第2章 第2节 细胞中的无机物-【创新教程】2025-2026学年高中生物必修1五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第2节　 细胞中的无机物 课标内容要求 核心素养对接 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 生命观念：认同一切生命活动都离不开水 科学思维：利用生活中的现象理解自由水与结合水的转化及其与代谢的关系 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [基础梳理] 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)生物体的含水量随着　生物种类　的不同有所差别，如水母的含水量高达97%。 2．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　。 3．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细胞内良好的溶剂； 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 4.自由水/结合水的值 比值越大，细胞代谢越旺盛。 二、细胞中的无机盐 1．存在形式：大多数以离子的形式存在。 2．含量：占细胞鲜重的　1%～1.5%　。 3．功能 (1)某些重要化合物和结构的组成成分，如　Mg　——叶绿素，　Fe　——血红素，P——　细胞膜、细胞核　。 (2)维持细胞和生物体的　生命活动　，如哺乳动物的血液中　Ca2＋　含量降低，会出现抽搐现象，　Na＋　缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低。 (3)维持细胞的　酸碱平衡　。 [基础诊断] (1)细胞中结合水失去后仍可保持活性( × ) (2)同一生物的幼嫩部位自由水含量高于衰老部位( √ ) (3)水分在细胞内不参与细胞结构组成( × ) (4)小麦种子燃尽后的灰烬是无机盐( √ ) (5)缺铁性贫血是因为体内缺铁，血红蛋白不能合成( √ ) (6)细胞中无机盐多以化合物形式存在( × ) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 细胞中的水 1．自由水与结合水之间的转化 (1)转化条件 (2)转化实例 ①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。 ②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。 2．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 (3)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种子贮存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长贮存时间。 ③越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。 ◆[互动探究] 1．将少量干燥种子放入干燥的试管内，放在酒精灯火焰上烘烤，试管内壁上出现少量水珠。该水分在细胞中以哪种形式存在？如果用上述烘烤后的种子播种，种子能否萌发？ 提示：以结合水形式存在。如果将烘烤后的种子播种下去，种子不能萌发，因为结合水是细胞内的结构物质，失掉结合水，细胞结构被破坏，细胞死亡，导致种子失去活性。 2．秋季，农民收获的玉米需经晾晒后才能入库贮存。结合所学知识，试分析其中的生物学道理。 提示：自由水含量降低，细胞代谢减弱，可减少有机物消耗，同时能防止种子发芽霉变。 ◆[对点训练] 1．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．自由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和休眠种子的相同 解析：D　[植物体内的水分参与营养物质的运输；水是构成叶肉细胞的重要化合物之一；自由水可作为细胞内化学反应的反应物；同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子的含水量。] 2．“绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”下列各图为植物在复苏过程中，细胞中自由水与结合水相对含量变化的曲线图，其中表示正确的是(　　) 解析：B　[春天植物复苏过程中，自由水相对含量上升，结合水相对含量下降，细胞代谢活动增强。] 关于生物体内水的两个思维误区 (1)水是生命之源，水分越多越好。生物体的水分不是越多越好，如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。 (2)晒干的种子不含自由水。晒干的种子失去大量自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅度降低。 细胞中的无机盐 1．无机盐存在形式及作用的两点归纳 (1)无机盐并不都以离子的形式存在，如骨骼中的钙以CaCO3的形式存在。 (2)无机盐在细胞内含量很低，但其作用非常重要，且需要保持一定的量，缺失和过多都可能影响生命活动。 2．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：含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素) Fe：动物血红素 I：甲状腺激素等 ◆[互动探究] 1．人缺铁会患贫血，植物缺镁叶片会发黄，请分析其中的原因，由此说明无机盐具有什么生理作用？ 提示：铁是血红素的组成成分，镁是叶绿素的成分；说明无机盐是复杂化合物组成成分。 2．酷暑季节，室外作业的工人会大量出汗，有同学认为工人应多喝纯净水以补充散失的水分。请结合所学知识，评价上述说法是否合理，并说出评价依据。 提示：不合理，工人大量出汗的同时，会排出过多的无机盐，从而导致体内的无机盐含量减少，而纯净水几乎不含无机盐。 ◆[对点训练] 1．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 解析：D　[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。] 