2.2细胞中的无机物 课件2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦“细胞中的无机物”，系统讲解水的存在形式（自由水、结合水）及功能，水分子极性与氢键特性，自由水/结合水比值与代谢抗逆性的关系，以及无机盐的存在形式和三大功能。通过“运动员饮料化学成分”问题探讨导入，衔接初中知识，以实例分析、对比表格等为学习支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于以“结构决定功能”生命观念为核心，结合科学思维设计“思考·讨论”（叶绿素与血红素元素组成）和实验设计（验证无机盐必需性），通过跨学科联系（化学极性、物理比热容）和易错辨析深化理解。知识网络清晰，实例丰富（如种子晒干、冬小麦抗寒），能提升学生探究能力，为教师提供系统教学素材，提高教学效率。

第2章 第2节 细胞中的无机物 人教版必修第一册《分子与细胞》 2026-2027学年高一上学期 本节内容导览 一、细胞中的水 1. 水的含量与存在形式 2. 水分子的结构与特性（极性、氢键、比热容） 3. 自由水与结合水的功能及转化 二、细胞中的无机盐 1. 无机盐的存在形式与含量 2. 无机盐的三大功能 3. 思考·讨论：叶绿素与血红素的元素组成 三、练习与应用 概念检测 · 拓展应用 课标要求与学习目标 【内容要求】 指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命中具有重要作用； 举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关。 【学习目标】 1. 说出水在细胞中的存在形式（自由水、结合水）及各自功能； 2. 阐明水分子的极性、氢键与水的特性（良好溶剂、高比热容、常温液态）之间的关系； 3. 说明自由水/结合水比值与细胞代谢、抗逆性的关系； 4. 说出无机盐的存在形式及三大功能：构成复杂化合物、维持生命活动、维持酸碱平衡； 5. 能设计简单实验验证某种无机盐是否为植物生长发育所必需。 问题探讨：运动员饮料的化学成分 右侧是某种运动员饮料的化学成分表。 请回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题： 讨论 1：喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？ 讨论 2：表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？ 问题探讨 · 参考答案 讨论 1：喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？ 【答案】水是活细胞中含量最多的化合物，在细胞中具有极其重要的作用： ① 水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解； ② 细胞内的许多生物化学反应都需要水的参与； ③ 多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中； ④ 水在生物体内流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把代谢废物运送排出。 问题探讨 · 参考答案 讨论 2：表中哪些成分属于无机盐？为什么要添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？ 【答案】属于无机盐的成分有：氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠。 运动员大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内水盐平衡失调，因此需要补充无机盐。 无机盐在细胞中的作用：①构成某些复杂化合物；②维持细胞和生物体的生命活动；③维持细胞的酸碱平衡。 本节聚焦 ● 水在细胞中以什么形式存在？具有哪些重要作用？ ● 为什么细胞中的无机盐含量很少，作用却很重要？ 学科交叉： 关于氢原子和氧原子的结构，请参阅化学教科书。 关于比热容等相关知识，请参阅物理教科书，并与同学交流它们的含义。 一、细胞中的水 水是生命之源 · 活细胞中含量最多的化合物 细胞中的水 · 水的含量 人们普遍认为，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水。 远古的环境条件给生物的化学组成和特性烙上了永久的印记。 现在的生物，包括生活在陆地上的生物也与水密不可分。 每当你感到渴时，你都能体会到生命对水的依赖。 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% • 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 【思考】为什么生物体的含水量会有差异？这与生物的生活环境和代谢特点有什么关系？ 水的存在形式（一）：自由水 【定义】 绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水。 【功能】 ① 自由水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解； ② 细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与； ③ 多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中； ④ 水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。 