内容正文:
第2章组成细胞的分子
第2节细胞中的无机物
年级
高一年级
授课时间
1课时
课题
第2节细胞中的无机物
教材分析
本节课是必修1第2章“组成细胞的分子”第2节“细胞中的无机物”的核心内容。在上一节学习了组成细胞的元素和化合物之后,本节重点探讨细胞中含量最多的化合物——水,以及含量虽少但功能重要的无机盐。主要包括:
(1)细胞中的水:水的含量特点(不同生物、不同组织器官、不同发育时期含水量不同);水的理化特性(极性分子、流动性、高比热容);水的存在形式(自由水和结合水)及其功能;自由水与结合水的比值与细胞代谢的关系。
(2)细胞中的无机盐:无机盐的含量、存在形式(大多数以离子形式存在);无机盐的四大功能(组成复杂化合物、维持生命活动、维持酸碱平衡、维持渗透压平衡)。
(3)拓展应用:种子发育及处理过程中水的变化;验证某种矿质元素为必需元素的实验设计。
本节课帮助学生理解水和无机盐在细胞生命活动中的重要作用,为后续学习细胞代谢、酶活性等内容奠定基础。
教学目标
【知识目标】
(1)说出细胞中水的含量特点,理解水的存在形式及功能。
(2)阐明自由水与结合水的比值与细胞代谢的关系。
(3)说出无机盐的存在形式及主要功能,列举实例说明。
(4)认同水与无机盐是细胞生命活动的物质基础,形成合理膳食的健康意识。
【素养目标】
1.生命观念:理解水和无机盐是细胞生命活动的物质基础,形成结构与功能相适应的生命观念。
2.科学思维:能够通过数据和资料分析归纳水的含量特点及无机盐的作用;能够运用水的理化特性解释生命现象。
3.科学探究:掌握验证某种矿质元素为必需元素的实验设计方法,能够分析实验结果并得出结论。
4.社会责任:认识水和无机盐缺乏对健康的影响,形成合理膳食、健康生活的意识。
学情分析
【已有知识】
(1)学生已通过上一节学习了组成细胞的元素和化合物,知道水是细胞中含量最多的化合物。
(2)在初中化学中已了解水的分子组成和基本性质。
(3)具备一定的实验设计能力(如对照实验原则)。
【可能存在的困难】
(1)自由水和结合水的概念容易混淆,特别是两者功能的区分。
(2)水分子结构与其理化特性(极性、流动性、高比热容)的关系理解不深。
(3)无机盐的四大功能对应的实例较多,容易记混。
(4)验证矿质元素必需性的实验设计逻辑需要强化。
【教学策略】
(1)利用趣味动画(运动员饮料成分)导入,激发学生对水和无机盐功能的兴趣。
(2)通过表格数据归纳水的含量特点,培养数据分析能力。
(3)用比喻帮助理解水的理化特性(如“水分子像磁铁”理解极性)。
(4)通过实例(缺镁影响光合作用、缺钙抽搐、生理盐水)强化无机盐功能的理解。
(5)利用互动闯关游戏巩固知识。
教学重、难点
【教学重点】
(1)水的含量特点及其存在形式(自由水和结合水)。
(2)自由水和结合水的功能及其比值与代谢的关系。
(3)无机盐的存在形式及其四大功能。
【教学难点】
(1)水分子结构与其理化特性(极性、高比热容)的因果关系。
(2)自由水与结合水的比值变化对细胞代谢的影响机制。
(3)验证矿质元素必需性的实验设计逻辑。
教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
新课导入
【趣味动画演示】运动员饮料的化学成分
【操作指引】
引出主题:细胞中的无机物
观看动画演示,回答问题。
明确本节课学习主题。
新知探究
一、细胞中的水
【探究活动1】阅读分析下列表格,归纳概括出水的含量特点
【知识讲解】水的含量特点
①细胞中含量最多的化合物是水;
②不同生物种类的含水量不同,并且水生生物含水量比陆生生物高;
③同种生物,在不同的组织、器官中的含水量不同;
④生物体在不同的生长发育期,含水量也不同。
【探究活动2】阅读教材P20-21,完成以下任务。
(1)水具有哪些理化特性及其原因?
(2)水的存在形式及其实例?
(3)水具有哪些功能?