2．设计一个实验证明镍盐是植物生活所必需的无机盐，根据提供的实验材料用品，完成实验步骤，并得出相应的结论。 (1)材料用品：完全培养液甲，缺镍的完全培养液乙，适当的固定材料，广口瓶若干，长势相似的玉米幼苗，含镍的无机盐。 (2)方法步骤 ①取两个洁净的广口瓶编号A、B，并向A瓶中加入一定量的完全培养液甲，向B瓶中加入________________________________________________________________________。 ②取　________________________　平均分为两组，将其中一组放入A瓶中，另一组放入B瓶中。 ③将两广口瓶置于　____________________　的条件下培养一段时间，观察________________________________________________________________________。 (3)实验结果及结论： A瓶中　________________　；B瓶中　________________　。说明　________________________________　。 (4)为进一步验证镍盐一定是必需的无机盐，还应增加的实验步骤是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：根据实验目的，本实验的自变量是营养液中镍的有无，其他条件均应相同且适宜。溶液培养法可以用来判定某元素是否为必需元素，运用对照原则，将玉米幼苗随机分为两组，分别放在含镍和不含镍的完全培养液中培养，观察实验结果，对结果进行分析，得出结论。 答案：(2)①等量的缺镍的完全培养液乙　②长势相似的玉米幼苗　③相同且适宜　玉米幼苗的生长状况　(3)玉米幼苗生长正常　玉米幼苗不能正常生长　镍盐是植物生活所必需的无机盐　(4)向B瓶中添加镍盐，观察玉米幼苗能否恢复正常生长 溶液培养法——验证某无机盐是 否为植物生长发育所必需的 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列有关水的叙述，错误的是(　　) ①自由水参与运输营养物质和代谢废物　②生物体内的化学反应离不开水　③水是组成细胞的成分之一　④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细胞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基本相同 A．①④⑤　　　　　　　　 B．①②④ C．⑤⑥ D．③⑥ 解析：C　[自由水与结合水的比例越大，细胞代谢活动越旺盛，⑤错误；不同细胞代谢活动和功能不同，自由水的含量直接影响细胞的代谢活动，所以不同细胞中自由水与结合水的比例不相同，⑥错误。] 2．老年人容易发生骨折，主要是因为(　　) A．缺钾盐 B．缺钠盐 C．缺镁盐 D．缺钙盐 解析：D　[钙是构成骨骼的成分之一，缺少钙盐会导致老年人易骨折现象，D正确。] 3．研究表明，溶液浓度升高，冰点降低。“霜打”后的青菜格外“甜”。下列分析错误的是(　　) A．多糖水解成单糖，自由水减少，冰点降低 B．结合水增多，增强抗寒能力 C．该现象是青菜对低温环境不适应 D．霜打后的青菜细胞中还有自由水 解析：C　[多糖水解成单糖，细胞液浓度增大，自由水减少，冰点降低，A正确；低温来临，自由水转化为结合水，增强其抗寒能力，B正确；细胞质、细胞液中的多糖降解为单糖以提高浓度，冰点降低，提高抗寒抗冻能力，该现象是青菜对低温环境适应，C错误；霜打后的青菜细胞中自由水转化为结合水，但还有自由水，D正确。] 4．下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是(　　) A．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应 B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中 C．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成 D．无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用 解析：D　[自由水是生化反应的介质，有些水还直接作为反应物参与生物化学反应，如有氧呼吸，A错误；结合水是组成细胞结构的重要成分，主要存在形式是水与蛋白质、多糖等物质结合，成为生物体的构成成分，而液泡中的水属于自由水，B错误；细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，能参与维持细胞的酸碱平衡，也能参与有机物的合成，如Mg2＋是合成叶绿素的原料，C错误、D正确。] 5．水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响新陈代谢。试回答下列问题： (1)种子在入仓之前需晾晒，所去除的水分主要是细胞中的　________　水。 (2)将干种子用水浸泡后种子能萌发，但干种子不经水浸泡不能萌发，这说明________________________________________________________________________。 (3)新鲜的鸡蛋清呈液态胶状，而臭鸡蛋清则是相对更“稀”的液体，呈水状，这是因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为　________　，是细胞和生物体的　__________　；而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分水释放出来，转变为　________　。 解析：(1)种子在入仓前需晾晒，目的是去除种子中的自由水，以防止种子发霉。(2)干种子不能萌发，浸泡后能萌发，说明自由水增加能使细胞代谢加快。(3)“在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起”说明这时的水是结合水，是细胞的组成成分。 答案：(1)自由　(2)自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛　(3)结合水　组成成分　自由水 学科网（北京）股份有限公司 $$