第1章 第1节 水和无机盐是构成细胞的重要无机物-【金版教程】2024-2025学年高中生物必修1创新导学案word（浙科版2019）

第一节　水和无机盐是构成细胞的重要无机物 学习目标 核心素养 1.列举细胞中的主要元素。 2.说出水和无机盐在生物体中的作用。 1.生命观念：运用结构与功能观，说明水分子的极性和氢键的形成与其功能相适应。 2.科学思维：解释细胞是由多种多样的分子组成，发展思维能力。 知识点一　细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成 1．组成细胞的化合物 (1)由化学元素构成。 (2)分类 2.细胞是生物体结构和功能的基本单位。 3．生物界与非生物界的统一性 细胞是由物质组成的，物质是由元素构成的。组成细胞的化学元素，在地球的无机环境中都能找到，没有一种化学元素是细胞所特有的。 4．组成细胞的主要元素 (1)大量元素：主要包括C、H、O、N、P和S等，其中C、H、O、N四种元素在人体中所占比重在96%以上。 (2)微量元素：在人体中含量很低，但对维持细胞正常的结构和生命活动均起着重要作用，如Fe、Zn、Cu、I、Mn等。 知识拓展 1．缺铁会导致缺铁性贫血症。 2．缺碘可引起地方甲状腺肿。 3．缺锌可导致厌食症，口腔溃疡等。 [例1]　下列有关组成生物体的化学元素的叙述中正确的是(　) A．组成生物体的化学元素有些是生物体特有的 B．微量元素不但含量少，其作用也小 C．组成细胞的主要元素包括C、H、O、N、P、S等 D．所有在生物体内含量很少的元素都是微量元素 解题分析　组成细胞的化学元素在无机环境中都能找到，没有一种化学元素是生物特有的，A错误；微量元素含量虽然少，却是维持正常生命活动不可缺少的，B错误；有些元素含量很少，但不是生命活动所必需的，不属于微量元素，D错误。 答案　C 知识点二　水为生命活动提供了条件 1．水的含量 水是细胞及生物体内含量最多的化合物，一般占60%～90%。 2．水的特性 (1)水是极性分子。 (2)水分子之间形成氢键，一个水分子可以通过氢键与另外4个水分子相连，即水分子的缔合。 3．水的作用 (1)水作为良好的溶剂，能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物。原因：水是极性分子，凡是有极性的分子或离子都易溶于水。例如：氯化钠晶体易溶于水中；在人和动物的体液、植物的汁液中，均含有大量的水，且都溶有多种多样生物体所必需的溶质。 (2)水分子之间的氢键使得水具有调节温度的作用。原因：水温的增高需要较多的热，因为先要破坏氢键才能促进分子的运动；水温降低会形成较多的氢键，而氢键的形成会释放热量，这就使细胞内水的温度变化不那么剧烈。 (3)水是细胞中某些代谢的反应物和产物。 (4)水在动植物的分布、繁殖、生长发育及动物体色、动物行为等方面有着深远影响。 知识拓展 (1)细胞内的水≠生物体内的水 生物体内的水除了存在于细胞内，还存在于细胞之间。 (2)一般情况下，细胞内水的含量与代谢强度成正比。 [例2]　沙漠植物的细胞中，含量最多的成分是(　) A．蛋白质 B．脂肪 C．核酸 D．水 解题分析　细胞内含量最多的化合物是水，D正确。 答案　D [例3]　下列关于植物体内水分的叙述，错误的是(　) A．植物体内的水分可参与营养物质的运输 B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一 C．水可作为细胞内化学反应的反应物 D．同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同 解题分析　植物体内的水作为良好的溶剂，对于营养物质的运输具有重要作用，A正确；水是细胞内含量最多的化合物，一切生命活动都离不开水，B正确；水可以参与细胞内的很多化学反应，C正确；同种植物萌发种子的含水量比休眠种子的含水量高，D错误。 答案　D 知识拓展 与水有关的问题整合 项目 知识深化 生物所处环境与水的关系 环境恶劣，细胞内的含水量下降，以增强抗逆性 细胞年龄与水的关系 一般而言，随细胞寿命增加，细胞含水量下降(如老年人的细胞含水量通常低于幼儿的细胞含水量) 细胞代谢程度与水的关系 水参与细胞代谢，一般情况下，细胞含水量越高，其新陈代谢能力越强，反之，新陈代谢能力越弱 物质合成、分解与水的关系 物质合成过程中通常产生水，物质分解过程中一般需要消耗水，如蛋白质、核酸及多糖的合成与分解等 知识点三　无机盐与细胞生活密切相关 1．无机盐的含量：约占1%～1.5%。 2．无机盐的存在形式 (1)多数以离子形式存在，如K＋、Na＋、Cl－等。 (2)少数以化合物形式存在，如牙齿和骨骼中的钙。 3．无机盐的生理作用 (1)无机盐能维持生物体的生命活动。