(4)自由水与结合水的比值与细胞代谢间具有怎样的关系?
【知识讲解】水的理化特性、存在形式、功能
(1)理化特性
【趣味游戏】水的空间结构
【操作指引】
【趣味游戏】水分子之间靠氢键结合
【操作指引】
①水是良好的溶剂。
②水具有流动性。
③水具有较高的比热容。
(2)存在形式和功能
【知识讲解】自由水与结合水的比值与细胞代谢的关系
【趣味游戏】自由水与结合水的比值与细胞代谢的关系
【操作指引】
【总结】
自由水与新陈代谢强度成正比,与抗逆性成反比;
结合水与抗逆性成正比,与新陈代谢强度成反比。
小组合作讨论完成任务。
回应互动,认真聆听并做笔记。
阅读课本,小组合作讨论完成任务。
玩游戏。
回应互动,认真聆听并做笔记。
玩游戏。
二、组成细胞的化合物
【探究活动3】阅读教材P22,完成以下任务。
(1)细胞中的无机盐的含量、存在形式及种类分别?
(2)阅读课本P22思考·讨论,完成讨论:1、2、3
(3)细胞中的无机盐的作用及其实例?
【问题思考】当你烧掉一块木头后,会得到一些灰白色的灰烬,这些灰烬是什么?
【知识讲解】无机盐的含量、存在形式及种类
(1)含量➡含量很少,仅占细胞鲜重的1%~1.5%。
(2)存在形式➡大多数无机盐以离子的形式存在。
(3)种类
阳离子:Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等;
阴离子:Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等;
【思考·讨论】无机盐的作用
下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。
【讨论】
植物体缺镁会影响光合作用,为什么?
有一种贫血症叫缺铁性贫血症,为什么缺Fe会导致贫血?
植物在缺乏N、P、K等营养物质时会出现各种症状,因此生产过程中常常要给植物施肥。玉米在生长发育过程中缺乏P,植株就会特别矮小,根系发育差,叶片小且暗绿偏紫色。
【讨论】
植物体缺P常表现为生长发育不正常,这说明什么?分析为什么植物体缺P会影响其生长发育。
大家都有这样的体会,进行激烈运动时,会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸,但体液的PH没有因此而降低,还是维持在7.35—7.45之间,为什么呢?
【讨论】某人生病到医院输液,你知道用的生理盐水是多少浓度的?为什么要配制这一浓度,用0.9%或9%浓度可以吗?为什么?
【趣味游戏】细胞中的无机盐
【操作指引】
【知识讲解】无机盐的作用
①细胞内某些重要化合物的组成成分;
②维持细胞和生物体的生命活动;
③维持细胞的酸碱平衡;
④维持细胞内外的渗透压平衡(维持生物体的水盐平衡)。
【知识拓展】种子发育及处理过程中水的变化
【知识拓展】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)确保实验成功的关键点
①实验中应保证实验材料的统一性:实验材料的种类、生长状况等应一致。
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,进一步证明X是必需元素。
③实验组用只缺X的培养液,对照组用完全培养液,不能用蒸馏水作对照。
【趣味游戏】细胞中的元素和化合物
【操作指引】
阅读课本,小组合作讨论完成任务。
回应互动,认真聆听并做笔记。
小组合作讨论完成任务。
玩游戏。
回应互动,认真聆听并做笔记。
玩游戏。
【习题巩固】
【筑基·必备知识通关】
1.水是细胞中含量最多的化合物,参与细胞代谢、物质的运输等;无机盐在细胞内一般只占鲜重的1%-1.5%,参与构成化合物并维持生命活动等。下列相关叙述正确的是()
A.由于氢键的存在,水是良好的溶剂
B.冬天来临前,冬小麦体内的自由水会增多
C.玉米根系发育差可能是土壤中缺乏P
D.细胞中的无机盐均以离子形式存在
【答案】C
【详解】A、由于水分子是极性分子,使得水是良好的溶剂,A错误;
B、冬天来临前,冬小麦体内的自由水含量会下降,以增强其抗寒性,B错误;
C、玉米缺乏P,植株会特别矮小,根系发育差等,C正确;
D、细胞中的无机盐大多数以离子形式存在,D错误。
故选C。