【特点】 • 含量：约占细胞内全部水分的 95.5% • 状态：游离、可自由流动 • 与代谢的关系：自由水比例越大，细胞代谢越旺盛 水的存在形式（二）：结合水 【定义】 【存在形式】 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， 这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分。 【功能】 结合水是细胞结构的重要组成部分，大约占细胞内全部水分的 4.5%。 【特点】 • 含量：约占细胞内全部水分的 4.5% • 状态：与蛋白质、多糖等结合，失去流动性和溶解性 • 与代谢的关系：结合水比例越高，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力越强 【关键辨析】 一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合水。 结合水不能自由流动，因此不能作为溶剂，也不能参与物质运输！ 自由水与结合水的比较 比较项目 自由水 结合水 存在状态 游离状态，可自由流动 与蛋白质、多糖等结合，失去流动性 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 良好溶剂、反应介质、运输、提供液体环境 细胞结构的重要组成部分 与代谢/抗逆性的关系 比例越高，代谢越旺盛 比例越高，抗逆性越强 自由水/结合水比值 · 代谢与抗逆性 【核心规律】 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； 而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。 【实例分析】 ① 种子晒干：减少自由水的量 → 代谢水平降低 → 便于储藏 ② 北方冬小麦越冬：冬天来临前，自由水比例逐渐降低，结合水比例逐渐上升 → 避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身 ③ 烘干种子：失去结合水 → 细胞结构被破坏 → 不能萌发 ④ 幼叶 vs 老叶：幼叶代谢旺盛，自由水含量高；老叶代谢减弱，结合水比例相对升高 【关键公式】 自由水 / 结合水 比值 ↑ → 代谢旺盛，抗逆性弱 自由水 / 结合水 比值 ↓ → 代谢缓慢，抗逆性强 实例分析：晒种与冬小麦抗寒 【种子晒干】 • 失去的水：主要是自由水 • 结果：代谢水平降低，进入休眠状态，便于长期储藏 • 能否萌发：能（因为结合水还在，细胞结构未被破坏） 【种子烘干】 • 失去的水：结合水 • 结果：细胞结构被破坏，失去活性 • 能否萌发：不能（细胞死亡） 实例分析：晒种与冬小麦抗寒 【北方冬小麦越冬】 • 变化：自由水比例 ↓，结合水比例 ↑ • 意义：降低代谢速率，增强抗寒性，避免自由水结冰损伤细胞 • 原理：结合水不易结冰，且与细胞组分结合可保护细胞结构 【农业生产启示】 • 收获粮食后要晾晒，使含水量降到标准以下再入库，可减少霉烂 • 越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性 水分子的结构：极性分子 【分子组成】 水分子由 2 个氢原子和 1 个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。 【电荷分布】 由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力（电负性更强）， 使氧的一端稍带负电荷（δ⁻），氢的一端稍带正电荷（δ⁺）。 【极性分子的定义】 水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为一个极性分子。 【为什么水是良好的溶剂？】 带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合， 因此，水是良好的溶剂。 水分子之间靠氢键结合 示意图说明：由于水分子的极性，一个水分子的氧端（δ⁻）靠近另一个水分子的氢端（δ⁺）时，形成氢键。每个水分子可与周围多个水分子形成氢键。 氢键与水的物理特性 【氢键的特点】 氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间， 这样氢键不断地断裂，又不断地形成。 【特性一：常温下维持液体状态，具有流动性】 由于氢键不断断裂与重建，水在常温下能够维持液体状态， 而不是像类似分子量的物质（如H₂S）那样成为气体。 这使得水可以在生物体内自由流动，运输物质。 【特性二：较高的比热容】 由于氢键的存在，水具有较高的比热容。 比热容高意味着：吸收或放出较多热量时，温度变化较小。 水的温度相对不容易发生改变，这对于维持生命系统的稳定性十分重要。 水的比热容与生命系统稳定 【什么是比热容？】 比热容是指单位质量的物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。 水的比热容较大，意味着水温度变化相对缓慢。 【生物学意义】 ① 对细胞而言：细胞内外含有大量水分，可以缓冲温度变化， 保护酶等生物大分子免受温度剧烈变化的损伤； ② 对生物体而言：水生生物和陆生生物都能借助体内水分维持体温相对稳定； ③ 对生态系统而言：海洋、湖泊等水体可以调节局部气候， 为水生生物提供相对稳定的生存环境。 【思考题】 为什么沙漠地区昼夜温差大，而沿海地区昼夜温差小？ 【答案】沙漠地区水分少，比热容小，温度变化剧烈；沿海地区水分多，比热容大，温度变化缓和。 