸騰作用而散失。
（3）無機鹽在細胞內主要以________形式存在，無機鹽能維持細胞和生物體的___________正常，從而使細胞保持一定的形態；有的無機鹽能維持生物體或細胞內的__________，緩沖pH變化。
（4）人在長跑后，因流汗過多常出現抽搐現象，這是因為身體中哪種鹽含量太低____。
A.K+ B.Na+ C.Ca2+ D.Mg2+
22.（附加題）閱讀下列材料,回答問題:
材料一 Mg是葉綠素分子的組成成分,Fe是血紅蛋白的重要成分,碳酸鈣是動物骨骼和牙齒中的重要成分。
材料二初生蝌蚪或幼小植物體內自由水比例減少時 ,機體代謝強度降低,生長變得緩慢;自由水比例增大時,機體代謝活躍,生長迅速。
材料三在正常人的血漿中 ,NaHCO3的含量約為 H2CO3含量的 20倍。當血漿中NaHCO3的含量減少時,會形成酸中毒;當血漿中H2CO3的含量減少時,則形成堿中毒。
(1) 材料一中體現了無機鹽的功能是____________。
(2) 你對材料二中現象的解釋是 。
(3) 材料三表明了 。
細胞中的無機物答案
基礎知識梳理：
一、1.活細胞 2.良好的溶劑 生物化學反應 液體環境 運送 細胞結構 3.極性 氫鍵 比熱容 4.自由水 結合水 結合水 流動 溶解 5.大 旺盛 多 強
二、1.離子 2.C、H、O、N、Mg Mg 光合作用 C、H、O、N、Fe 貧血 P 興奮性降低 淡鹽水 Ca2+ 3.化合物 酸堿
自學檢測：
1.A 【解析】水在細胞中大部分以自由水的形式存在，少部分以結合水的形式存在，自由水是良好的溶劑，運輸營養物質和代謝廢物，在有的化學反應中做反應物，還可以做反應介質，通過水分子之間的氫鍵可以調節溫度，維持機體酸堿平衡的是無機鹽，綜上所述，A錯誤，BCD正確。
2.A 【解析】人體缺Fe會患貧血癥，說明無機鹽對維持生物體正常的生命活動非常重要，A錯誤；種子貯藏前，曬干是為了減少自由水的含量，降低細胞的代謝速率，B正確；植物體內水分具有參與營養物質和代謝廢物運輸的功能，C正確；細胞中大多數無機鹽以離子的形式存在，D正確
3.D 【解析】長時間的劇烈運動過程中，隨著大量出汗，血鈣濃度下降，會引起抽搐，A正確；植物在冬季來臨之前，比值會下降，抗逆性增強，從而適應寒冷環境，B正確；無機鹽離子對維持血漿的滲透壓和酸堿平衡有重要作用，C正確；新鮮的谷物在晾曬過程中失去的主要是自由水，D錯誤。
4.A 【解析】A.夏季酷暑時，室外作業的人會大量的出汗，同時會丟失大量的無機鹽，補水的時候也需要補鹽，應多飲用鹽汽水，另外產生二氧化碳時帶走部分熱量，A正確；B.牛奶里富含蛋白質，水解形成氨基酸，使得細胞外液的滲透壓升高，產生渴覺，B錯誤；C.夏季酷暑時分，室外作業由于大量出汗帶走體內一定的鹽分，需要補充水分的同時還要補充一定的鹽分，C錯誤；D.果汁里含有大量的糖類，無機鹽的含量較少，D錯誤。
5.C 【解析】A、玉米種子在陽光下曬干，重量減輕，無機鹽的總量不減少，A錯誤；B、玉米種子在陽光下曬干，重量減輕的主要原因不是有機物減少，B錯誤；C、玉米種子在陽光下曬干，重量減輕的主要原因在曬干種子的過程中自由水含量減少，C正確；D、結合水是細胞結構的重要組成成分，曬干種子過程中丟失的水不是結合水是自由水，D錯誤。
6．D 【詳解】自由水可以直接參與生化反應，也可以運輸代謝廢物，A錯誤；結合水是植物細胞結構的重要組成成分，液泡中的水是自由水，B錯誤；細胞中無機鹽的含量相對較少，可以維持細胞的酸堿平衡，但不能提供能量，C錯誤；草酸與蔬菜中的鈣結合形成沉淀物不利于吸收，D正確。