2.农谚“有水无肥一半收,有肥无水看着丢”形象地说明了水和无机盐对农作物稳产、增产的重要性。下列叙述错误的是()
A.水既参与代谢也参与组成细胞结构
B.氢键的不断形成和断裂使水具有流动性
C.无机盐只有溶于水才能被植物体吸收利用
D.无机盐可以为细胞代谢提供物质和能量
【答案】D
【详解】A、水是细胞内的良好溶剂,参与多种生化反应(如光合作用、水解反应),同时也是细胞结构的重要组成部分(如结合水维持细胞形态),A正确;
B、水分子间通过氢键相互吸引,氢键的不断断裂与重组使水分子得以相对流动,这是水具有流动性的分子基础,B正确;
C、植物主要通过根系以离子形式(如K⁺、NO₃⁻)吸收无机盐,离子需溶解于土壤溶液中才能被运输,C正确;
D、无机盐可参与构成化合物(如Mg²⁺构成叶绿素、Fe²⁺构成血红蛋白),或维持渗透压和酸碱平衡,但作为无机物不能氧化分解提供能量(供能物质为糖类、脂肪等有机物),D错误。
故选D。
3.“有收无收在于水,收多收少在于肥”。某生物兴趣小组以北方冬小麦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.步骤一主要损失的水在细胞中呈游离状态,可参与细胞内的许多化学反应
B.步骤二主要损失的水在细胞中与蛋白质、多糖等物质结合,失去了流动性
C.步骤三主要损失的是无机盐,它们在细胞中主要以离子形式存在
D.冬季的北方冬小麦幼苗细胞中结合水与自由水比值相对其春季更高
【答案】C
【详解】A、步骤一晾晒使幼苗失去的水主要是自由水,在细胞中呈游离状态,可参与细胞内化学反应,A正确;
B、步骤二烘干使幼苗失去的水主要是结合水,通常与蛋白质、多糖等物质结合,B正确;
C、步骤三燃烧掉幼苗中的有机物,故步骤三损失的主要是有机物,剩下的灰分主要是无机盐,在细胞中主要以离子形式存在,C错误;
D、北方冬小麦幼苗在冬天为了增强抗寒性,结合水相对含量增多,其细胞中结合水与自由水比值相对较高,D正确。
故选C。
4.2024年巴黎奥运会中,东鹏饮料成为中央广播电视总台2024年巴黎奥运会转播黄金合作伙伴。功能性饮料可为运动员补充水、能量、无机盐等营养。下列有关水和无机盐叙述错误的是()
A.霜降后植物细胞内自由水与结合水比值下降,有利于提高细胞抗寒能力
B.功能型饮料含有多种无机盐,能有效补充人体运动时消耗的能量
C.体内缺Na+会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低,肌肉酸痛、无力等
D.某些无机盐离子对于维持细胞的酸碱平衡有重要作用
【答案】B
【详解】A、自由水比例下降时,细胞代谢减弱,抗逆性增强,有利于植物适应低温环境,A正确;
B、无机盐不能直接为人体提供能量,只能维持渗透压、酸碱平衡等生理功能,B错误;
C、Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低,引发人体肌肉酸痛、无力等,无机盐具有维持细胞和生物体的生命活动的重要作用,C正确;
D、某些无机盐离子对于维持细胞的酸碱平衡有重要作用,如HCO3-和HPO42-,D正确。
故选B。
5.水和无机盐在农业生产中都有着重要作用,下列有关叙述错误的是()
A.缺水会影响农作物体内营养物质的运输和分配
B.农作物中幼嫩叶片细胞比老叶细胞的自由水含量高
C.无机盐能维持农作物的酸碱平衡并为其生命活动提供能量
D.施肥时常要浇水是因为无机盐只有溶解于水中才能被根吸收
【答案】C
【详解】A、植物体内营养物质的运输依赖水分的参与(如通过蒸腾作用运输矿质元素),缺水会导致运输受阻,A正确;
B、幼嫩细胞代谢旺盛,自由水含量高于衰老细胞(如老叶细胞),B正确;
C、无机盐可维持酸碱平衡,但不能提供能量(能量由糖类、脂肪等有机物提供),C错误;
D、无机盐需溶解在水中形成离子,才能被根尖细胞通过主动运输吸收,D正确。
故选C。
【拓能·关键能力进阶】
6.“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、步骤二、步骤三主要损失的成分分别是自由水、结合水、有机物
B.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高
C.无机盐是灰分的主要成分,必须溶解在水中才能被植物根系吸收
D.结合水能参与细胞内许多的生物化学反应,是细胞内良好的溶剂