水的特性 · 结构决定功能 【结构基础】 • 极性分子 → 良好溶剂（溶解带电分子和离子） • 氢键 → 常温液态、流动性、高比热容 【功能总结】 ① 良好溶剂：溶解和运输营养物质、代谢废物 ② 反应介质：细胞内许多生化反应在水溶液中进行 ③ 参与反应：水直接参与光合作用、细胞呼吸等生化反应 ④ 液体环境：多细胞生物的细胞浸润在以水为基础的液体环境中 ⑤ 温度缓冲：高比热容使水温变化小，维持生命系统稳定 【核心观念】 水分子的特定结构（极性、氢键）决定了它的独特性质， 而这些性质又决定了水在生命活动中的不可替代的作用。 这正是生物学中"结构决定功能"观念的典型体现。 二、细胞中的无机盐 含量虽少，作用却很重要 细胞中的无机盐 · 存在形式与含量 【存在形式】 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。 【常见离子】 • 阳离子：Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺ 等 • 阴离子：Cl⁻、SO₄²⁻、PO₄³⁻、HCO₃⁻ 等 【含量】 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%。 【直观认识】 当你点燃一粒小麦种子，待它烧尽时可见到一些灰白色的灰烬， 这些灰烬主要是无机盐。人和动物体内也含有无机盐。 【思考】 这些离子有什么重要的作用？请结合教材资料，寻求答案。 思考·讨论：无机盐的作用（资料1） 下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。 【观察要点】 • 叶绿素分子（局部）中心：Mg²⁺ • 血红素分子（局部）中心：Fe²⁺ 【讨论问题】 1. 植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ 2. 有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？ 3. 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。 讨论题1：缺Mg与光合作用 植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ 【答案】 Mg是构成叶绿素的元素。 叶绿素是植物进行光合作用的关键色素，能够吸收、传递和转化光能。 缺Mg会导致叶绿素合成受阻，叶片发黄（叶绿素分解或无法合成）， 光反应减弱，进而影响整个光合作用过程，导致有机物合成减少。 【拓展】 • 增施有机肥有利于叶绿素合成，因为有机肥被微生物分解后产生N、Mg等无机盐。 • 老叶先变黄：Mg是可再利用元素，缺Mg时老叶中的Mg会转移到幼叶，故老叶先表现症状。 讨论题2：缺Fe与缺铁性贫血 有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？ 【答案】 Fe是构成血红素的元素。血红素是血红蛋白的重要组成部分，血红蛋白存在于红细胞中，负责运输氧气。 缺铁 → 血红素合成受阻 → 血红蛋白合成减少 → 红细胞运输O₂的能力下降 → 组织细胞供氧不足 → 面色苍白、容易疲劳、气短、头晕等贫血症状。 【关键辨析】 • Fe是血红素的组成元素，不是叶绿素的组成元素（叶绿素含Mg）； • 血红蛋白是蛋白质，血红素是其辅基，二者不能混为一谈； • 缺铁性贫血是最常见的贫血类型，可通过补充含铁食物或药物改善。 讨论题3：缺P与生长发育 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。 【答案】 这说明P是植物生长发育所必需的元素。 【原因分析】 P是组成细胞膜、细胞核的重要成分： • 细胞膜含有磷脂（含P），缺P影响细胞膜的形成和修复； • 细胞核中的DNA、RNA含有磷酸基团，缺P影响遗传信息的传递和表达； • P还是ATP（三磷酸腺苷）的组成元素，缺P影响能量供应； • P参与构成多种辅酶和缓冲物质，缺P影响多种代谢反应。 因此，植物体缺P会导致细胞分裂减慢、能量供应不足、 膜系统受损，最终表现为植株矮小、根系发育差、叶片小且呈暗绿偏紫色。 无机盐的功能（一）：构成复杂化合物 许多无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。 【典型实例】 • Mg²⁺ → 叶绿素的组成元素 缺Mg → 叶绿素合成受阻 → 叶片发黄 → 光合作用减弱 • Fe²⁺ → 血红素的组成元素 缺Fe → 血红蛋白合成减少 → 缺铁性贫血 • P → 细胞膜、细胞核、ATP、核酸等的重要成分 缺P → 细胞分裂减慢、能量供应不足、植株矮小 • I⁻ → 甲状腺激素的组成成分 缺I → 甲状腺激素合成受阻 → 地方性甲状腺肿（大脖子病）或呆小症 【归纳】 无机盐通过参与构成生物大分子或重要化合物，直接影响细胞结构和功能。 无机盐的功能（二）：维持生命活动 许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动都有重要作用。 【典型实例】 • Na⁺：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。 → 大量出汗后应多喝淡盐水补充Na⁺。 • Ca²⁺：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； 如果Ca²⁺的含量过高，则会出现肌无力。 • K⁺：维持心肌正常功能、保持细胞正常渗透压， 缺乏时会导致心律失常、肌肉无力。 • B（硼）：促进花粉萌发和花粉管生长，缺B会导致"花而不实"。 【关键辨析】 血钙过低 → 抽搐；血钙过高 → 肌无力。注意区分！ 