无机盐对维持血浆的正常浓度、酸碱平衡，以及神经、肌肉的兴奋性等都是非常重要的。如若哺乳动物血液中的Ca2＋含量过低，则会发生抽搐。 (2)无机盐是细胞的重要组成成分之一。如骨细胞的重要成分是磷酸钙。 (3)无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分。如Mg2＋是叶绿素的必需成分；Fe2＋是血红蛋白的必需成分。 问题思考 为什么医生建议贫血的人要适当补铁？ 提示：因为Fe2＋是血红蛋白的必需成分。 [例4]　细胞内无机盐的作用不包括(　) A．维持生物体的生命活动 B．维持酸碱平衡 C．组成某些复杂化合物 D．提供细胞代谢所需的能量 解题分析　无机盐的生理作用有：维持生物体的生命活动、某些复杂化合物的重要组成成分等，但不属于能源物质，不能够为细胞代谢提供所需的能量。 答案　D [例5]　如图是一种叶绿素分子(左，是植物光合作用必需的物质)和血红蛋白分子(右)的局部结构简图，下列说法不正确的是(　) A．合成叶绿素和血红蛋白分别需要镁和铁 B．植物体缺镁会影响光合作用 C．人体缺铁会导致贫血 D．Mg和Fe分别存在于植物和动物细胞中 解题分析　植物体缺镁叶绿素合成受阻，会影响光合作用，B正确；人体缺铁会影响血红蛋白的合成，会导致贫血，C正确；Mg和Fe均可存在于植物和动物细胞中，D错误。 答案　D 课堂小结 笔记空间　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．人体细胞中含量最多的一组元素是(　) A．C、O、H、N、Ca、K B．C、O、H、Cl、S C．C、O、H、N、P、S D．C、O、H、N、Mg、P 答案　A 2．“水是生命之源”，同时水还能缓和温度变化，使得生物体的温度保持相对稳定，这是因为(　) A．水是极性分子，能够提供能量 B．水分子间存在氢键 C．水参与细胞中某些代谢 D．水能溶解和运输营养物质 答案　B 解析　水是极性分子，是良好的溶剂，营养物质和代谢废物可以通过溶解于水中进行运输，A错误；氢键的破坏和形成分别需要吸收和释放热量，因为水分子间存在大量氢键，能缓和温度变化，使得生物体的温度保持相对稳定，B正确；水能参与细胞的某些代谢反应，但是与其缓和温度、保持温度的相对稳定无关，C错误；水能溶解和运输营养物质，能保证内环境组分的稳定，D错误。 3．下列有关叙述中，正确的是(　) A．无机盐在生物体内含量不高，主要以化合物形式存在 B．Fe2＋是组成叶绿素的必需成分 C．当血液中钙离子浓度过高时，肌肉会出现抽搐现象 D．无机盐具有维持人血浆酸碱平衡的功能 答案　D 解析　无机盐在生物体内的存在形式有两种，离子态和化合态，主要是以离子态的形式存在，A错误；镁是叶绿素的组成成分，铁是血红蛋白的组成成分，B错误；血钙过高时会出现肌无力，血钙过低时会出现抽搐现象，C错误。 4．下列广告用语在科学性上没有错误的是(　) A．没有水就没有生命 B．这种口服液含有丰富的N、P、Zn等微量元素 C．这种饮料中不含任何化学物质 D．这种纯净水绝对纯净，不含任何离子 答案　A 解析　生命活动都发生在水环境中，没有水就没有生命，A正确；N、P元素属于大量元素，B错误；水也是一种化学物质，C错误；水是弱电解质，能电离出离子，D错误。 5．请回答下列有关无机盐的问题： (1)哺乳动物和人体中缺Ca2＋会出现抽搐，缺K＋会感到麻木，这说明无机盐对______________有重要作用。 (2)进行静脉注射时，常用质量分数为0.9%的NaCl溶液，这说明无机盐对________有重要作用。 (3)在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中NaHCO3的含量减少时，会形成酸中毒；当血浆中的H2CO3含量减少时，则形成碱中毒。这说明____________________。 答案　(1)维持生物体正常的生命活动 (2)维持血浆的正常浓度 (3)无机盐能够维持生物体内的酸碱平衡 知识点一　组成细胞的元素 1．某处温泉有远古“圣水”之誉，温泉对治疗皮肤病、色斑、关节炎及神经衰弱等有一定的效果，推断温泉中有正常生命活动必不可少的微量元素。下列选项中全部是微量元素的是(　) A．Fe、P、Zn、Mg B．Zn、Cu、O、Ca C．Zn、Cu、B、Mn D．S、Mn、Cu、Mo 答案　C 解析　P和Mg都属于大量元素，A不符合题意；O和Ca都属于大量元素，B不符合题意；Zn、Cu、B、Mn都属于微量元素，C符合题意；S属于大量元素，D不符合题意。 2．下列有关组成生物体的化学元素的论述，正确的是(　) A．组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最多 B．人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大 C．