資源簡介

2.2細胞中的無機物
【學習目標】
1.說出水在細胞中的存在形式和作用，認同其在生命活動中具有重要作用。
2.舉例說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。
【預習新知】
（一）細胞中的水
1.水的__________特點　某些水生生物含水量可達97%以上。
（1）含量：一般來說，__________是細胞中含量最多的化合物，約占60%～95%。
（2）__________不同，含水量不同，如水生生物含水量多于陸生生物。
2.水的特性：水是極性分子，帶正電荷與帶負電荷的分子容易與水結合，因此，水是良好的溶劑。水分子之間形成氫鍵，氫鍵較弱，易斷裂，易形成，使水在常溫下保持液體狀態，具有流動性。氫鍵的存在使水具有較高的比熱容，使水的溫度相對不易發生改變。
3.水的存在形式和作用
項目 自由水 結合水
形式 在細胞中以__________的形式存在 與________________相結合
含量 約占95.5% 約占4.5%
作用 ①細胞內的良好溶劑；②參與__________反應；③為細胞提供__________；④運送營養物質和__________。 是__________的重要組成成分，細胞中結合水含量與細胞抗性呈正相關
4.自由水與結合水的關系
在正常情況下，細胞內自由水所占的比例__________，細胞的代謝就越__________；而結合水越多，____________________的能力就越強。例如，將種子曬干就是減少了其中__________的量而使其代謝水平降低，便于儲藏；北方冬小麥在冬天來臨前，自由水的比例會逐漸________，而結合水的比例會逐漸__________，以避免____________________而導致結冰而損害自身。
（二）細胞中的無機鹽
1.存在形式：大多數無機鹽以_________形式存在，少數與其他化合物結合。
2.含量：無機鹽是細胞中含量_________的無機物，僅占細胞鮮重的_________。
3.無機鹽的作用
（1）無機鹽是__________________。例如：Mg是構成_________的元素，Fe是構成_________的元素，P是組成_________、_________的重要成分。
（2）無機鹽對于__________________有重要作用。例如：人體內Na＋缺乏會引起神經、肌肉細胞的興奮性降低，最終引發__________________等，因此，當大量出汗排出過多的無機鹽后，應多喝_________；哺乳動物的血液中必須含有一定量的Ca2＋，如果Ca2＋的含量太低，動物會出現_________等癥狀。
（3）無機鹽能調節人體的_________，維持細胞的_________。
（4）無機鹽對于維持人體內環境_________的相對穩定具有重要作用。例如：人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸堿緩沖物質，可以中和人體代謝產生的或酸或堿的代謝物質。
【深化探究】
1.鮮種子在曬干過程中失去的水和干種子放在試管中加熱時失去的水在細胞中的存在形式相同嗎？
提示：不同。前者失去的是自由水，而后者失去的主要是結合水。
2．為什么觀察動物和人的細胞時，要將其放入相應濃度的生理鹽水中？
提示：無機鹽對維持細胞的正常形態起重要作用。
3．不同種類的細胞中，化合物的種類和含量有區別嗎？請舉例說明。
提示：有。如淀粉只存在于植物細胞內，糖原只存在于動物細胞內；又如肌細胞中蛋白質含量較高，脂肪細胞中脂肪含量較高。
【鞏固訓練】
1.水是生命的源泉，節約用水是每個人應盡的責任。下列有關水在生命活動中作用的敘述，錯誤的是( )
A.水是酶促反應的環境
B.參與血液中緩沖體系的形成
C.可作為維生素D等物質的溶劑
D.可作為反應物參與生物氧化過程
2.植物在生長發育過程中，需要不斷從環境中吸收水。下列有關植物體內水的敘述，錯誤的是( )
A.根系吸收的水有利于植物保持固有姿態
B.結合水是植物細胞結構的重要組成成分
C.自由水是生化反應的介質，不直接參與生化反應
D.自由水和結合水比值的改變會影響細胞的代謝活動
3.無機鹽是生物體的組成成分，對維持生命活動有重要作用。下列敘述錯誤的是( )
A.Mg2+存在于葉綠體的類胡蘿卜素中
B.對體液pH起著重要的調節作用
