第2章 第2节 细胞中的无机物-【金版教程】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞创新导学案Word（人教版 多选版）

生物学　必修1 RJ(多选版) 第2节　细胞中的无机物 1.说出水在细胞中的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要作用。2.举例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：水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别，一般为60%～95%，水母的含水量达到97%。 2．水的特点 3．水的存在形式及功能 存在形式 自由水 结合水 含义 细胞中呈游离状态，可以自由流动的水 与细胞内其他物质(主要与蛋白质、多糖等)相结合的水 含量 约占细胞内全部水分的95.5% 约占细胞内全部水分的4.5% 功能 ①细胞内的良好溶剂 ②参与许多生物化学反应 ③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.自由水和结合水的相互转化：在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛；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。 知识点二　细胞中的无机盐 1．存在形式及含量：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。与水不同，无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。 2．生理功能：(1)组成细胞许多化合物的成分：Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素，P是组成细胞膜、细胞核的重要成分。 (2)维持细胞和生物体的生命活动：人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等；哺乳动物的血液中Ca2＋含量太低，动物会出现抽搐等症状；对维持细胞的酸碱平衡非常重要。 (课本P22拓展应用)生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴液等渗的质量分数为________%的________溶液。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的________，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。 答案：0.9　氯化钠　溶剂 1.水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水；一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合水。(课本P21) 练习1　(1)细胞中自由水和结合水都参与物质运输。(×) (2)结合水的存在形式主要是水与蛋白质、脂质等物质结合，失去流动性和溶解性。(×) (3)晒干的种子所含水全部为结合水。(×) (4)北方冬小麦在冬天来临前，自由水的比例会逐渐降低，而结合水的比例会逐渐上升，以避免气温下降时，自由水过多导致结冰而损害自身。(√) 2.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。(课本P21) 练习2　(1)无机盐在细胞内主要以离子形式存在，有些是大分子物质的组成成分。(√) (2)无机盐过多或过少都会影响生物体的生命活动。(√) (3)秸秆燃烧产生的灰烬是无机盐。(√) 重难一　水在细胞中的作用 1．自由水和结合水 细胞中的水以自由水和结合水两种形式存在。细胞内绝大部分水是可自由流动的自由水；少部分水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性，形成结合水。 2．水分子结构 水分子由氧原子和氢原子组成，是极性分子(分子的电荷分布不均匀、不对称)，氧一端稍带负电荷，氢一端稍带正电荷。因此，水分子之间、水分子与其他分子之间可形成氢键。 3．水的结构与功能相适应 (1)水是极性分子，自由水是细胞内许多物质的良好溶剂，许多物质能溶解在水中，水是进行物质运输和化学反应的良好媒介，故水作为溶剂溶解物质。 (2)水分子之间的氢键断裂和形成伴随能量的变化，因此水可以在一定范围内调节细胞和生物体的温度，故水可以调节温度。 (3)结合水是与蛋白质等物质结合在一起的，是细胞结构的重要组成成分。活种子如果被长时间加热，种子细胞的结合水遭受破坏，从而造成细胞结构的破坏，导致种子活性丧失。 [例1]　2024年夏天，重庆遭遇了持续的高温干旱天气，部分植物因过度缺水而枯死，但这样的环境却有利于水稻种子的晾晒。下列有关水的叙述错误的是(　　) A．枯死的植物失去自由水和结合水，晒干的种子失去大量自由水 B．自由水是细胞内良好的溶剂，与水分子属于极性分子有关 C．水分子间氢键不断形成与断裂，使水在常温下具有流动性 D．一般而言，细胞内结合水越低，抵抗不良环境的能力越强 解析：结合水是细胞结构物质，枯死的植物失去自由水和结合水，晒干的种子失去大量自由水，A正确；水分子属于极性分子，使得自由水是细胞内良好的溶剂，B正确；水分子之间易形成氢键，而水分子间氢键的不断形成与断裂，使水在常温下能维持液体状态，具有流动性，C正确；一般而言，细胞内结合水越高，抵抗不良环境的能力越强，D错误。 答案：D [例2]　(浙江1月，2，改编)下列不属于水在植物生命活动中作用的是(　　) A．物质运输的良好介质 B．保持植物枝叶挺立 C．结合水具有运输功能 D．缓和植物温度变化 解析：水是物质运输的良好介质，A正确；水可以调节植物细胞液渗透压，并有利于植物枝叶挺立，B正确；自由水具有运输功能，C错误；水分子之间可通过氢键的形成与断裂来缓和植物温度变化，D正确。 答案：C 重难二　无机盐在细胞中的作用 1．常考无机盐功能 无机盐的作用 无机盐 实例 组成细胞许多化合物的成分 镁 构成叶绿素分子的成分，缺镁使叶绿素合成受阻，进而影响光合作用 铁 构成血红素成分，血红素为构成血红蛋白的成分，缺铁会导致血红蛋白合成障碍，引起贫血 磷 细胞膜、细胞核膜等的重要成分。比如植物缺磷会由于糖代谢障碍出现叶片颜色异常，长的矮小、结实率低 钙 构成碳酸钙，是牙齿和骨骼的重要成分 碘 构成甲状腺激素，幼年缺乏，引起呆小症 维持细胞和生物体的生命活动 钠 人体缺Na＋引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，引发肌肉酸痛、无力 钙 血液中Ca2＋含量太低，动物出现抽搐等症状，Ca2＋含量太高，出现肌无力 某些无机盐离子(如HPO、HCO) 维持细胞酸碱度平衡等重要作用 2.验证某种矿质元素的生理功能 (1)实验设计 ①对照组：植物＋完全培养液→正常生长。 ②实验组 (2)实验成功关键 ①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。 ②实验组加入X的目的是使实验组前后对照，以增强说服力。 [例3]　与完全营养液培养的植物相比，缺镁元素的营养液培养的植物显出缺绿症状。当补充镁盐时，上述症状得以缓解。这说明(　　) A．镁是叶绿素合成代谢的必需元素 B．缺绿病症是细胞不能吸收镁离子引起的 C．镁是构成叶绿素分子的微量元素 D．镁仅参与植物细胞内叶绿素的合成 答案：A [例4]　(多选)下列有关无机盐的叙述中正确的是(　　) A．无机盐在生物体内含量不高，常以离子的形式存在 B．长跑后腿部肌肉抽搐，是因为跑步时流汗过多导致细胞内Na＋含量过低 C．输液时用生理盐水能维持人体细胞的渗透压 D．当氮元素缺乏时，植株营养生长过旺，叶色浓绿、果实迟熟 解析：无机盐在生物体内含量不高，细胞中的无机盐主要以离子形式存在，少数以化合物的形式存在，A正确；长跑后腿部肌肉抽搐，是因血浆中Ca2＋含量过低，B错误；生理盐水能维持人体渗透压的平衡，使细胞保持正常的形态和功能，C正确；氮元素过剩会引起植物生长过旺、叶色浓绿、果实迟熟等症状，D错误。 答案：AC 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★ ★★ 题点 水的功能 水的存在形式和功能及来源 水的存在形式 生物体内含水量 水和无机盐的功能 无机盐的功能 无机盐的功能 水的存在形式及功能 细胞中水的存在形式与代谢关系 无机盐的功能 水的存在形式、功能、无机盐的功能 无机盐功能探究实验 [单项选择题] 知识点一　细胞中的水 1．人们普遍以为，地球上最早的生命孕育于海洋之中，生命从一开始就离不开水。下列关于生物体内水的叙述，错误的是(　　) A．水分子之间易形成氢键，因此水具有较低的比热容 B．自由水是细胞内良好的溶剂，许多物质能够在水中溶解 C．同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的含水量不同 D．一般情况下，细胞内自由水所占比例越大，细胞代谢越旺盛 答案：A 解析：水分子之间易形成氢键，因此水具有较高的比热容，A错误。 2．(全国乙卷，3，改编)植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是(　　) A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态 B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分 C．