資源簡介

第2節　細胞中的無機物
學習目標
1.水在細胞中的存在形式及作用。
2.細胞中無機鹽的存在形式及重要作用。
導入新課
【師】展示人類探索火星的視頻,顯示資料:據探測,火星上有固態水,也有流動水的痕跡,土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科學家據此推測,火星上曾經或者現在存在生命。
探究一、細胞中的水的含量
[自主學習]
分析下列資料,表中數據說明了什么?
①細胞中各種化合物所占比例
化合物
水
無機鹽
蛋白質
脂質
糖類和核酸
所占比例/%
70~90
1~1.5
7~10
1~2
1~1.5
　　結論:　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②不同生物體中的含水量
生物
水母
魚類
蛙
哺乳動物
藻類
高等植物
含水量/%
97
80~85
78
65
90
60~80
　　結論:　　　　　　　　　　　　　　　。?
③幼兒和成人體內的含水量
生長發育階段
幼兒
成年(女)
成年(男)
質量分數/%
77
52~58
60~65
　　結論:　　　　　　　　　　　　　　　。?
④同一生物個體不同組織、器官的含水量
組織器官
牙齒
骨骼
骨骼肌
心臟
血液
質量分數/%
10
22
76
79
83
　　結論:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
探究二、細胞中的水的作用
[自主學習](閱讀課本P21)
完成以下問題。
(1)總結細胞中水的存在形式、定義與含量。
形式
定義
含量
自由水
結合水
　　(2)判斷:以下實例中水主要以什么形式存在?
A.切西瓜時流出的汁水(　　)
B.雞蛋清里的水(　　)
C.新鮮小麥種子曬干時丟失的水(　　)
D.曬干后的種子烘烤后,試管壁上的水(　　)
[自主總結]
細胞中的水的作用
①自由水的作用
a.　　　　　　　　　　　　　。?
b.　　　　　　　　　　　　　。?
c.　　　　　　　　　　　　　。?
d.　　　　　　　　　　　　　。?
②結合水的作用:　　　　　　　　　　　　　。?
探究三、水為什么能成為良好的溶劑
[合作探究]
1.結合水的組成及特性,嘗試解釋水為什么能成為良好的溶劑。
2.結合氫鍵的形成及特點,說明水分子為什么具有流動性?
3.水的哪一特性,對于維持生命系統的穩定性十分重要?
探究四、水的特點
[合作探究]
思考與討論:
(1)曬干葵花籽與炒干葵花籽的過程中,葵花籽失去的主要是什么形式的水?
(2)新鮮植物種子和干種子相比較,誰的新陳代謝相對更旺盛?
(3)同體積的水和同體積的果汁放入冰箱中,誰最先結冰?
(4)自由水含量高的植物體與自由水含量低的植物體相比,誰的抗旱、抗寒、抗鹽堿能力更強?
[自主總結]
(1)自由水與結合水的含量比值越高,生物的代謝越　　　　,生長發育越　　　　,其抗旱、抗寒性能相對越　　　　。?
(2)自由水與結合水的含量比值越低,生物的代謝越　　　　,生長發育越　　　　,其抗旱、抗寒性能相對越　　　　。?
探究五、細胞中的無機鹽
[自主學習]
閱讀課本P21文本,并填空。
細胞中大多數無機鹽以　　　　形式存在,含量較多的陽離子有　　　　　　　　,陰離子有　　　　,無機鹽的含量約占細胞鮮重的　　　　。?
[合作探究]
觀察課本P22“思考·討論”中的葉綠素分子和血紅蛋白分子局部結構簡圖,回答下列問題:
(1)有一種貧血癥叫缺鐵性貧血癥,為什么缺Fe會導致貧血?
(2)植物體缺Mg會影響光合作用,為什么?
(3)缺Fe與缺Mg會影響光合作用,說明細胞中的無機鹽有什么功能?
(4)哺乳動物血鈣濃度過低時會抽搐,這說明無機鹽有什么功能?
(5)人生病輸液時,所輸入的生理鹽水的質量分數是多少?用高于或低于此質量分數的鹽水可以嗎?為什么?這說明無機鹽有什么功能?
(6)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,會造成酸中毒;當血漿中的H2CO3含量減少時,則造成堿中毒。這說明無機鹽具有什么功能?
[自主總結]
細胞中無機鹽的功能
(1)　　　　　　　　　　　　　。?
(2)　　　　　　　　　　　　　。?
(3)　　　　　　　　　　　　　　。?