【答案】D
【详解】A、步骤一晾晒使幼苗失去的水主要是自由水,步骤二烘干使幼苗失去的水主要是结合水,步骤三燃烧掉幼苗中的有机物,故步骤三损失的主要是有机物,剩下的灰分主要是无机盐,A正确;
B、结合水和自由水的比值与生物的抗逆性有关,在干旱环境中生活的玉米结合水与自由水的比值相对较高,抗逆性强,B正确;
C、无机盐是灰分的主要成分,必须溶解在水中成为离子状态才能被植物根系吸收,C正确;
D、自由水能参与细胞内许多的生物化学反应,是细胞内良好的溶剂,结合水是细胞的重要组成成分,D错误。
7.水和无机盐是细胞的重要组成成分,下列判断正确的是()
A.细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂,都能参与物质运输和化学反应
B.同一株植物中,老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高
C.将作物秸秆充分晒干后,其体内剩余的物质主要是无机盐
D.自由水能够维持生命系统的稳定性,这是水具有较高的比热容决定的
【答案】D
【详解】A、自由水是良好的溶剂,参与物质运输和化学反应;但结合水是细胞结构的重要组成成分,不参与化学反应,也不具有流动性,A错误;
B、幼叶细胞代谢旺盛,自由水含量高;老叶细胞代谢减弱,自由水含量低,B错误;
C、晒干后的作物秸秆主要失去自由水,剩余物质以有机物为主,无机盐占比极少,C错误;
D、自由水通过较高的比热容(使水温不易剧烈变化)维持细胞温度相对稳定,进而保障生命系统稳定性,D正确。
故选D。
8.下列关于细胞中无机物的叙述,错误的是()
A.氢键的存在使得水具有较高的比热容,水的这种特性对于维持生命系统的稳定性十分重要
B.细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合,这样水就失去了流动性和溶解性,成为生物体的构成成分
C.玉米在生长过程中缺乏镁,植株就会特别矮小,根系发育差,叶片小且呈暗绿、偏紫色
D.人体内钠离子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
【答案】C
【详解】A、水分子间的氢键使水具有较高的比热容,可缓冲温度变化,维持生命系统稳定,A正确;
B、结合水与蛋白质、多糖等结合,失去流动性和溶解性,成为细胞结构的一部分,B正确;
C、镁是叶绿素的组成元素,缺镁会导致叶片发黄,而非暗绿、偏紫色(此症状与缺磷相关),C错误;
D、钠离子参与神经冲动的形成,缺乏时神经肌肉细胞兴奋性降低,导致肌肉无力,D正确。
故选C。
9.根据生物体内无机物含量变化特点,推测以下说法正确的是()
A.曲线①可以表示植物越冬过程中,体内结合水/自由水含量的变化
B.曲线②可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中,其内无机盐的相对含量变化
C.曲线③可以表示人从幼年到老年体内含水比例的变化
D.曲线①可以表示细胞代谢速率随自由水与结合水比值的变化
【答案】B
【详解】A、植物越冬时,为增强抗逆性,自由水含量减少,结合水含量增加,即结合水/自由水的比值增大。曲线①呈下降趋势,无法表示这一变化,A错误;
B、新鲜玉米种子被烘干时,水分不断减少,无机盐的相对含量(占种子干重的比例)会逐渐增加,最终趋于稳定。曲线②呈上升后趋于平缓的趋势,符合这一变化,B正确;
C、人从幼年到老年,体内含水比例逐渐降低,呈单调下降趋势,而曲线③是先升后降,不符合这一变化,C错误;
D、自由水与结合水的比值越高,细胞代谢速率越快。若曲线①表示细胞代谢速率随该比值的变化,应呈上升趋势(比值越大,代谢越快),但曲线①是下降的,D错误。
故选B。
10.下列关于生物体内水分和无机盐的叙述,错误的是()
A.自由水既是细胞内良好的溶剂,又可以参与细胞内的许多化学反应
B.冬季来临时,植物体内结合水与自由水的比值减小导致抗寒性增强
C.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,有维持细胞渗透压平衡的作用
D.无机盐不能为生物体提供能量,但可以维持细胞正常的生命活动
【答案】B