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应 D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动 答案：C 解析：细胞内的许多生物化学反应需要自由水的参与，C错误；自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，该比值越大，细胞代谢越旺盛，D正确。 3．下图表示某地小麦遭受不同程度干旱影响过程中，叶片相对含水量、结合水和自由水的相对含量变化的数据，据图分析下列说法错误的是(　　) A．由图可知，叶片中相对含水量的减少主要是自由水含量减少导致的 B．植物在抵抗干旱影响过程中，细胞内自由水转变成结合水 C．自由水相对含量减少，结合水相对含量增加，不利于植物抗旱 D．细胞中的结合水主要与多糖、蛋白质等分子结合参与细胞构成 答案：C 解析：由图可知，叶片中结合水的含量增加，自由水含量减少，所以叶片中相对含水量的减少主要是自由水含量减少导致的，A正确；干旱等不良环境下，细胞内自由水会转变成结合水，以抵抗不良环境，B正确；结合水是细胞结构的组成部分，主要与多糖、蛋白质等分子结合参与细胞构成，D正确。 4．图甲表示几种生物体内的含水量，图乙表示人体内有关组织或器官的含水量。对图中数据分析，可以得出的结论是(　　) 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．仅①②③ C．仅①② D．仅① 答案：A 解析：由图甲可知，构成生物体的成分中水的含量最多，①正确；由图甲可知，水生生物的含水量高于陆生生物，说明生物体的含水量与其生活环境密切相关，②正确；由图乙可知，代谢旺盛的组织或器官中含水量较多，③正确；由图乙可知，血液和心脏的含水量相差无几，但心脏呈固态，而血液呈液态，说明组织或器官的形态差异与水的存在形式相关，④正确。 知识点二　细胞中的无机盐 5．患急性肠胃炎的人要及时补充生理盐水，其主要目的是(　　) A．降温 B．提供能量 C．消毒 D．维持水和无机盐代谢的平衡 答案：D 6．某医生在对离体蛙心进行实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心，收缩不能维持。用含少量钙和钾的生理盐水溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时，实验说明钙盐和钾盐(　　) A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分 B．对维持生物体的生命活动有重要作用 C．对维持细胞的形态有重要作用 D．为蛙心的持续跳动提供能量 答案：B 7．无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列有关生物体内无机盐的叙述错误的是(　　) A．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3参与构成骨骼、牙齿等 B．生理盐水可用于清洗外伤伤口，因为它可维持细胞正常的渗透压，并具有清洁作用 C．I－作为原料参与合成甲状腺激素 D．血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐 答案：A 解析：细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，少数以化合物的形式存在，A错误。 [多项选择题] 8．“有收无收在于水，收多收少在于肥。”某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。下列叙述错误的是(　　) A．步骤一损失的水在细胞中主要以游离形式存在，是细胞内的良好溶剂 B．步骤二损失的水主要与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量相对稳定 C．步骤三损失的主要是无机盐，它们在细胞中主要以离子形式存在 D．干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水的比值相对较低 答案：CD 解析：构成细胞的有机物容易燃烧，步骤三损失的是构成细胞的有机物，步骤三剩余的灰分是无机盐，C错误。 9．如果各细胞内自由水与结合水的比值用a表示，则下表中正确的是(　　) 选项 不同生理状态或部位的细胞 比较 A 根尖分生区细胞a1、根尖成熟区细胞a2 a1＝a2 B 衰老细胞a1、正常细胞a2 a1<a2 C 花生种子a1、大豆种子a2 a1<a2 D 休眠种子a1、萌发种子a2 a1<a2 答案：BD 解析：正常细胞比衰老细胞新陈代谢旺盛，因此其自由水与结合水的比值高，即a1<a2，B正确；花生种子富含脂肪，大豆种子富含蛋白质，而蛋白质对水的结合能力强，所以大豆中自由水和结合水的比值较低，即a1>a2，C错误；休眠种子的细胞比萌发种子的细胞的新陈代谢弱，因此其自由水与结合水的比值低，即a1<a2，D正确。 