内容正文:
第2节 细胞中的无机物
[学习目标] 1.说出水在细胞中存在的形式和作用,认同其在生命活动中具有重要作用。 2.举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
知识点一 细胞中的水
1.水的含量
(1)水是活细胞中含量最多的化合物,一般占60%~95%。
(2)生物种类不同,含水量不同。
(3)生物体在不同的生长发育期,含水量不同。
2.水的特点
(1)水分子是极性分子,因此水是良好的溶剂。
(2)水分子具有氢键,易于断裂和形成,使水具有流动性和较高的比热容。
3.水的存在形式及作用
形式
自由水
结合水
概念
细胞中绝大部分的水以游离的形式存在,可以自由流动
与细胞内的蛋白质和糖类等其他物质相结合的水
功能
①细胞内的良好溶剂;
②参与生物化学反应;
③为细胞提供液体环境;
④运送营养物质和代谢废物
是细胞结构的重要组成部分
4.自由水和结合水的比例与细胞代谢的关系
(1)细胞中自由水所占的比例越大,细胞的代谢就越旺盛。
(2)细胞中结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。
[概念检测]
(1)生物种类不同,含水量不同,如陆生生物含水量多于水生生物。(×)
(2)生物的含水量与生长发育阶段有关,幼嫩组织的细胞中含水量高。(√)
(3)晒干的种子不含自由水。(×)
(4)结合水没有流动性和溶解性。(√)
自由水和结合水的含量比例对生物的代谢和抗逆性有着重要的意义,请分析回答下列问题:
(1)刚刚收获的鲜种子一般要放在阳光下暴晒,种子变干,重量减轻,鲜种子失去的主要是哪种形式的水?种子还有活性吗?
提示: 失去的主要是自由水。种子仍保留活性。
(2)将干种子放在试管中,用酒精灯加热,试管壁上有水珠产生,这种情况下,干种子失去的主要是哪种形式的水?种子还有活性吗?
提示: 失去的主要是结合水。种子丧失活性。
(3)晒干的种子能够长久保存,浸泡吸水后能够萌发,据此推断自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系?
提示: 在一定范围内,自由水和结合水的比值越大,细胞代谢越旺盛。
(4)越冬的植物、干旱地区植物的细胞中,结合水含量升高。这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有何关系?
提示: 一般情况下,自由水和结合水的比值越大,细胞的抗逆性越差。
(2021·泉州期中)下列关于水的叙述,错误的是( )
A.水是极性分子,带有电荷的分子或离子易与水结合,水是良好的溶剂
B.氢键的不断断裂和重新形成,使得水能够维持液体状态,具有流动性
C.由于氢键的存在,水具有较高的比热容,使得水的温度不易发生改变
D.北方冬小麦在冬天来临时会减少结合水的比例,避免结冰而损害自身
D [水分子是极性分子,带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合,因此水是一种良好的溶剂,A正确;水分子之间易形成氢键,氢键的不断断裂和重新形成,使水在常温下呈液体状态,具有流动性,B正确;由于氢键的存在,水具有较高的比热容,使得水的温度不易发生改变,有利于维持生命系统的稳定,C正确;结合水的含量与植物的抗逆性有关,北方冬小麦在冬天来临时会减少自由水的比例,增加结合水的比例,以避免结冰而损害自身,D错误。]
(2021·郑州期中)生物体内水的含量与其生存能力的强弱有重要关系,两条曲线代表代谢强度或抗逆性。下列说法错误的是(多选)( )
A.图中②代表代谢强度,①代表抗逆性
B.越冬作物通过增加灌溉可对②进行加强
C.种子萌发前吸收水分可使①增强
D.除改变水的含量外,增加细胞中蛋白质的含量也能使②增强
AB [分析图可知①代表代谢强度,②代表抗逆性,A错误;越冬作物应该减少灌溉,且增加灌溉,自由水增多,可对①进行加强,B错误;种子萌发前吸收水增加自由水的含量,可使①增强,C正确;除改变水的含量外,增加细胞中蛋白质的含量能够降低细胞液的凝固点,也能使②增强,D正确。]
自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系
(1)图示
(2)曲线
知识点二 细胞中的无机盐
1.存在形式和含量
(1)存在形式:大多数以离子的形式存在。
(2)含量:无机盐是细胞中含量很少的无机物。
2.无机盐的功能[连线]
[概念检测]
(1)生物体内,无机盐均以离子形式存在。(×)
(2)无机盐含量过多或过少都会影响生物体的正常生命活动。(√)
(3)植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐。(√)
(4)镁是构成叶绿素的必需成分,植物缺乏镁时会导致叶片发黄。(√)
无机盐在细胞中的含量仅为1%~1.5%,但却有着重要的作用,请分析无机盐的作用并回答有关知识。
(1)为什么人体缺铁会导致贫血?为什么植物缺镁会影响光合作用?
提示: 铁是血红素的重要组成成分。镁是叶绿素的重要组成成分。
(2)足球运动员在激烈比赛中,有时会出现肌肉抽搐的现象,你知道是什