内容正文:
第一单元
细胞的分子组成及基本结构
第2课 组成细胞的元素、无机化合物、糖类和脂质
考点2 细胞中的无机物
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
一、细胞中的水
1.水的含量
生物体的含水量随着__________的不同有所差别,一般为60%~95% ,水母的
含水量达到97% 。水是构成细胞的重要成分,也是活细胞中含量______的化合物。
生物种类
最多
2.存在形式
水在细胞中以两种形式存在,绝大部分的水呈______状态,可以自由流动,叫
作________;一部分水与细胞内的________________,叫作结合水。
游离
自由水
其他物质相结合
3.作用
①结合水是__________的重要组成成分,大约占细胞内全部水分的 4.5%。
②自由水是细胞内的__________,许多种物质溶解在这部分水中,
③细胞内的许多______________也都需要有水的参与。
④多细胞生物体的绝大多数细胞,必须浸润在以__________的液体环境中。
⑤水在生物体内的流动,可以把__________运送到各个细胞,同时把各个细胞在新陈代谢中产生的______,运送到排泄器官或者__________体外。
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一、细胞中的水
细胞结构
生物化学反应
水为基础
营养物质
废物
直接排出
良好溶剂
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二、细胞中的无机盐
1.存在形式
细胞中________无机盐以______的形式存在,含量较多的阳离子有 Na+、 K+ 、Ca2+ 、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等,阴离子有Cl− 、SO42− 、 PO43−、HCO3−等。
2.含量
与水不同,无机盐是细胞中含量_____的无机物,仅占细胞鲜重的________。
很少
大多数
离子
1%~1.5%
3.作用
①一些无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分;
②许多种无机盐对于维持________________________有重要作用。例如,哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙离子,如果钙离子的含量太低,会出现______等症状。
③生物体内的某些无机盐离子,必须保持一定的量,这对维持细胞的__________非常重要。
细胞和生物体的生命活动
抽搐
酸碱平衡
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1.水是活细胞中含量最多的化合物。( )
2.自由水/结合水的比值越大,生物新陈代谢越旺盛,抗逆性越强。( )
3.低温环境下对花卉应该减少浇水,这可提高花卉对低温的抗性。( )
4.失去自由水的种子仍有生理活性,失去结合水的种子不再有生理活性。( )
5.在正常情况下,细胞中结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。( )
6.将小麦种子烧尽时得到的一些灰白色的灰烬就是无机盐。( )
7.缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常,植株矮小,产量低下。( )
8. 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。( )
9.细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在,如CaCO3构成骨骼、牙齿等。( )
10.哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+,如果Ca2+的含量太低,动物会出现抽搐等症状。( )
×
√
×
√
√
√
√
√
√
√
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考向一 细胞中的水
1.水的存在形式和功能
方法技巧:水分子结构与性质适应的实例
①水分子是极性分子→正电荷、负电荷的物质都容易与水分子结合→水是良好溶剂。
②水分子之间氢键不断断裂、形成→水在常温下维持液体状态→水具有流动性。
③水分子之间氢键的存在→水具有较高的比热容→水的温度相对稳定,对于维持生命系统的稳定性十分重要。
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考向一 细胞中的水
2.自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
水的存在及其功能的探究
将种子放在阳光下2天
重量
减轻
自由水大量散失
晒干的种子用水浸泡
晒干的种子不浸泡
不萌发
自由水少,代谢弱
仍能
萌发
失去大部分自由水的种子仍保持其生理活性
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考向一 细胞中的水
2.自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