C.血液中Ca2+含量過低，人體易出現肌肉抽搐
D.適當補充I-，可預防缺碘引起的甲狀腺功能減退癥
4.水和礦質元素對植物的生命活動影響非常巨大。民間有句諺語“有收無收在于水，收多收少在于肥”。下列說法正確的是( )
A.根細胞吸收的礦質元素能夠以離子的形式貯存在液泡中
B.農作物對水的吸收和對無機鹽的吸收是同一個生理過程
C.冬季，植物體內的自由水相對含量升高，以增強植物的抗寒能力
D.少數礦質元素以化合物的形式存在，如Mg存在于葉綠體的各種色素中
5.小明的腿時常出現抽搐現象，就醫后醫生建議他補充某種特定的無機鹽，小明通過口服補充了適量的該無機鹽后，抽搐現象并未消失。于是醫生又建議他補充某種特定有機物，最終小明的抽搐癥狀得到緩解。關于這一情境的說明中正確的是( )
A.小明在抽搐發生時立即飲用大量水會緩解抽搐癥狀
B.抽搐產生的原因是生物體內的酸堿性發生劇烈變化
C.醫生建議小明補充的無機鹽是Na+
D.醫生建議小明補充的有機物可能是維生素D
6.下列是某同學在校園內看到的幾種狀況和他做出的處理辦法，其中不太恰當的是( )
A.夏季學校桂花樹葉片泛黃，他告訴學校管理人員需施用一定濃度的Mg2+溶液
B.室友最近視力下降了，他告訴室友可以多吃點魚眼，吃什么補什么
C.學校女貞樹越冬，他告訴學校管理人員減少灌溉以抵抗寒冷
D.學校運動會上運動員大量流汗時，他告訴運動員要喝淡鹽水
7.植物種子需要浸潤在水中或者潮濕的土壤中，以及提供一定濃度的氧氣才能夠萌發。研究發現，在種子萌發過程中種子內儲存的淀粉開始大量消耗，提供能量促使種子萌發。請回答下列問題：
（1）種子細胞中水的存在形式是_____；萌發過程中種子吸水主要是增加_____的含量。
（2）把曬干的種子放在一支潔凈的試管中加熱，試管壁上有水珠出現，這些水在細胞內時主要是_____，這樣的種子不能萌發成幼苗。條件惡劣時，細胞內自由水與結合水的比值會_____（填“升高”或“降低”）。
（3）淀粉的消耗過程需要水的參與，說明水的生理作用是_____。
參考答案
1.答案：C
解析：A、自由水是細胞內的良好溶劑，水是酶促反應的環境，A正確； B、自由水是細胞內的良好溶劑，能參與血液中緩沖體系的形成，B正確； C、維生素D屬于脂質，水不可作為維生素D等物質的溶劑，C錯誤； D、水可作為反應物參與生物氧化過程，如有氧呼吸的第二階段，D正確。
故選：C。
2.答案：C
解析：細胞內的許多生物化學反應需要自由水的參與，C錯誤；自由水和結合水比值的改變會影響細胞的代謝活動，該比值越大，細胞代謝越旺盛，D正確。
3.答案：A
解析：本題考查無機鹽的作用。Mg2+是葉綠素的組成成分，缺少Mg2+會導致葉綠素合成減少，而類胡蘿卜素不含Mg2+，A項錯誤；內環境的pH主要由H2CO3和來維持，B項正確；血鈣過低時，會出現抽搐現象，C項正確；I-是甲狀腺激素的組成成分，缺乏時可引起甲狀腺功能減退，D項正確。
4.答案：A
解析：A、根細胞吸收的礦質元素能夠以離子的形式貯存在液泡中，A正確；
B、農作物對水的吸收與對無機鹽的吸收是相對獨立的過程，吸水的速率和吸收礦質元素的速率不成比例，B錯誤；
C、冬季，植物體內的自由水相對含量降低，以增強植物的抗寒能力，C錯誤；
D、Mg存在于葉綠素中，D錯誤。故選A。
5.答案：D
解析：小明的腿抽搐是因為血鈣含量低，補充無機鹽后癥狀并未消失，說明機體不能吸收補充的無機鹽；維生素D為一種有機物，能夠促進腸道對鈣和磷的吸收，故應補充維生素D吸收鈣，故選D。
6.答案：B
解析：鎂是構成葉綠素的元素，缺鎂會使葉片發黃，葉片泛黃可施用一定濃度的Mg2+溶液，A正確；視力下降的原因有很多，吃魚眼不一定能恢復視力，B錯誤；冬季減少灌溉，可減少植物自由水的含量，有利于提高其抗寒能力，C正確；汗液中含有水和無機鹽，故運動員大量流汗后要喝淡鹽水，以補充水和無機鹽，D正確。
7.答案：（1）自由水和結合水；自由水
（2）結合水；降低
（3）參與生物化學反應
解析：（1）細胞內水的存在形式是自由水和結合水；自由水含量增加，細胞代謝加快，促進種子萌發。
（2）把曬干的種子放在試管中加熱，試管壁上出現水珠，這時種子的細胞遭到破壞，失去的是細胞中的結合水。條件惡劣時，為了增強抵抗不良環境的能力，細胞內自由水與結合水的比值會降低。

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