【分析】细胞内的水以自由水与结合水的形式存在,结合水是细胞结构的重要组成成分,自由水是良好的溶剂,是许多化学反应的介质,自由水还参与许多化学反应,自由水对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用,自由水与结合水比值越高,细胞代谢越旺盛,抗逆性越差,反之亦然。
【详解】A、自由水的主要功能:细胞内的良好溶剂,细胞内的生化反应需要自由水的参与,多细胞生物体的绝大部分细胞,浸润在以水为基础的液体环境中,运送营养物质和新陈代谢中产生的废物,A正确;
B、冬季来临时,植物体内结合水与自由水的比值增大,以提高抗旱能力,B错误;
C、无机盐对于维持血浆的渗透压和酸碱平衡有重要的作用,细胞中的无机盐主要以离子形式存在,C正确;
D、无机盐不能为生物体提供能量,但可以维持细胞正常的生命活动,如钙离子可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐,D正确。
故选B。
【冲刺·核心素养拓展】
11.在冬季来临过程中植株含水量总体呈下降趋势。我国东北某品种冬小麦在不同时期自由水和结合水含量变化如图所示。下列叙述正确的是()
A.图中植物体含水量变化利于增强冬小麦抗寒能力
B.图中曲线①代表自由水,曲线②代表结合水
C.从9月至12月冬小麦代谢旺盛、体内水的流动性增强
D.从9月到12月,植物体内自由水与结合水比值逐渐升高
【答案】A
【详解】A、结合水与植物的抗逆性有关,结合水越多,抗逆性越强,冬小麦①结合水上升比较多有利于增强冬小麦抗寒能力,故图中植物体含水量变化利于增强冬小麦抗寒能力,A正确;
B、9~12月温度降低,细胞中结合水含量升高,细胞抗逆性增强,因此①为结合水,②为自由水,B错误;
C、从9月至12月冬小麦代谢减弱,自由水含量降低,结合水含量升高,体内水的流动性减弱,植物体内自由水与结合水比值逐渐降低,C错误;
D、从9月至12月冬小麦自由水含量降低,结合水含量升高,植物体内自由水与结合水比值逐渐降低,D错误。
故选A。
12.水蒸气从叶片扩散到大气的过程中,叶片表面的静止空气层对水分扩散产生的阻力,称为叶片界面层阻力。界面层的厚度主要受风速和叶片大小决定。当围绕叶片的空气稳定时,叶片表面的静止空气层较厚,从而成为水气从叶片散失时的主要阻力。此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。吊竹梅的蒸腾流量与气孔开度的关系如图所示。以下相关说法错误的是()
A.在静止空气中,气孔开度对蒸腾作用的控制能力较小
B.当风速高时,气孔开度是叶片散失水分的主要调控因子
C.有些植物的叶片生有茸毛,会增强植物的蒸腾作用,有利于植物对无机盐的运输
D.在流动空气中,为了减少蒸腾作用,有些植物可能会调节叶片的方向与日光平行
【答案】C
【分析】界面层的厚度主要受风速和叶片大小决定。当围绕叶片的空气稳定时,叶片表面的静止空气层较厚,从而成为水气从叶片散失时的主要阻力,此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。
【详解】A、据题意可知:当围绕叶片的空气稳定时,叶片表面的静止空气层较厚,从而成为水气从叶片散失时的主要阻力,此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。故在静止空气中,气孔开度对蒸腾作用的控制能力较小,A正确;
B、由图可知,在流动空气中,随气孔开度的增加蒸腾流量增加明显,B正确;
C、植物叶片的绒毛会影响水蒸气从叶片扩散到大气的过程,降低了植物的蒸腾作用,不利于植物对无机盐的运输,C错误;
D、在流动空气中,植物可通过调节叶片的方向与日光平行来减少蒸腾作用,D正确。
故选C。
13.近期,中国科研人员对于火星探究有了新发现。据消息称,“祝融号”火星车在火星低纬度地区,发现了液态水。沙丘表面富含含水硫酸盐、蛋白石、含水铁氧化物等物质成分。那里的土壤中含有生命必需的K、Na、Mg等元素。下列说法正确的是()
A.无机盐离子参与构成复杂化合物,如Fe2+参与合成叶绿素,Mg2+参与合成血红蛋白
B.细胞中的自由水和结合水都能参与物质运输
C.人体血液中缺乏钙离子会出现抽搐等症状
D.水是活细胞中含量最多的有机化合物
【答案】C