将种子放在试管中,用酒精灯加热
失去结合水的种子浸泡
管壁上有水珠
失去的主要是结合水
不萌发
失去结合水的种子失去生理活性
方法技巧:
种子在贮存前,先要晾晒,目的是减少自由水的含量,降低种子的代谢速率,以延长种子的寿命,丧失的主要是自由水,此时细胞仍具活力。种子烘烤过程中可导致结合水丧失,此时种子丧失活性。因此,失去自由水,细胞仍具有活性,失去结合水,细胞丧失活性。
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考向一 细胞中的水
2.自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
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考向一 细胞中的水
3.产生水的结构及代谢过程
结构 代谢过程
线粒体 有氧呼吸的第三阶段
核糖体 氨基酸的脱水缩合
高尔基体 合成纤维素
细胞核 DNA复制、转录
动物肝脏和肌肉 合成糖原
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考向一 细胞中的水
4.新陈代谢利用水(消耗水)的生理过程及结构
①淀粉、蛋白质等大分子有机物的消化(水解)。
②肝脏细胞中肝糖原的分解过程需要消耗水。
③光合作用的光反应中,水分解成氧和 <m></m> ;部位:叶绿体类囊体薄膜。
④有氧呼吸第二阶段: <m></m> 少量能量;部位:线粒体基质。
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考向一 细胞中的水
典例1 关于生物体内水的叙述,错误的是( )
A.参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水
B.在低温情况,植物细胞中自由水和结合水的比例上升
C.植物细胞液中盐浓度的高低影响植物根细胞的吸水或失水
D.自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化
[解析] 自由水能自由移动,对于生物体内的营养物质和代谢废物的运输具有重要作用,A正确;在低温情况,植物细胞中自由水含量减少,自由水和结合水的比例下降,以抵抗不良环境,B错误;植物根细胞的吸水或失水的原理是渗透作用,依靠原生质层两侧溶液的浓度差,因此细胞液中盐浓度的高低影响植物吸水和失水,C正确;生物体代谢越强,自由水与结合水的比例越高,反之则低,D正确。
B
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考向一 细胞中的水
变式训练1 水分子中氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力,使氧的一端稍带负电荷,氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布,使得水分子成为一个极性分子。水分子间也可相互吸引,形成氢键,易于形成和断裂。下列说法错误的是( )
A.带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都易与水结合,因此,水是良好的溶剂
B.氢键的存在,使水具有较低的比热容(1 kg的物质温度上升1 ℃所需的能量),因此,水能维持生命系统的稳定性
C.自由水与结合水的比例处于动态变化中,与细胞的新陈代谢程度有关,有利于生物体适应不同的环境
D.结合水与细胞中的蛋白质、多糖相结合,失去流动性和溶解性,无法参与生物化学反应
B
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考向二 细胞中的无机盐
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考向二 细胞中的无机盐
1.常考无机盐功能归纳整合
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无机盐 功能 含量异常
甲状腺激素的组成成分 成年时缺乏患地方性甲状腺肿大,幼年时缺乏患呆小症
血红素的组成成分 缺乏时患缺铁性贫血症
降低神经系统的兴奋性 血钙过低时,会出现抽搐现象;血钙过高时,会患肌无力
促进植物体内淀粉的运输;维持动物细胞内液渗透压 植物缺乏时抗逆能力减弱,易受病害侵袭;人体缺乏时,则导致心律失常
维持细胞外液的渗透压;维持膜电位和神经冲动的传导等 缺乏会导致细胞外液渗透压下降,并导致机体出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状
考向二 细胞中的无机盐
1.常考无机盐功能归纳整合
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考向二 细胞中的无机盐
2.验证某种矿质元素的生理功能
(2)实验成功的关键
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 的目的是二次对照,使实验组前后对照,以增强说服力。
(1)实验设计
①对照组:植物+完全培养液 → 正常生长。
②实验组
