内容正文:
第5节 细胞中的无机物
[学习目标] 1.说出水在细胞中的存在形式和作用。2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
一、细胞中的水
1.水的含量
(1)含量:水是细胞中含量最多的化合物。
(2)含水量、生物种类与发育阶段的关系
(3)同一生物体内,不同器官的含水量不同,一般代谢旺盛的组织、器官含水量较多。
2.水的存在形式和作用
图中A、B表示水在细胞中的两种存在形式,结合图回答问题:
(1)A表示自由水,这部分水在细胞中以游离的形式存在,可以自由流动,细胞中的水绝大多数以该种形式存在。其作用是:细胞内的良好溶剂;参与生化反应;为细胞提供液体环境;运送营养物质和代谢废物。
(2)B表示结合水,这部分水在细胞内与其他物质相结合,是细胞结构的重要组成成分。
(3)种子晾晒失去的水是A(填字母),种子烘烤失去的水是B(填字母)。
(4)在组织中,水的存在状态与组织和器官的形态直接相关,如血液呈液态是因为其中水分主要为A(填字母);骨骼肌为固态是因为其中的水分主要为B(填字母)。
(5)自由水与结合水的关系
①在一定条件下自由水和结合水可相互转化。
在活细胞内正常的温度范围内,降低温度,A(填字母)会转化为B(填字母);反之,升高温度,B(填字母)会转化为A(填字母)。
②两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织的代谢速率。
代谢活动旺盛,细胞内A(填字母)含量高(自由水/结合水比值大);代谢活动下降,抗逆性增强,细胞中B(填字母)含量高(自由水/结合水比值小)。
深化拓展 水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系
应用:
(1)将收获的种子晒干,降低自由水的含量,使代谢减弱,有利于种子的长期保存。
(2)干种子萌发前,需要吸收水分,增加自由水的含量,使代谢逐渐增强。
(3)越冬作物减少灌溉,降低自由水含量,提高对低温的抗性。
例1 图甲表示几种生物体内的含水量,图乙表示人体内有关组织或器官的含水量,下列有关叙述错误的是( )
A.水生生物的含水量一般比陆生生物多[来源:Zxxk.Com]
B.代谢旺盛的组织或器官含水量一般较高
C.生物体内含量最多的物质是水
D.血液中自由水与结合水之比大于1,而心脏中则相反
答案 D
解析 水生生物的含水量一般高于陆生生物的含水量;代谢旺盛的器官一般含水量较高;水是生物体中含量最多的物质;通过图示无法得出各器官中自由水与结合水的比例关系,但在生物体中自由水的含量要高于结合水的含量。
例2 下列有关水的叙述中,错误的是( )
①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水 ②生物体内的化学反应离不开水 ③水是细胞结构的组成成分之一 ④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水 ⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大 ⑥不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大
A.①④⑤ B.①④⑤⑥
C.⑤⑥ D.②③④⑤⑥
答案 C
解析 自由水的比例越大,细胞的代谢强度越强;代谢旺盛的细胞内自由水的比例较大,而干种子的细胞内自由水的比例较小。
二、细胞中的无机盐
1.存在形式和含量
2.无机盐的生理功能与实例(连线)
功能 实例
①组成复杂化合物 a.人体缺钙会出现抽搐
②维持生命活动 b.HCO维持血浆pH,Na+
主要维持细胞外的渗透压
③维持细胞酸碱平衡,和渗透压平衡 c.Mg2+组成叶绿素,Fe2+
组成血红蛋白
答案 ①—c ②—a ③—b
归纳总结 无机盐参与构成的常见化合物
N:蛋白质、叶绿素、核苷酸等。
P:核苷酸、磷脂等。
Mg:叶绿素。
S:甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素)。
Fe:动物血红蛋白。
I:甲状腺激素等。
例3 下列与无机盐的功能无关的是( )
A.是细胞中的能源物质之一
B.是某些复杂化合物的重要组成成分
C.能维持生物体的生命活动
D.能维持细胞的酸碱平衡
答案 A
解析 无机盐不是能源物质;无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分;无机盐能维持生物体的生命活动;无机盐能维持细胞的酸碱平衡。
例4 为了确定某元素是否为植物的必需元素,应采取的方法是( )
A.检测正常叶片中该元素的含量
B.分析根系对该元素的吸收过程
C.分析环境条件对该元素吸收的影响
D.观察含全部营养元素的培养液中,去掉该元素前后植株的生长发育状况
答案 D
解析 判断某元素是否为必需元素,通常用溶液培养法。在人工配制的完全培养液中,除去某种元素,然后观察植物的生长发育情况:如果植物的生长发育仍正常,说明该元素不是植物所必需的;如果植物的生长发育不正常(出现特定的缺乏症状),且只有补充了该种元素(其他元素无效)后,植物的生长发育才能恢复正常(症状消失),则说明该元素是植物所必需的元素。
方法技巧 探究植物必需无机盐的