　　核心素養專練
1.某細胞中的含水量為結合水/自由水=1/8,在含水總量不變的情況下,適當降低溫度,則上述比值將(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.增大
B.減小
C.不變
D.不能確定
2.碳酸酐酶含有一條卷曲的多肽鏈和一個鋅離子。該酶能催化反應H2CO3→CO2+H2O。以上現象說明鋅離子不參與(　　)
A.調節細胞外液滲透壓
B.組成體內化合物
C.維持pH穩定
D.維持細胞正常生命活動
3.英國醫生塞達尼·任格在對離體蛙的心臟進行的實驗中發現,用不含鈣的生理鹽水灌注蛙的心臟,收縮不能維持;用含有少量鈣和鉀的生理鹽水灌注時,蛙的心臟可持續跳動數小時。該實驗證明,鈣鹽和鉀鹽(　　)
A.是細胞中某些復雜化合物的重要組成部分
B.對維持生物體的生命活動有重要作用
C.對維持細胞的形態有重要作用
D.為蛙心臟的持續跳動提供能量
4.下列關于植物體內水分的敘述,錯誤的是(　　)
A.植物體內的水分參與營養物質的運輸
B.水是構成葉肉細胞的重要化合物之一
C.自由水可作為細胞內化學反應的反應物
D.同種植物萌發種子的含水量和休眠種子的含水量相同
5.下圖是小麥種子成熟過程中干物質和水分的變化,下列敘述錯誤的是(　　)
A.隨著種子的成熟,種子的生命活動由代謝活躍狀態轉入休眠狀態
B.種子的鮮重隨著種子的成熟發生改變
C.種子中水分減少的主要原因是植物吸收的水分減少
D.種子成熟期間的這兩種物質的變化和種子萌發時相反
6.Mg2+是許多酶的激活劑,能激活硝酸還原酶,缺乏Mg2+的植物就無法利用硝酸鹽。這說明無機鹽離子的作用是(　　)
A.細胞內某些復雜化合物的重要組成成分
B.對維持生物體的生命活動有重要作用
C.對維持細胞的酸堿平衡有重要作用
D.對維持細胞的滲透壓有重要作用
7.磁共振成像技術(MRI)可應用于臨床疾病診斷。因為許多疾病會導致組織和器官內的水分發生變化,這種變化恰好能在磁共振圖像中反映出來。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A.人體的不同組織和器官含水量是不一樣的
B.水在細胞中的存在形式及功能是不變的
C.組織發生病變,會影響組織內的化學變化
D.發生病變的器官,新陳代謝速率往往會發生改變
8.根據所學知識回答下列問題。
(1)化合物含量能占到植物體70%的是　　　　。?
(2)在冬季來臨之前,植物體內的　　　　含量增加,　　　　含量減少,以適應低溫變化。?
(3)曬干的種子中水的含量約為13%~15%,這些水存在的狀態主要是　　　　。?
(4)一年中,盆栽植物的土壤干重僅減少了幾克,你認為土壤中減少的物質是　　　　。?
9.探究鎳是植物生活所必需的無機鹽。
材料用具:完全營養液甲、缺鎳的營養液乙、適當的容器和固定材料、長勢相似的玉米幼苗、含鎳的無機鹽。
(1)方法步驟。
①將長勢相似的玉米幼苗分成數量相同的兩組;
②將一組玉米幼苗放在缺鎳的營養液乙中培養,另一組玉米幼苗放在　　　　　　　　　　　　　　　　　;?