【分析】1、细胞内的水的存在形式是自由水和结合水,结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水是良好的溶剂,是许多化学反应的介质,自由水还参与许多化学反应,自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用;自由水与结合水不是一成不变的,可以相互转化,自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,抗逆性越低,反之亦然。
2、无机盐主要以离子的形式存在,其生理作用有:(1)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分,如铁是血红蛋白的必要成分;镁是叶绿素的必要成分。(2)维持细胞的生命活动,如钙离子可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。(3)维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】A、无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分,如Fe2+是血红蛋白的主要成,Mg2+是叶绿素的必要成分,A错误;
B、细胞中的自由水参与物质运输和某些化学反应,结合水不会参与物质的运输,B错误;
C、无机盐可维持细胞的生命活动,如钙可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐,C正确;
D、通常活细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质,水是活细胞中含量最多的化合物,D错误。
故选C。
14.无花果是一种开花植物,是无公害绿色食品,具有促进排便、增强消化功能、保护心血管等功效。下列有关组成无花果细胞的分子的叙述,正确的是()
A.无花果体内含有大量的自由水,有利于其进行新陈代谢
B.无机盐在无花果细胞中大多数以化合物形式存在,少数以离子形式存在
C.将无花果种子晒干储存可减少细胞内结合水含量,降低种子的代谢速率
D.无花果叶中叶绿素分子式是C55HxOyN4Mg,其中含有大量元素和微量元素
【答案】A
【分析】生物体内的无机盐主要以离子的形式存在,有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分,许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,有些无机盐对于维持酸碱平衡和渗透压具有重要的功能。
【详解】A、自由水与细胞代谢成正比,A正确;
B、无机盐在细胞中大多数以离子形式存在,少数以化合物形式存在,B错误;
C、将无花果种子晒干储存,是为了减少自由水含量,以降低种子的代谢速率,C错误;
D、叶绿素由C、H、O、N、Mg五种元素组成,都为大量元素,D错误。
故选A。
15.下列关于水和无机盐的叙述中,错误的是()
A.水作为良好的溶剂是因为水分子空间结构及电子的不对称分布使其具有极性
B.储藏农作物的种子时应减少其自由水,使种子保持休眠状态,以达到长时间留种的目的
C.人体内钠离子缺乏会引起神经、肌肉细胞兴奋性降低,可能引发肌肉无力,说明无机盐对维持正常生命活动有重要作用
D.血液中Ca2+含量太低,动物会出现抽搐等症状,说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡非常重要
【答案】D
【分析】水作为良好的溶剂是因为水分子空间结构及电子的不对称分布使其具有极性,带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合,水分子间靠氢键相互作用具有较高的比热容,使水温不易改变,便于维持生命系统稳定性。无机盐的作用:是细胞内复杂化合物的重要组成成分、对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用、维持细胞的酸碱平衡。
【详解】A、水作为良好的溶剂是因为水分子空间结构及电子的不对称分布使其具有极性,带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合,A正确;