10．图甲表示A、B两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系；图乙表示钙对某种植物花粉管生长的影响。下列相关叙述中，正确的是(　　) A．据图甲可知，B的浓度为b时，对提高作物的产量最有利 B．据图甲可知，B的浓度为d时，虽然对提高产量有利，但会造成肥料的浪费 C．据图乙可知，适宜浓度的钙有利于花粉管的生长 D．据图乙可知，钙对花粉管生长速率的影响随浓度变化而变化 答案：BCD 解析：据图甲可知，B的浓度在c～d范围内时，对提高作物的产量最有利，A错误；据图甲可知，当B的浓度为c左右时，提高作物产量的效果与浓度为d时相同，而d＞c，因此在B的浓度为d时，虽然对提高产量有利，但会造成肥料的浪费，B正确。 [非选择题] 11．清朝扬州八怪之一的郑板桥有诗云：“东北人参凤阳梨，难及潍县萝卜皮”。潍县青萝卜甜脆多汁，稍有辣味，膳食纤维丰富，具有较高的营养价值和保健功能。请回答下列问题： (1)青萝卜细胞中含量最多的化合物是________，青萝卜种子萌发初期，结合水与自由水的比值________(填“上升”“不变”或“下降”)。 (2)青萝卜甜脆多汁，是由于含水量较高，糖等多种物质溶解于水中。水作为良好溶剂的原因是____________________________________________。青萝卜有助于消化，原因是其含有较多的膳食纤维。 (3)无机盐在植物细胞内含量很少，但是作用很大。在植物生长发育过程中，需要供给足够的营养，如果钾供应不足，叶片边缘变褐色，肉质根不能正常膨大，这说明无机盐具有________________________的功能。除此之外还具有的功能是_________________________ _______________________。 答案：(1)水　下降 (2)水是极性分子，带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合 (3)维持细胞和生物体的正常生命活动　构成某些化合物的成分 12．华北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，请你完成实验以证实哪种猜测正确。 材料用具：30株长势相同的苹果幼苗、完全培养液(含有各种植物必需元素的培养液)、缺锌的培养液、缺镁的培养液、适当的固定材料、培养缸若干、含镁的无机盐、含锌的无机盐。 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。根据完全培养液和缺锌的培养液、缺镁的培养液对苹果生长发育影响的比较，判断小叶病的病因。 (1)方法步骤： ①取三个洁净的培养缸分别编号为A、B、C，向A中加入一定量的完全培养液，向B、C中加入________________、______________。 ②将30株长势相同的幼苗均分三组分别培养在上述三种培养液中。 ③放在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察苹果幼苗的生长发育状况。 (2)结果预测和分析： ①________缸内的苹果幼苗正常生长。 ②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有，则说明苹果小叶病是由缺________引起的；若__________________________，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的；若B、C两缸幼苗都表现为小叶病，则说明__________________________；若B、C两缸幼苗都不表现为小叶病，则说明________________________。 (3)若实验证明苹果小叶病是由于缺锌引起的，从科学研究的严谨角度出发，还应增加的实验步骤是__________________________________________。预期的实验结果：________________ ____________。 答案：(1)等量的缺锌培养液　等量的缺镁培养液 (2)①A　②锌　C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有　苹果小叶病是由缺锌和缺镁引起的　苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关 (3)向B缸中加入适量含锌的无机盐，观察苹果幼苗能否恢复正常生长　一段时间后小叶病消失，苹果幼苗恢复正常生长 12 学科网（北京）股份有限公司 $