③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)實驗預期:完全營養液甲中玉米幼苗正常生長;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)為進一步驗證鎳是植物生活所必需的無機鹽,還應增加的實驗步驟是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)結論是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
參考答案
　　探究一、【自主學習】①水是細胞中含量最多的化合物
②生物體的含水量隨著生物種類的不同有所差別。通常水生生物的含水量高于陸生生物
③生物體在不同的生長發育期含水量不同
④同一生物個體不同組織、器官的含水量不同
探究二、【自主學習】(1)
形式
定義
含量
自由水
以游離的形式存在的、可以自由流動的水
約占95.5%
結合水
與細胞內的其他物質相結合的水
約占4.5%
　　(2)A.自由水　B.結合水　C.自由水　D.結合水
【自主總結】
①a.細胞內良好的溶劑
b.參與細胞內的許多化學反應
c.運輸營養物質和細胞新陳代謝產生的廢物
d.細胞內各種代謝反應必須在以水為基礎的液體環境中進行
②構成細胞的重要成分
探究三、【合作探究】1.含氫鍵,容易斷裂也容易形成
2.氫鍵比較弱,易被破壞,只能維持極短時間,這樣氫鍵不斷地斷裂,又不斷地形成,使水在常溫下能夠維持液體狀態,具有流動性。
3.作為良好的溶劑,可以參與生物化學反應等。
探究四、【合作探究】
(1)自由水　結合水
(2)新鮮種子
(3)同體積的水
(4)自由水含量低的植物體
【自主總結】(1)旺盛　快　弱　(2)緩慢　遲緩
高
探究五、【自主學習】離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等　Cl-、S、P、HC等　1%~1.5%
【合作探究】
(1)Fe是構成血紅素的元素。
(2)Mg是構成葉綠素的元素。
(3)無機鹽是細胞中某些重要化合物的重要組成成分。
(4)無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動有重要作用。
(5)0.9%　不可以　高于這個質量分數細胞會失水皺縮,低于這個質量分數細胞會吸水膨脹。　說明無機鹽可以維持細胞的形態。
(6)無機鹽可以維持細胞內酸堿平衡。
【自主總結】(1)無機鹽是細胞中某些重要化合物的組成成分
(2)無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動有重要作用
(3)無機鹽對維持細胞的酸堿平衡具有重要作用
核心素養專練
1.A　2.A　3.B　4.D　5.C　6.B　7.B
8.(1)水　(2)結合水　自由水
(3)結合水　(4)無機鹽
9.(1)②等量的完全營養液甲中培養
③將兩組玉米幼苗放在相同的適宜環境中培養數天,觀察實驗結果
(2)若營養液乙中玉米幼苗也正常生長,則鎳不是植物生物所必需的無機鹽;若營養液乙中玉米幼苗不能正常生長(或表現出缺素癥),則鎳可能是植物生活所必需的無機鹽
(3)在缺鎳的營養液乙中加入一定量的含鎳的無機鹽,一段時間后,原來異常的玉米幼苗恢復正常生長(或病癥消失)
(4)鎳是植物生活所必需的無機鹽第2節　細胞中的無機物
學習目標
1.水在細胞中的存在形式及作用。
2.細胞中無機鹽的存在形式及重要作用。
一、細胞中的水
材料1:某飲料成分表
項目
每100毫升
營養素參考值/%
能量(ATP)
102千焦
1%
蛋白質
0克
0%
脂肪
0克
0%
碳水化合物(糖類)
6.0克
2%
鈉
43毫克
2%
鉀
13毫克
1%
　　材料2:細胞中各種化合物所占比例
化合物
水
無機鹽
蛋白質
脂質
糖類和核酸
所占比例/%
70~90
1~1.5
7~10
1~2
1~1.5
　　材料3:幾種不同生物體中水的含量
生物
水母
魚類
蛙
哺乳動物
藻類
高等植物
水含量/%
97
80~85
78
65
90
60~80
　　材料4:人體中幾種不同器官或組織中水的含量
組織器官
牙齒
骨骼
骨骼肌
心肌
血液
所占比例/%
10
22
76
79
83
　　材料5:同種生物,不同生長發育期的含水量。
據上述材料,總結說出水的含量特點。
①　　　　　　　　　　　　　　　?
②　　　　　　　　　　　　　　　?
③　　　　　　　　　　　　　　　?
二、水的存在形式
1.細胞中水的存在形式有　　　　　,　　　　　　。?
2.剛收獲的新鮮玉米種子在陽光下曬干后,質量減輕是因為什么?這些水主要是什么?
例:下列屬于結合水的是(　　)
A.血液中的水
B.細胞液中的水
C.干種子細胞中的水
D.蒸騰作用散失的水
三、水的作用
[資料分析]
資料1:物質必須溶于水中才能被細胞吸收利用。
資料2:水是光合作用的原料,呼吸作用和許多有機物的合成和分解都需要水的參與。
資料3:人胚胎必須在羊水中發育,紅細胞必須浸潤在血液中。
資料4:烘干的小麥種子浸泡之后不能萌發,失去結合水的細胞失去活性。
據資料分析總結水的功能。
　　　　　　　　　　　　　　　?
　　　　　　　　　　　　　　　?
　　　　　　　　　　　　　　　?
　　　　　　　　　　　　　　　?
[自主探究]根據自己已有的知識和生活經驗,你還能舉出哪些實例,說明生命活動離不開水?
四、細胞中的無機鹽
1.細胞中大多數無機鹽以　　　形式存在,含量為　　　　　。?
2.閱讀資料,討論總結無機鹽的生理作用。
資料一
例1:小蘭最近總覺得疲乏困倦、頭暈眼花,經檢查發現體內血紅素含量偏低,確診為缺鐵性貧血。小蘭有個疑惑:為什么缺Fe會導致貧血呢?