7．A 【詳解】①自由水能自由流動，能溶解、運輸營養物質和代謝廢物，并參與生化反應，①正確；②細胞中無機鹽含量很少且大多數是以離子形式存在，②錯誤；③哺乳動物的血液中鈣離子含量過低，會出現抽搐等癥狀，③正確；④無機鹽不能為人體生命活動提供能量，提供能量的主要是糖類，④錯誤；⑤休眠種子與萌發種子相比，結合水與自由水的比值更大，自由水和結合水的比值與細胞的代謝強度有關，⑤正確；綜上所述，①③⑤正確，A正確，BCD錯誤。
8．D 【詳解】A、Mg、Fe元素分別是葉綠素、血紅蛋白的主要成分，這說明無機鹽是生物體內某些復雜化合物的組成成分，A正確；B、Mg是葉綠素的組成成分，缺Mg會影響葉綠素的合成而影響光合作用，B正確；C、Fe是血紅蛋白的組成成分，人體缺Fe會導致貧血，C正確；D、無機鹽主要以離子的形式存在，少數以化合物的形式存在，D錯誤。
9．A 【詳解】A、水是組成細胞的化合物中含量最多的化合物，在細胞組成成分中有重要作用，但不是最重要的成分，A錯誤；B、水分子由兩個H原子和一個O原子組成，其共價鍵鍵角為104°，使水分子成為極性分子，B正確；C、離子化合物是由帶電離子構成的，溶于水后均勻分散在極性水分子間，C正確；D、水分蒸發時，氫鍵被破壞，需消耗大量的熱能；水溫降低時，形成氫鍵，需要釋放大量的熱能，因此水具有調節溫度的作用，D正確。
10．B 【詳解】不同生物體內的細胞中無機鹽的種類大體相同，含量差異很大，A錯誤;腹瀉、大量出汗后丟失的水和無機鹽離子較多，故應多飲用淡鹽水，B正確;無機鹽在細胞中含量很少，但作用很大，C錯誤;人體內Ca2+過量，會導致肌肉酸痛、無力，人體內Na+過低也會導致肌肉酸痛、無力，D錯誤。
11．A 【詳解】②為種子烘干的過程，烘干過程中結合水被破壞，②不能夠萌發形成幼苗，A錯誤；③為無機鹽，在生物體內主要以離子的形式存在，B正確；據分析可知，④為自由水，⑤為結合水，故④和⑤是同一種物質，但是在細胞中存在形式不同，C正確；④為自由水，其空間結構及電子呈不對稱分布，使得水分子成為一個極性分子，D正確。
12．A 【詳解】①自由水能自由移動，體內參與運輸營養物質和代謝廢物的水是自由水，①正確；②生長在沙漠中的仙人掌，其細胞也為活細胞，細胞內自由水含量高于結合水，②正確；③哺乳動物血鈣過低會出現抽搐現象，血鈣過高會出現肌無力的現象，③錯誤；④無機鹽離子對維持血漿的滲透壓和酸堿平衡等有重要作用，還能維持細胞和生物體的正常生命活動，④正確；⑤細胞中的無機鹽大多數都是以離子的形式存在，少數無機鹽以化合物的形式存在，⑤正確；⑥種子萌發時，自由水與結合水比值上升，細胞內新陳代謝加快，⑥正確。
13．B 【詳解】由兩組實驗對照可知，白變量是鈣離子的有無，因變量是蛙心跳次數（表示生命活動），兩組實驗結果可說明無機鹽離子對維持生命活動有重要作用，B正確。
14．A 【詳解】植物利用硝酸鹽需要硝酸還原酶，缺Mn2+的植物無法利用硝酸鹽，說明Mn2+作為硝酸還原酶的活化劑，對維持生物體的生命活動有重要作用，A正確。
15．C 【詳解】A、步驟一是晾曬幼苗，此時失去的是自由水，自由水在細胞中以游離形式存在，是細胞內的良好溶劑，A正確；B、步驟二是烘干幼苗，此時細胞結構遭到破壞，失去的是結合水，結合水能與細胞內其他物質相結合，在細胞內的含量穩定，B正確；C、步驟三可燃燒掉幼苗中的有機物，故步驟三損失的主要是有機物，剩下的灰分是無機鹽，C錯誤；D、細胞中的結合水含量與植物抗逆能力有關，干旱環境中生長的玉米，其細胞中結合水的含量相對較高，自由水的含量相對較低，D正確。