B、储藏的植物种子中自由含量极少,使种子保持休眠状态,以达到长时间留种的目的,B正确;
C、无机盐对维持正常生命活动有重要作用,例如:人体内钠离子缺乏会引起神经,肌肉细胞兴奋性降低,可能引发肌肉无力,C正确;
D、哺乳动物血液中钙离子含量太低,会出现抽搐等症状,说明无机盐对于维持正常的生命活动是必不可少的,D错误。
故选D。
做题目。
课堂小结
板书设计
第2节细胞中的无机物
一、细胞中的水
(1)含量特点:①含量最多;②不同生物不同;③不同组织器官不同;④不同发育时期不同。
(2)理化特性:极性分子→良好溶剂;氢键→流动性、高比热容。
(3)存在形式:
①自由水(约95.5%):游离态,功能:溶剂、参与反应、运输。
②结合水(约4.5%):与蛋白质、多糖结合,功能:细胞结构组成。
(4)自由水/结合水比值:比值↑→代谢旺盛;比值↓→代谢减弱,抗逆性增强。
二、细胞中的无机盐
(1)含量:1%~1.5%;存在形式:大多数以离子形式存在。
(2)四大功能:①组成复杂化合物(Mg→叶绿素,Fe→血红蛋白);②维持生命活动(Ca²⁺→抽搐/肌无力,Na⁺→兴奋性);③维持酸碱平衡(缓冲对);④维持渗透压平衡(0.9%生理盐水)。
三、拓展
(1)种子水变化:成熟(比值↓)→风干(失自由水)→萌发(比值↑)→烘干(失结合水)。
(2)验证矿质元素必需性:完全培养液(对照)→缺X培养液(实验)→补充X(二次对照)。
课后作业
1.无机化合物是细胞的重要组成成分。下列叙述正确的是( )
A.细胞中大多数无机盐以化合物的形式存在
B.水是极性分子,带有正电荷或者负电荷的分子(或离子)都容易与水结合
C.细胞内结合水主要与蛋白质、多糖、脂肪等物质结合
D.如果哺乳动物血液中钙离子含量太低,动物会出现肌无力症状
【答案】B
【详解】A、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,而非化合物形式,A错误;
B、水是由两个氢原子和一个氧原子组成,氢原子以共用电子对和氧原子结合,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,因此水是极性分子,带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合,B正确;
C、细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合,一般不与脂肪结合,C错误;
D、如果哺乳动物血液中钙离子含量偏高,会出现肌无力症状,偏低会出现抽搐,D错误。
故选B。
2.“有收无收在于水,收多收少在于肥。”这是我国劳动人民在长期的农业生产实践中总结出的农谚,反映了水和无机盐对农作物收成的重要性。下列叙述错误的是( )
A.玉米在生长过程中缺乏磷,植株会特别矮小,叶小且呈暗绿偏紫色
B.水具有较高的比热容,对于维持生命系统的稳定性十分重要
C.作物根系吸收的水分在植物体内主要以自由水的形式存在
D.作物秸秆充分晒干后,其体内剩余的物质主要是无机盐
【答案】D
【详解】A、磷是植物必需矿质元素,参与核酸、ATP等合成。缺磷时植株矮小,叶色暗绿偏紫色,A正确;
B、水比热容高,能吸收大量热量而温度变化小,对于维持生命系统的稳定性十分重要,B正确;
C、植物吸收的水分95%以上通过蒸腾作用散失,其余主要以自由水形式存在于液泡、细胞间隙等,参与物质运输,C正确;
D、晒干主要去除自由水,其体内剩余的物质主要是有机物,无机盐占比极少,D错误。
故选D。
3.“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
B.步骤二损失的水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高
【答案】C
【详解】A、步骤一是晾晒幼苗,此时失去的是自由水,自由水在细胞中以游离形式存在,是细胞内的良好溶剂,A正确;
B、步骤二是烘干幼苗,此时细胞结构遭到破坏,失去的是结合水,结合水能与细胞内其他物质相结合,在细胞内的含量相对稳定,B正确;
C、步骤三可燃烧掉幼苗中的有机物,故步骤三损失的主要是有机物,剩下的灰分是无机盐,C错误;
