1.1 水和无机盐是构成细胞的重要无机物-【精彩三年】2024-2025学年高中生物必修1课程探究与巩固Word教参（浙科版2019）

第一章　细胞的分子组成 第一节　水和无机盐是构成细胞的重要无机物 课程目标 知能目标 素养目标 1.说出组成细胞的主要元素 2．认同生命的物质性，说出生物界与非生物界的统一性和差异性 3．说出水在细胞中的作用 4．概述细胞内无机盐的存在形式和生理作用 1.生命观念——通过组成细胞化学元素的学习，建立生命的物质观；通过水的结构与功能的分析，形成结构与功能相适应的生命观念 2．科学思维——归纳概括水和无机盐在生命活动中的重要作用 3．社会责任——通过学习无机盐与人体健康的关系，关注人体健康 (见学生用书P1)　 　 知识点一　细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成 1．细胞的组成 (1)细胞是由__物质__组成的，物质是由__元素__构成的。 (2)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__。 2．组成细胞的化学元素 分类 定义 种类 大量元素 含量高的元素 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 微量元素 含量很__低__的元素 Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、Mo、Co、Se、F 组成人体的细胞干重中含量最多的元素是__C__，鲜重中含量最多的元素是__O__ 小思考：请阐述微量元素Fe虽然含量很低但作用巨大的原因。 【答案】Fe在生物体内含量很低，但Fe2＋是血红蛋白的必需成分，血红蛋白具有运输氧气的功能。 知识点二　水为生命活动提供了条件 1．含量：细胞的含水量一般为__60%～90%__，是生物体内含量__最多__的化合物。 2．水的特性及作用 特性 作用 水分子具 有极性 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__ 水分子间 具有氢键 __调节温度__ — 某些代谢的__反应物和产物__，在动、植物的分布、繁殖、生长发育以及动物体色、动物行为等方面有着深远的影响 小思考：细胞内的水温一般能保持相对稳定，试分析原因。 【答案】水分子之间的氢键使得水具有调节温度的作用。当细胞内热量增多时，水分子间的氢键断裂吸收热量；当细胞内热量较少时，形成较多的氢键，释放热量，从而使细胞内的水温保持相对稳定。 知识点三　无机盐与细胞生活密切相关 小思考：补碘过量会导致某些疾病的发生。试从无机盐含量及作用角度思考是否补充无机盐越多越好？ 【答案】虽然无机盐具有重要的作用，含量不足时会导致一些疾病，但并不是无机盐越多越好，进食时应注意合理搭配。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)微量元素在人体中含量很低，所以缺乏微量元素对生命活动也没影响。(　×　) (2)构成细胞的任何一种化合物都能在无机环境中找到。(　×　) (3)同一生物的不同组织器官中含水量差别不大。(　×　) (4)与蛋白质结合的水能增强细胞的新陈代谢。(　×　) (5)叶绿素中的镁元素以离子形式存在。(　×　) (6)有些无机盐离子是生物体维持正常生命活动所必需的成分。(　√　) 2．情境分析 无机盐在生物体内的含量仅为1%～1.5%，但却有着重要的作用，请结合下列材料分析回答无机盐的有关知识。 材料一　一种叶绿素和血红蛋白的局部分子结构简图如下。 材料二　足球运动员在激烈的比赛中有时会出现肌肉抽搐，原因是机体随着汗液丢失了大量的钙离 子；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。 材料三　生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液，人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，但如果放到清水里，细胞会吸水涨破。 材料四　人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等酸碱缓冲物质，可以缓冲体液酸碱度的变化。 (1)材料一说明：无机盐是__某些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。 (2)材料二说明：无机盐对__维持生物体的正常生命活动__有着重要的意义。 (3)材料三说明：无机盐能调节人体的__渗透压__，维持细胞的__正常形态__。 (4)材料四说明：无机盐对于维持人体体液__酸碱平衡__的相对稳定具有重要作用。 (见学生用书P2)　 　 类型一 细胞中的元素理解 理解1：元素 在生物体内 的含量特点 (1)不同生物体内的化学元素，种类大致相同，但同种元素的含量差别很大 (2)同一生物体内的不同元素的含量不相同 (3)同一生物不同类型的细胞中，同种元素的含量也不尽相同 理解2：巧思 元素的统一 性与差异性 (1)统一性 从元素种类看，组成生物体的化学元素在无机环境中都能找到，没有一种元素为生物体所特有，说明了生物界和非生物界具有统一性，这也为生命起源于非生命物质的化学进化学说奠定了理论基础 (2)差异性 从元素含量看，组成生物体的化学元素在生物体内和无机环境中含量差异很大。