第2节 细胞中的无机物-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

第2节　细胞中的无机物 [学习目标]　1.简述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。 知识点一　细胞中的水 1．水的含量 (1)在活细胞中含量最多的化合物是水。 (2)生物种类不同含水量不同，一般为60%～95%，水母的含水量达到97%。 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。 特别提醒 由于水有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。　　 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呈游离状态，可以自由流动 与细胞内的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.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系 正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。 [吃透教材] 结合水分子的结构思考： (1)水为什么可以是良好的溶剂？ 提示：水分子是极性分子，带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与之结合。 (2)水具有流动性的原因是什么？ 提示：水分子之间可以形成氢键，其不断地断裂和重新形成使水分子具有流动性。 探究点一　结合实例分析自由水和结合水的比值与代谢、抗逆性的关系 1．刚收获的小麦种子，农民往往将其晒干后再储存，在这个过程中，种子丢失的主要是________水。种子________(填“有”或“没有”)活性。如果将晒干的种子放在试管中加热，会发现试管壁上有水珠出现，该过程中种 学生用书↓第17页 子丢失的主要是________水，种子________(填“有”或“没有”)活性。 提示：自由　有　结合　没有 2．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。 3．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什么关系？ 提示：在一般情况下，结合水和自由水的比值越大，细胞抗逆性越强。 4．综合问题2和3，下图表示自由水和结合水比值与代谢强度、抗逆性之间的关系曲线，表示细胞代谢强度的曲线是________，表示抗逆性的曲线是________。 提示：甲　乙 归纳总结 自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系 1．图示 2．在生产中的应用 (1)种子萌发时，需要吸收水分增加自由水含量。 (2)种子储存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储存时间。 (3)越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。　　 应用1.下列有关水的叙述，正确的是(　　) A．结合水是指细胞内与脂肪等物质相结合的水 B．不同器官内自由水与结合水的比例基本相同 C．自由水参与运输营养物质和代谢废物 D．结合水仍然具流动性和溶解性 C　[细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，脂肪是疏水的物质，不能与水结合，A错误；不同器官的代谢强度不同，因此不同器官内自由水与结合水的比例不同，B错误；参与运输营养物质和代谢废物的水能够自由流动，属于自由水，C正确；结合水没有流动性和溶解性，D错误。] 应用2.图示为细胞中水的存在形式及其作用。下列叙述不正确的是(多选)(　　) A．冬季来临，结合水/自由水的比例减小，细胞代谢水平减弱，抗逆性增强 B．乙的含义为水可以作为反应物参与许多生物化学反应 C．甲的含义是“组成细胞的结构”，如果这部分水失去会导致细胞死亡 D．从图中可以推测，温度越高，细胞中的自由水越多 AD　[通常以自由水/结合水来表示细胞代谢速率，比值越大代谢越旺盛，比值越小代谢越缓慢。冬季来临，结合水/自由水的比例增大，细胞代谢水平减弱，抗逆性增强，A错误；自由水是细胞内良好的溶剂，参与细胞内许多的生物化学反应，绝大多数细胞生活在以水为基础的液体环境，参与营养物质和代谢废物的运输，乙的含义为水可以作为反应物参与许多生物化学反应，B正确；甲是结合水的作用，结合水是细胞结构的重要组成成分，如果这部分水失去则会导致细胞死亡，C正确；在一定范围内温度越高自由水越多，当温度升高超过一定程度，细胞则会失水过多而死亡，D错误。] 知识点二　细胞中的无机盐 1．存在形式和含量 2．无机盐的生理功能 (1)组成某些化合物的成分； (2)维持细胞和生物体的正常生命活动； (3)维持生物体内的渗透压和酸碱平衡。 [吃透教材] 请结合下列材料分析无机盐的功能： (1)材料一　一种叶绿素和血红素的局部分子