16.C 【解析】A.水能緩和溫度的變化，A正確；B.水是細胞中某些代謝的反應物和產物，比如水是有氧呼吸第二階段的反應物，是有氧呼吸第三階段的產物，B正確；C.Mg2+是組成葉綠素必需成分，Fe2+是血紅蛋白的必需成分，C錯誤；D.生物體內無機鹽大多數以離子形式存在，某些無機鹽以結合成化合物的形式存在，D正確。
17.C 【解析】A.水生植物體內自由水含量高，而自由水容易揮發，因此，水生植物的抗旱能力較弱，A項正確；B.細胞代謝旺盛的細胞內自由水含量較高，自由水可參與某些生化反應，比如蛋白質的降解等，B項正確；C.鎂是葉綠素的組成成分，土壤中缺鎂小麥葉片會發黃，ATP中含有磷元素，因此土壤中缺磷會影響ATP的合成，C項錯誤；D.長時間高溫作業的人會因為大量流汗，而丟失水和無機鹽，因此及時補充淡鹽水，可維持內環境的水鹽平衡，D項正確。
18.C 【解析】腸炎病人腸道吸收功能下降，若不及時補充水分會造成脫水，所以給腸炎病人注射生理鹽水的目的是維持水分代謝平衡；受外傷利用0.9%生理鹽水清洗傷口是因為0.9%的生理鹽水是細胞的等滲溶液，且具有清潔作用，維持細胞的正常形態；高溫作業要喝淡鹽水是為了補充因高溫出汗過多而丟失的鹽分。綜上所述，C正確，ABD錯誤。
19.ABC 【解析】蔬菜直接烘干，烘干過程中失去的水主要為自由水，A正確；脫水蔬菜細胞中數量最多的為氫元素，注意是數量而不是含量，B正確；干牛肉細胞中含量最多的化合物為蛋白質，C正確；烤焦后形成的物質主要為無機鹽，而無機鹽不能給細胞提供能量，D錯誤。
20.AC 【解析】A.自由水可以自由移動，對于運輸營養物質和代謝廢物具有重要作用，A正確；B.無機鹽不能提供能量，B錯誤；C.新鮮的谷物在晾曬過程中失去的主要是自由水，C正確；D.細胞中的無機鹽主要以離子形式存在，少數以化合物（如CaCO3）形式存在，D錯誤。
21.（1）自由水 呼吸作用（或新陳代謝） （2）小 抗逆 結合 （3）離子 滲透壓 酸堿平衡 （4）C
【解析】(1)農民將新收獲的種子放在場院曬干,是為了除去部分自由水，種子曬干后自由水含量下降,一是防止水分過多而霉變；二是通過減少水份可降低種子的呼吸作用消耗有機物。(2)在寒冷的冬天隨著氣溫的不斷下降，自由水與結合水的比值變小，有利于植物的抗逆性的加強，原因是結合水不易結冰，不會因發生蒸騰作用而散失。(3)無機鹽在細胞內主要以離子形式存在，無機鹽能維持細胞和生物體的滲透壓正常，從而使細胞保持一定的形態；有的無機鹽能維持生物體或細胞內的酸堿平衡，緩沖 pH變化。(4)人體中的鈣以離子的形式存在，對于維持機體的生命活動具有重要功能,人體中血鈣含量過低,可能會引起抽搐,人在長跑后,因流汗過多丟失鈣過多常出現抽搐現象。
22.【答案】(1) 無機鹽是細胞內某些復雜化合物的組成成分　(2) 自由水是良好的溶劑,不僅是各種代謝反應的介質,而且它也能參與某些代謝反應 (3) 無機鹽能夠維持生物體的酸堿平衡
【解析】(1) 無機鹽的功能:①生物體內某些重要化合物的組成成分,②維持細胞的正常形態和正常的生命活動,③維持生物體內的酸堿平衡、滲透壓平衡。材料一體現了①中功能。(2) 生物體內的水有自由水和結合水兩種存在形式,兩者的比例會影響組織的形態及生物體的代謝。(3) 由題意知,血液中NaHCO3和H2CO3對于調節血漿中的pH的相對穩定具有重要作用,這說明無機鹽能夠維持生物體內的酸堿平衡。

展開更多......

收起↑