例2:某生物興趣小組做了個無土栽培的實驗,與正常植株相比,缺Mg的植株出現葉片發黃的癥狀。生物興趣小組的同學經過進一步的實驗研究,發現缺Mg的植株光合作用效率降低了,因而他們得出缺Mg影響光合作用的結論,但他們也有一個疑問:為什么缺Mg會影響光合作用呢?
?
?
?
?
資料二:人在劇烈運動時,會大量排汗,可能會引起肌肉抽筋,這是因為有大量的Ca2+隨汗液排出,造成血鈣過低。這說明無機鹽有什么作用?
　。?
資料三:食物(蔬菜、水果)中往往含有一些堿性物質(如Na2CO3)或酸性物質(如醋酸),人吃后體內血液的pH值會不會發生較大的變化?
資料四:在注射時,為何用質量分數為0.9%的NaCl溶液(生理鹽水)?
?
?
[聯系生活]
在患急性腸炎時,要及時注射0.9%的生理鹽水;
不慎受外傷時,要用0.9%的鹽水清洗傷口;
在高溫作業時,要喝淡鹽水。
以上三種做法的主要原因依次是(　　)
①消毒　②維持水分的代謝平衡　③維持無機鹽的代謝平衡　④降溫　⑤細胞的等滲溶液并有清潔作用
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①②④
B.③②⑤
C.②⑤③
D.②③④
[隨堂訓練]
完成設計實驗,證明植物生長發育需要鎂。
1.材料用具:小麥幼苗、完全營養液、缺鎂完全營養液、兩只200
mL廣口瓶、量筒等。
2.實驗步驟
(1)取兩只廣口瓶,編號甲、乙。
(2)甲加入適量的完全培養液,乙加入等量的　　　　　。?
(3)分別向甲、乙兩組放入等量的　　　　　,放在相同且適宜的環境中培養。?
(4)一段時間后,觀察甲、乙兩組中小麥幼苗葉片的　　　　　。再向乙組加入鎂,再觀察小麥葉片的　　　　　。?
3.實驗結果:甲組小麥幼苗呈　　　　　色,乙組小麥幼苗先呈　　　　　色,加鎂后呈　　　　　色。?
4.實驗結論:植物生長發育需要鎂。
【課堂小結】
在多媒體上投影出整節課的知識要點,以便幫助學生形成系統的認識。
【非測試性評價】
1.你喜歡這堂課嗎?你最喜歡哪個環節?哪個環節你認為還有不足?
　。?
2.在這節課上你學到足夠的知識了嗎?　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
3.你參與小組合作探究時積極嗎?　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
4.你對本堂課重難點的突破還有別的創意嗎?
　。?
參考答案
　　一、①活細胞中含量最多的化合物是水。
②不同生物體內水的含量是不同的。
③同種生物不同的生長發育時期水的含量不同。
二、1.結合水　自由水
2.損失水　自由水
【例】C
三、[資料分析]自由水:(1)細胞內良好的溶劑。
(2)參與細胞內的許多化學反應。
(3)運輸營養物質和廢物。
[自主探究]
①在正常情況下,一個人一天需要飲用2
kg水。當人體失去6%的水分時,就會出現口渴、尿少和發燒等癥狀。
②當人體失水10%~20%時,就會出現幻覺,甚至死亡。對人來說,水比食物還要重要。一個人在饑餓時,可以損失40%的體重而不致斃命,但是如果損失了20%的水分,就能死亡。
③水在機體內還具有潤滑劑的功能,如關節液。動物沒有唾液不能進行吞咽。
④許多動植物的受精作用都離不開水。精子的移動離不開水,一些昆蟲和蛙的受精卵要在水里發育。
四、1.離子　1%~1.5%
2.資料一:Fe是構成血紅素的元素,缺Fe會導致血紅素合成受阻,因而缺Fe會導致缺鐵性貧血。Mg是構成葉綠素的元素,缺Mg將導致葉綠素合成受阻,而光合作用離不開葉綠素,因而缺Mg會影響植物的光合作用。在以上兩個例子中,Fe是構成血紅素的元素,而Mg是構成葉綠素的元素。由此,我們可以得到無機鹽的第一個作用:參與構成細胞內某些重要化合物。
資料二:維持細胞和生物體的生命活動
資料三:不會,無機鹽可以維持細胞內的酸堿平衡。
資料四:維持細胞形態。
[聯系生活]C
[隨堂訓練]
2.(2)缺鎂完全培養液　(3)小麥幼苗　(4)顏色　顏色　3.綠　黃　綠

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