2.2 细胞中的无机物学案-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

2.2细胞中的无机物学案 【学习目标】 1．结合具体实例及水分子结构的分析，明确水在细胞中的存在形式及作用。 2．结合具体实例分析、总结无机盐在细胞中的存在形式及主要作用。 3．通过对水和无机盐的学习，认识到物质具有特性，初步形成生命的物质性及结构与功能相适应的观念 【学习重难点】 1．说出细胞中水的存在形式及功能。(重、难点) 2．说出细胞中无机盐的存在形式及功能。(重、难点) 【预习新知】 细胞中的水 1．水的含量及特点 (1)含量：一般来说，是细胞中含量最多的化合物，约占70%～95%。 (2)与生物种类及发育阶段的关系 ①生物种类不同，含水量不同，如水生生物含水量多于陆生生物。 ②不同生长发育期，含水量不同，如幼儿含水量高于成年人。 (3)水的结构特点 ①水是极性分子，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。 2．水的存在形式和作用 项目 自由水 结合水 形式 在细胞中以游离的形式存在 与细胞内其他物质相结合 含量 约占95.5% 约占4.5% 作用 ①细胞内的良好溶剂 ②参与化学反应 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成分 3．自由水和结合水的比例与细胞代谢的关系 (1)自由水/结合水越大，细胞的代谢就越旺盛。 (2)结合水/自由水越大，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。 细胞中的无机盐 1．无机盐的含量 无机盐在细胞中含量很少，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。 2．无机盐的存在形式 (1)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。细胞中含量较多的阳离子有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等，阴离子有Cl－、SO、PO、HCO等。 (2)少数无机盐离子与其他化合物相结合，如Fe是构成血红素的元素，Mg是构成叶绿素的元素。 3．组成生物体的无机盐的生理功能 无机盐在细胞中的含量虽然很低，但是其作用非常重要，无机盐含量过多或过少都会影响细胞或生物体正常的生命活动。 (1)一些无机盐是细胞和生物体内某些复杂化合物的重要组成成分，血红素是血红蛋白的组成成分，如植物体缺少了Mg，叶绿素将无法合成，P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。 (2)对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，如人体内缺Na＋会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，Ca2＋可调节肌肉收缩。 (3)维持细胞的渗透压，例如，大量出汗会排出过多的无机盐，降低了内环境的渗透压，打破了原有的稳态，需要及时补充生理盐水 【易错提示】 理解生物体内水分出现的两个误区 (1)误认为水越多越好。水是生命之源,但并不是水越多越好,如长期浸泡在水中的陆生植物会因为氧气供应不足而死亡。 (2)误认为晒干的种子不含自由水。晒干的种子失去自由水,并不是不含有自由水,而是自由水含量大幅度降低。 理解细胞中的无机盐出现的三个误区 (1)误认为一种无机盐只可以构成一种化合物。一种无机盐可以参与构成多种化合物,一种化合物可能需要多种无机盐参与构成。 (2)误认为贫血一定是缺Fe造成的。动物缺Fe,会造成缺铁性贫血,但贫血不一定都是缺 Fe造成的,如某些红细胞功能异常的疾病。 (3)误认为无机盐只以离子的形式存在。无机盐在生物体内大多数以离子形式存在,但也有化合物形式。 【巩固训练】 1.分步冷冻保存种子技术可用于长期保存植物种子。具体方法：将种子装入冻存管，先在4℃冰箱中存放30min；立刻移入-20℃冰箱中存放1h；随即投入液氮（-196℃）保存。该过程使种子中的水分有充足时间流出细胞，从而增加种子的抗逆性，减少冷冻伤害。据此分析，上述过程中种子细胞中的自由水/结合水的值的变化情况是( ) A.逐渐增大至稳定 B.逐渐减小至稳定 C.先增大后减小 D.先减小后增大 2.下列关于无机盐的功能的叙述，不正确的是( ) A.参与生物体内某些复杂化合物的构成 B.对维持细胞和生物体的生命活动具有重要意义 C.维持生物体内的渗透压和酸碱平衡，使细胞维持正常的形态与功能 D.为细胞的生命活动提供物质和能量 3.汉代的《氾胜之书》记载：“芸苔（萝卜）定霜乃收，不足霜即涩”，说的是打了霜的萝卜要甜一些，农谚亦有“霜打蔬菜分外甜”的说法。“霜降”是中国传统节气，之后天气渐冷、初霜出现，农作物体内发生了一系列适应低温的变化。下列相关叙述错误的是( ) A. 蔬菜变甜是因为可溶性糖增多，同时提高了抗冻能力 B. 自由水是细胞内良好的溶剂 C. 农作物通过提高细胞内自由水与结合水的比值来减弱代谢，从而适应低温变化 D. 水在农作物细胞中以自由水和结合水的形式存在 4.下列关于水和无机盐的叙述，正确的是( ) A.同一植