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考向二 细胞中的无机盐
矿质元素吸收和水分吸收的关系
项目 水分吸收 矿质元素吸收
区别 水分吸收为渗透作用,不需要ATP 矿质元素吸收主要为主动运输,需要ATP
联系 (1)都发生在根毛区;
(2)矿质元素需要溶于水中才能进行;
(3)矿质元素的吸收增加细胞液浓度,从而促进水的吸收;
(4)水分能及时将吸收的矿质元素运走,在一定程度上也促进了矿质元素的吸收
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考向二 细胞中的无机盐
典例2 (2023·湖北襄阳模拟)豆制品营养丰富,其所含人体必需氨基酸与动物蛋白相似,同时也含有钙、磷、铁等人体需要的矿物质及维生素 B1、B2和纤维素等,却不含胆固醇。下列有关说法正确的是 ( )
A.豆科植物生长过程中需要较多的氮元素,根瘤菌寄生于其体内是其适应性的表现
B.胆固醇是一种生物大分子,存在于动物细胞膜上,并参与血液中脂质的运输
C.豆制品中的铁被人体吸收后可用于成熟红细胞合成血红素
D.若豆科植物生长过程中缺乏大量元素磷,将影响生物膜、[H]、ATP等结构或物质的合成
D
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考向二 细胞中的无机盐
变式训练2 科学家用水培法培养甜瓜幼苗,每天K+和Mg2+初始状态均为 500 mg/L ,定时测定培养液中K+和Mg2+的剩余量,如图所示。请分析回答:
(1)Mg2+是植物生存所必需的,因为____________________________________________________,最终会影响有机物的合成。
缺Mg2+时,叶绿素无法合成,进而导致光合作用减弱
(2) 该实验的自变量有______________________________。甜瓜对 Mg2+的吸收量______对 K+的吸收量,甜瓜对K+和Mg2+的吸收速率差异最可能与__________________________________有关。
离子种类和甜瓜生长发育时期
小于
细胞膜上的K+和Mg2+载体数量
(3) 实验说明,通常情况下,甜瓜对 K+和Mg2+的吸收速率在________________期最大,因此要注意__________施肥。
坐果期的前
适时适量
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考向二 细胞中的无机盐
(4) 锌是植物必需的元素之一,缺锌会导致植物出现相应的锌元素缺乏症。现欲设计实验验证植物体中锌的作用不能被镍所代替。
①材料准备:足量正常黄瓜幼苗、完全培养液、缺锌的完全培养液、蒸馏水、含锌溶液和含镍溶液等,可根据需要选择或补充实验材料。(注:黄瓜的完全培养液中不含有镍,且本实验浓度范围内的镍对植物无毒副作用)。
② 实验思路:
将足量正常黄瓜幼苗均分为A、B两组,相同且适宜条件下分别用等量完全培养液、缺锌的完全培养液培养。一段时间后A组正常生长,B组出现锌元素缺乏症。将B均分为B1、B2两组,分别补充等量含锌溶液、含镍溶液,相同且适宜条件下培养一段时间后,观察各组幼苗生长状况。
③ 预期结果:_______________________________________。
只有B1组锌元素缺乏症减轻或消失
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1.(2021·江苏模考)水、无机盐等对于维持人体内环境稳态具有重要作用。下列叙述<zzd>错误</zzd>的是( )。
A.呕吐、腹泻的病人,需及时补充葡萄糖盐水
B.过量饮水导致细胞内液渗透压升高,需脱水治疗
C.缺钙引起的肌肉抽搐,可通过增加户外活动、合理膳食得到改善
D.铁摄入不足可导致血红素合成减少而发生贫血,需适量补铁
B
2.水是细胞结构的重要组成成分,细胞的一切生命活动都离不开水。下列有关水对植物体生理作用的叙述,<zzd>错误</zzd>的是( )。
A.水是植物体光合作用和呼吸作用的原料
B.与正在萌发的种子相比,休眠种子体内自由水与结合水的比值变小
C.盛夏时节,给大田喷雾(水)可减弱植物的“午休”现象
D.细胞质中细胞器不会发生吸水和失水现象
D
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题型突破,真题体验
3.小麦幼苗在缺少无机盐 的“完全培养液”中培养一段时间后,出现了叶片发黄的现象。下列有关叙述<zzd>错误</zzd>的是( )。
A.对照实验应使用含无机盐 的完全培养液培养小麦幼苗
B.据实验结果推测无机盐 可能是一种含镁元素的无机盐
C.与正常幼苗相比,该幼苗叶绿体内 的合成速率增大
D.实验结束时,培养液中某些无机盐离子的浓度可能会增加
C
[解析] 本实验的自变量是有无无机盐,实验组缺乏无机盐,对照组应使用含无机盐的完全培养液,A正确;将小麦幼苗在缺少无机盐的“完全培养液”中培养一段时间后,出现了叶片发黄的现象,据此推测,无机盐可能是一种含镁元素的无机盐,因为镁是叶绿素的组成成分,B正确;当植物叶片发黄时,细胞中叶绿素合成减少,光反应速率下降,叶绿体内的合成速率下降,C错误;植物吸收无机盐具有选择性,当植物吸收水的相对速率大于吸收某种元素的相对速率时,实验结束时培养液中某种无机盐离子的浓度会增加,D正确。
$