生物界与非生物界中相应元素的含量有一定的差异，这说明了生物界和非生物界具有差异性 理解3：关于 元素的几个 易错点 (1)大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少，而不是生理作用，含量少的不一定不重要 (2)大量元素和微量元素都是必需元素，而生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如Pb，这样的元素含量再多也不是大量元素 (3)不要混淆“数量”和“含量”：人体活细胞中氧元素的含量最多，但氢原子的数量最多 (4)不要混淆鲜重和干重：组成人体细胞的元素中，占鲜重百分比的大小顺序为O＞C＞H＞N；占干重百分比的大小顺序为C＞O＞N＞H 理解4：同位 素及其应用 典例 2024·庆元中学高一元素在生物体内的含量分布情况如图所示。下列叙述不正确的是(　D　) A.Ⅰ在非生物界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性 B．Ⅱ含量虽少，但却是生物体正常生命活动不可缺少的 C．Ⅱ和Ⅲ称为必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症 D．P、S、K、Ca、Zn属于大量元素 【解析】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，这体现了生物界与非生物界具有统一性，A正确；微量元素含量虽少，但却是生物体正常生命活动不可缺少的，B正确；大量元素和微量元素均为必需元素，一旦缺乏可能会导致相应的病症，C正确；Zn属于微量元素，D错误。 我们如何找到回家的路？科学家发现，大脑里的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。下列叙述中正确的是(　C　) A．“位置细胞”和“网格细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是C B.组成“位置细胞”和“网格细胞”的各种化学元素的含量相同 C．“位置细胞”和“网格细胞”鲜重中原子数量最多的元素均是H D．N和Mg分别是“位置细胞”和“网格细胞”中的大量元素和微量元素 【解析】“位置细胞”和“网格细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是O，A错误；组成“位置细胞”和“网格细胞”的各种化学元素的含量不一定完全相同，B错误；“位置细胞”和“网格细胞”鲜重中原子数量最多的元素均是H，C正确；Mg属于大量元素，D错误。 类型二 水的存在形式及其与代谢的关系 形式 自由水 结合水 定义 细胞中以游离形式存在的水，可以自由流动 与细胞内的其他物质相结合的水 功能 ①细胞内良好的溶剂 ②参与生化反应 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 联系 自由水和结合水可相互转化 自由水、结合水与细胞代谢及抗逆性的关系： 典例 下表(一)(二)分别是生物体及人体组织、器官的含水量。对表中数据进行分析可得出的正确结论是(　A　) 表(一)　生物体的含水量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 含水量/% 97 80～85 78 65 90 60～80 表(二)　人体组织、器官的含水量 组织、器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 脑 含水量/% 10 22 76 79 83 84 ①构成生物体的成分中水的含量最多 ②生物体的含水量与生物的生活环境密切相关 ③代谢旺盛的组织、器官含水较多 ④组织、器官的形态结构差异与水的存在形式相关 A．①②③④　　　　　B．①②③ C．①② D．① 【解析】分析表(一)：各种生物体的含水量均超过了50%，说明①正确。生活在不同环境中的生物体内含水量存在差异，说明②正确。分析表(二)：骨骼肌、心脏、血液、脑的含水量较牙齿、骨骼的高，说明③正确。心脏与血液的含水量接近，但是二者的形态结构差异较大，与水的存在形式相关，说明④正确。 　 　　　　 　　　　　 　　　 图中曲线能正确反映大豆种子萌发至形成幼苗的过程中，细胞中自由水/结合水的值的变化的是(　B　) A．甲　　　B．乙　　　C．丙　　　D．丁 【解析】种子在萌发之前，处于休眠状态，代谢很弱，细胞中的水主要以结合水的形式存在，自由水与结合水的比值较小；种子在萌发之后，自由水逐渐增多，代谢旺盛，至发育成幼苗，自由水含量趋于稳定，所以自由水与结合水的比值先不断增大，最终达到一个稳定水平，乙曲线符合题意，B正确。 类型三 无机盐的理解 理解1：常见 无机盐的主 要功能和缺 乏(过量)引 起的疾病 (症状) 理解2：无 机盐的三个 易错点 (1)血红蛋白中的Fe不是Fe3＋，而是Fe2＋ (2)参与组成血红蛋白中的无机盐——铁或叶绿素中的无机盐——镁的存在形式不是离子形式 (3)镁是组成叶绿素的必需成分，不是光合色素的必需成分，因为光合色素分为叶绿素和类胡萝卜素，类胡萝卜素不含镁元素，它是由碳氢链组成的 理解3：确定 某种无机盐 是否是植物 的必需无机 盐的方法 典例 2024·嘉兴一中高一静脉注射药物时一般需用生理盐水溶解，这是因为无机盐具有(　A　) A．