组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到 D．不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似 答案　C 解析　组成生物体的化学元素中，氧元素的含量最多，A错误；人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很小，但含量相差很大，B、D错误。 知识点二　水为生命活动提供了条件 3．关于水的说法，正确的是(　) A．凡是非极性的分子或离子都易溶于水中 B．一个水分子可以与另外四个水分子相连，即水分子的缔合 C．水分蒸发时氢键的破坏会释放热量 D．由于每个水分子内部的氢键，水具有缓和温度变化的作用 答案　B 解析　由于水是极性分子，故凡是有极性的分子或离子都易溶于水中，A错误；一个水分子可以通过氢键与另外四个水分子相连，即水分子的缔合，B正确；水分蒸发时氢键被破坏，破坏氢键会消耗热量，C错误；由于水分子之间的氢键，水具有缓和温度变化的作用，氢键存在于水分子之间，而不是水分子内部，D错误。 4．水为生命活动提供了条件。下列关于水在生物体中作用的叙述，错误的是(　) A．水是许多物质的良好溶剂 B．水能缓和温度变化 C．水能维持机体的酸碱平衡 D．水对动植物的分布、繁殖、生长发育有着深远的影响 答案　C 解析　维持机体酸碱平衡的无机物是无机盐，C错误。 5．下列有关生物体内水的叙述，正确的是(　) A．水不能参与化学反应 B．衰老细胞内的水分减少，新陈代谢速率加快 C．贮藏中的种子不含水，以保持休眠状态 D．同一器官在不同生长发育期含水量差别较大 答案　D 解析　水能作为反应物参与化学反应，A错误；一般来说，细胞内含水量越大，代谢越快，而衰老细胞内的水分减少，代谢减慢，B错误；贮藏的种子中也有水，只是含量比较低，C错误；不同生物、同一生物不同器官、同一生物同一器官不同发育时期含水量都会变化，D正确。 知识点三　无机盐与细胞生活密切相关 6．生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na＋参与(　) A．调节细胞内的浓度 B．组成体内化合物 C．维持正常pH D．提供能量 答案　A 解析　液泡中含有大量的Na＋，细胞内的浓度增大，可以吸收土壤中的水分，故本题选A。 7．有关无机盐的叙述，错误的是(　) A．细胞中的无机盐仅以离子形式存在 B．合成血红蛋白和叶绿素需要无机盐 C．无机盐在细胞中含量不高，但作用很大 D．某些无机盐能维持细胞的酸碱平衡 答案　A 解析　无机盐在细胞中主要以离子形式存在，少数以化合物的形式存在，A错误；合成血红蛋白需要无机盐Fe，合成叶绿素需要Mg，B正确。 8．为了探究某元素是否是植物的必需元素，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　判断某元素是否是必需元素，通常用溶液培养法。即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(出现特定的缺素症状)，说明该元素是植物所必需的元素。 9．医生常给脱水的病人注射0.9%的生理盐水。因为红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而涨破，在浓盐水中会因失水过多而皱缩，从而失去输送氧气的功能，这说明(　) A．水和无机盐是构成细胞的重要物质 B．水分子容易进出细胞 C．无机盐离子容易进出细胞 D．无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用 答案　D 解析　生理盐水中含有的无机盐离子主要是Cl－和Na＋，由题意知，红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而涨破，在浓盐水中会因失水过多而皱缩，从而失去输送氧气的功能，可说明无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用。 10．下列关于水和无机盐的叙述，不正确的是(　) A．运动员饮料中含钾、钠离子较多，主要与补充因大量出汗带走的钾、钠离子有关 B．水是生物体内含量最多的化合物，是生物体的重要组成成分 C．Mg是构成叶绿素的元素，所以人体不需要Mg元素 D．若哺乳动物的血液中钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐离子具有维持正常生命活动的作用 答案　C 解析　Mg元素是构成细胞的大量元素，人体虽然不含叶绿素，但仍需要Mg元素，C错误。 11．铁是合成人体血红蛋白不可缺少的成分，血红蛋白是人体运输O2的一种蛋白质，人体缺铁可引起贫血症。