D、细胞中的结合水含量与植物抗逆能力有关,干旱环境中生长的玉米,其细胞中结合水的含量相对较高,自由水的含量相对较低,D正确。
故选C。
教学反思
成功之处与预期效果
(1)趣味动画导入有效激发了学生的学习兴趣,学生能主动思考水和无机盐的功能。
(2)通过数据分析水的含量特点,学生能自主归纳出四个结论,培养了数据分析能力。
(3)水的理化特性借助3D动画和比喻(“水分子像磁铁”),学生理解较为深刻。
(4)通过实例(缺镁、缺钙、生理盐水)和互动游戏,学生对无机盐的四大功能掌握较好。
实施难点与应对策略
(1)自由水和结合水概念易混淆:策略——用“自由水是流动的,可以参与代谢;结合水是固定的,构成结构”的口诀区分。
(2)水的理化特性理解困难:策略——用动画展示水分子的极性,用“磁铁”类比氢键,帮助学生理解。
(3)无机盐功能对应的实例容易记混:策略——用“镁叶绿、铁血红、钙抽搐、钠兴奋”口诀帮助记忆。
改进建议
(1)可增加学生分组实验(如验证镁是植物必需元素),增强探究体验。
(2)引入更多生活实例(如运动饮料成分分析、咸菜腌制原理),增强知识实用性。
(3)布置课后调查任务:查阅不同饮料的成分表,分析其中水和无机盐的作用,撰写简要报告。
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细胞ä¸çš„æ— 机物——自由水与结å�ˆæ°´
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Fe²�是血红蛋白的组��分
Pæ˜¯æ ¸é…¸ã€�磷脂的组æˆ�æˆ�分
Iæ˜¯ç”²çŠ¶è…ºæ¿€ç´ çš„ç»„æˆ�æˆ�分
哺乳动物血液ä¸Ca²â�ºå�«é‡�低会抽æ��
Bå…ƒç´ èƒ½ä¿ƒè¿›èŠ±ç²‰è�Œå�‘和花粉管伸长
血液ä¸HCO₃â�»/Hâ‚‚CO₃维æŒ�pH稳定
大�出汗�补充淡�水
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第2节 细胞ä¸çš„æ— 机物
情境导入 · 互动探究
å�Œå¦ä»¬å¥½ï¼�剧烈è¿�动之å�Žï¼Œæˆ‘们都会大汗淋漓,感到å�£æ¸´ç–²æƒ«ã€‚
这时候,�一瓶�动饮料,就能快速帮助我们��体能。
� 想一想:
�动饮料里到底�有什么�分?为什么它能帮助我们快速��体力呢?
🧪 äº’åŠ¨çŽ¯èŠ‚ï¼šä½ æ�¥å½“"饮料é…�方师"
下é�¢æ˜¯è¿�åŠ¨å‘˜é¥®æ–™çš„åŒ–å¦æˆ�分表,请点击下方é…�æ–™å�¡ç‰‡ï¼Œå°†9ç§�æˆ�åˆ†ä¸€ä¸€åŠ å…¥é¥®æ–™ç“¶ä¸ã€‚
å·²æ·»åŠ ï¼š0/9 ç§�æˆ�分
ðŸ”� æˆ�分大æ�秘:它们属于哪类物质?
💧
æ°´
细胞ä¸å�«é‡�最多的æˆ�分
�
有机物
为身体�供能�
🧂
æ— æœºç›�
多ç§�离å�å½¢å¼�å˜åœ¨
💡 å°�æ��示:è¿�动时éš�æ±—æ¶²æµ�失的ä¸�仅是水分,还有多ç§�æ— æœºç›�离å�ï¼Œå› æ¤è¿�动饮料ä¸éœ€è¦�补充这些æˆ�分ï¼�
💬 问题探讨
1
�饮料主�是给身体补充水。
水在细胞ä¸èµ·ä»€ä¹ˆä½œç”¨ï¼Ÿ
💠�考方�:
• 为什么说"水是生命之�"?
• 细胞内的化å¦å��应需è¦�什么环境?
• è�¥å…»ç‰©è´¨å’Œä»£è°¢åºŸç‰©é� 什么è¿�输?
• 生物体的体温为什么能��稳定?
2
为什么è¦�在è¿�åŠ¨å‘˜é¥®æ–™ä¸æ·»åŠ æ— æœºç›�?
æ— æœºç›�在细胞生活ä¸èµ·ä»€ä¹ˆä½œç”¨ï¼Ÿ
💠�系生活�考:
• 大�出汗�为什么��淡�水?
• 缺�为什么会导致贫血?
• 缺钙为什么会引起肌肉抽�?
• 输液时为什么�用0.9%的生��水?
📚 带ç�€è¿™ä¸¤ä¸ªé—®é¢˜ï¼Œè®©æˆ‘们开始今天的å¦ä¹ ——《细胞ä¸çš„æ— 机物》
讲解ä¸
第 1 æ¥ / å…± 4 æ¥
� 细节放大
⬅ 上一æ¥
â–¶ è‡ªåŠ¨æ’æ”¾
ä¸‹ä¸€æ¥ âž¡
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