维持血浆正常浓度的作用 B．构成复杂化合物的作用 C．维持神经、肌肉兴奋性的作用 D．维持血浆酸碱平衡的作用 【解析】生理盐水与血浆是等渗溶液，将生理盐水输给病人能维持血浆的正常浓度，因此静脉注射药物时一般需用生理盐水溶解，A符合题意。 为了确认某种无机盐是植物维持生命活动的必需成分，应采用的方法是(　D　) A．检测正常叶片中该无机盐的含量 B．分析根系对该无机盐的吸收过程 C．观察只有该无机盐的培养液培养植株一段时间后植株的生长发育状况 D．观察含全部营养的培养液中去掉该无机盐前、后植株的生长发育状况 【解析】该实验的目的是确定某种无机盐是否是植物的必需无机盐，采用溶液培养法，即观察含全部营养的培养液中去掉该无机盐前、后植株的生长发育状况，如果植株仍然正常生长，说明该无机盐不是植物所必需的，否则，说明该无机盐是植物必需的无机盐。 课堂检测 1．有着“植物大熊猫”和“世界上最长寿树种”美称、在地球上已有250万年历史的红豆杉，曾入选世博会中国馆珍稀植物展出品种。其体内含量最多的化学元素和最基本的化学元素分别是(　D　) A．C和O　　　　　　B．C和H C．H和O D．O和C 【解析】在生物体鲜重中含量最多的化合物是水，含量最多的元素是O；因为C自身的性质，可以相互连接形成碳链进而形成生物大分子，因此C是最基本的元素。故D正确。 2．水和无机盐在生命活动中具有重要作用。下列叙述错误的是(　D　) A．水是极性分子，是细胞内的良好溶剂 B．HCO对维持血浆的酸碱平衡具有重要作用 C．血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐 D．无机盐的主要功能是为细胞代谢提供能量 【解析】水是极性分子，是细胞内的良好溶剂，细胞内许多物质需要水作为溶剂，A正确；HCO和H2CO3作为血浆中的缓冲物质，对维持血浆的酸碱平衡具有重要作用，B正确；血钙过低，会引起肌肉抽搐，C正确；无机盐的功能有组成复杂化合物、维持正常的生命活动、维持渗透压和酸碱平衡，没有提供能量的作用，D错误。 3．2024·宁波效实中学高一广告语“聪明的妈妈会用心(锌)”道出了锌的重要性，它与人体内多种酶的活性有关，这说明无机盐(　C　) A．对维持细胞形态有重要作用 B．对维持酸碱平衡有重要作用 C．对维持生物体的生命活动有重要作用 D．对调节细胞内溶液的浓度有重要作用 【解析】锌与生物体内多种酶的活性有关，说明无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用，C符合题意。 4．下列有关水和无机盐的生理功能的叙述，错误的是(　D　) A．人体排汗，有利于维持体温的相对稳定 B．人体所需的营养物质及代谢产物大都能溶于水，有利于物质的运输 C．以离子形式存在于细胞中的无机盐，能维持细胞内外的渗透压 D．细胞中的水都处于可流动状态，有利于体内生物化学反应的进行 【解析】人体内的水分通过汗液蒸发的形式排出时需要吸收较多的热量，因此汗液蒸发有利于维持体温的相对稳定，A正确；水是良好的溶剂，自由水自由移动对于运输营养物质和代谢产物具有重要作用，B正确；无机盐主要以离子的形式存在，有些无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分，生物体内的无机盐能维持细胞内外的渗透压，C正确；细胞内水的存在形式有自由水和结合水两种，结合水不能自由流动，D错误。 5．2024·舟山中学高一下列关于动物体内血浆及无机盐的叙述，错误的是(　D　) A．血浆中的无机盐离子可以维持血浆酸碱平衡 B．血浆中的无机盐对维持血浆的正常浓度非常重要 C．血浆本质上是一种盐溶液，类似于海水 D．血浆中钙离子含量过高，会引起动物出现抽搐等症状 【解析】血浆中的无机盐离子对维持血浆的正常浓度及酸碱平衡非常重要，A、B正确；血浆本质上是盐溶液，类似于海水，C正确；血浆中钙离子含量过低，会引起动物出现抽搐现象，含量过多会导致肌无力，D错误。 6．2024·浦江中学高一人们经常食用的肉类和白菜、土豆等蔬菜，经消化吸收后，其中的成分可被转化为人体的组成成分。对以上事实解释最合理的是(　B　) A．组成生物体细胞的化学元素，在无机环境中不一定能找到 B.不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的种类大体相同 C．组成各种生物体细胞的化合物含量相同 D．不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的含量大体相同 【解析】组成生物体细胞的化学元素在无机环境中都能找到，A错误；不同生物细胞成分的相互转化，说明在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的种类大体相同，B正确；组成各种生物体细胞的化合物含量不一定相同，C错误；不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的种类基本相同，但含量存在较大差异，D错误。 温馨提示：请完成高效作业1) 学科网（北京）股份有限公司 $$