食物中的铁一般是有机铁，人体只能吸收利用其中的10%左右，铁锅中却含有容易被人体吸收利用的无机铁，用铁锅烧菜，对防治缺铁性贫血大有好处。钙在人体内的总量达1300 g，其中99%存在于骨骼中，一旦离子钙在血浆中的浓度明显下降，神经肌肉兴奋性会大大增加，出现手足抽搐症；相反，如果血钙过高，则会引起肌无力。 (1)贫血症患者血液运输____的能力低。一般的贫血症患者除要补充铁以外，还应多吃一些含____丰富的食物。 (2)人体中含钙最多的是____。 A．肌肉 B．骨组织 C．上皮组织 D．神经组织 (3)人在长跑后，因流汗过多常出现抽搐现象，这是因为身体中____含量太低。 A．K＋ B．Na＋ C．Ca2＋ D．Mg2＋ (4)由上述铁、钙在人体中的作用可以说明无机盐在生物体内有哪些重要作用？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案　(1)O2　蛋白质 (2)B　(3)C (4)有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，有些无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用。 解析　(1)血红蛋白有运输氧气的功能，贫血症患者血红蛋白含量少，所以血液运输氧气功能低。血红蛋白是一种含铁蛋白质，所以需要多吃含铁和蛋白质的食物，给血红蛋白的合成提供原料。 12．某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测哪个正确。 材料用具：三株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。 实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状，根据全素培养和相应缺锌、缺镁的培养对苹果幼苗生长发育的比较，判断小叶病的病因。 方法步骤： (1)首先配制____培养液和相应的缺锌培养液和缺镁培养液，分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。 (2)将三株____的苹果幼苗分别栽培在上述三种培养液中。 (3)放在适宜的条件下培养一段时间，观察__________________。 (4)结果预测和分析： ①____缸内的苹果幼苗正常生长。 ②若______________________________，则说明苹果小叶病是由缺锌引起的。 ③若C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。 ④若B、C两缸内苹果幼苗都表现出小叶病，则说明____________________________________________。 ⑤若B、C两缸内苹果幼苗都不表现出小叶病，则说明__________________________________。 答案　(1)全素 (2)正常且长势相同 (3)苹果幼苗的生长发育状况 (4)①A　②B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有小叶病　④苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关　⑤苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关 解析　(1)由实验目的分析出实验的自变量是培养液中是否含有锌元素和是否含有镁元素，实验还应遵循对照原则，因此实验分为三组，一组是全素培养液作为对照，一组是缺锌的培养液，一组是缺镁的培养液。 (2)对于无关变量应保证相同且适宜，所以将三株正常且长势相同的苹果幼苗分别栽培在上述三个缸中。 (4)结果预测和分析： ①A缸是完全培养液，因此A中的苹果幼苗正常生长。 ②如果苹果小叶病是由缺锌引起的，则B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有小叶病。 ③如果苹果小叶病是由缺镁引起的，则C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有小叶病。 ④如果苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关，B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病。 ⑤如果苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关，则B、C两缸内幼苗与A相同，都不表现为小叶病。 学科网（北京）股份有限公司 $$