无机盐的功能（三）：维持酸碱平衡 生物体内的某些无机盐离子，必须保持一定的量， 这对维持细胞的酸碱平衡也非常重要。 【缓冲对实例】 • 血浆中的 H₂CO₃ / NaHCO₃（碳酸/碳酸氢钠）缓冲对： 当酸性物质进入血液时，NaHCO₃与之反应，降低酸性； 当碱性物质进入血液时，H₂CO₃与之反应，降低碱性。 从而维持血浆pH在 7.35 ~ 7.45 的相对稳定范围。 • 细胞中的 H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻（磷酸二氢根/磷酸氢根）缓冲对： 在细胞内同样发挥维持pH稳定的作用。 【意义】 酶等生物大分子对pH变化非常敏感，酸碱平衡的维持 是保证细胞正常代谢和生命活动顺利进行的前提。 无机盐的功能 · 三大层面小结 【层面一】构成细胞内某些复杂化合物的重要成分 Mg²⁺ → 叶绿素　　Fe²⁺ → 血红素　　 P → 细胞膜/核/ATP　　I⁻ → 甲状腺激素 【层面二】维持细胞和生物体的生命活动 Na⁺ → 维持神经肌肉兴奋性　　Ca²⁺ → 血钙低抽搐/高肌无力 K⁺ → 维持心肌功能　　　　　 B → 促进花粉萌发 【层面三】维持细胞的酸碱平衡 H₂CO₃/NaHCO₃ → 维持血浆pH稳定 H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻ → 维持细胞内pH稳定 【核心观念】 无机盐在细胞中含量很少（仅占鲜重1%~1.5%）， 但作用却非常重要，"量少效宏"。 拓展思考：摄入食盐过多或过少的危害 摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？请查找资料，寻找答案。 【参考答案】 • 摄入食盐（NaCl）过多： ① 导致血浆渗透压升高，引起口渴、多饮； ② 长期高盐饮食是高血压的重要危险因素； ③ 增加肾脏负担，可能导致肾功能损伤； ④ 可能增加胃癌等消化系统疾病的风险。 • 摄入食盐过少： ① Na⁺摄入不足，导致细胞外液渗透压下降； ② 神经、肌肉细胞兴奋性降低，出现肌肉酸痛、无力； ③ 严重时可导致低钠血症，出现恶心、头痛、嗜睡，甚至昏迷。 世界卫生组织建议成人每日食盐摄入量不超过 5 克。 练习与应用 · 概念检测（1） 【判断正误】 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。（　　） 【答案】× 【解析】 自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与物质运输和化学反应； 但结合水与细胞内的蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性， 不能自由流动，因此不能作为良好溶剂，也不能参与物质运输。 结合水只是细胞结构的重要组成部分。 练习与应用 · 概念检测（2） 【判断正误】 同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高。（　　） 【答案】× 【解析】 代谢越旺盛的细胞，自由水含量越高。 幼叶细胞处于生长旺盛期，代谢活跃，自由水含量高； 老叶细胞代谢减弱，自由水含量相对较低，结合水比例相对升高。 因此，幼叶细胞比老叶细胞中自由水的含量高。 练习与应用 · 概念检测（3） 【判断正误】 将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】× 【解析】 将作物秸秆充分晒干，主要失去的是自由水。 剩余的物质中，含量最多的仍然是有机物（如纤维素、蛋白质、脂质等）； 无机盐只是少量成分（约占干重的1%~1.5%）。 只有将秸秆燃烧后，有机物被氧化分解，剩余的灰烬才主要是无机盐。 拓展应用1：医用生理盐水 医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么？在什么情况下需要用生理盐水？ 【答案】 （1）含义：0.9%的NaCl溶液与人体细胞内液（或血浆）的渗透压基本相等， 是细胞的等渗溶液，能够维持细胞正常的形态和功能。 （2）使用情况： ① 大量出汗、严重腹泻或呕吐后：补充水和无机盐，维持水盐平衡； ② 外伤清洗：清洁伤口，同时维持伤口处细胞的正常形态； ③ 手术失血或脱水时：静脉注射，补充血容量，维持细胞正常功能； ④ 输液时作为药物的溶剂：避免细胞因渗透压变化而吸水涨破或失水皱缩。 【原理】 无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用。0.9% NaCl能维持Na⁺、Cl⁻的平衡， 从而维持细胞外液渗透压和细胞正常形态。 拓展应用2：火星上的生命推测 目前已经探明，在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科学家也曾在火星上发现了流动水的痕迹。科学家据此推测，火星上曾经或者现在存在着生命。为什么科学家会作出这样的推测呢？ 【答案】 生命活动离不开水和无机盐。 ① 水是细胞内良好的溶剂，是生化反应的介质，能运输营养物质和代谢废物，液态水的存在是生命活动进行的必要条件。 ② 无机盐是构成细胞内某些复杂化合物的重要成分，能维持细胞和生物体的生命活动。Mg、Na、K等元素是细胞生命活动所必需的。 ③ 火星上存在固态水（冰）和流动水的痕迹，且土壤中含有生命必需的多种元素，这些条件与地球早期生命孕育的环境相似。 因此，科学家推测火星上曾经或者现在可能存在生命。 易错辨析（一） 【易错1】"一切生物都由细胞构成" × 错误。细胞学说的适用范围是"一切动植物"，病毒没有细胞结构。 【易错2】"自由水和结合水都能运输营养物质" × 错误。结合水失去流动性，不能运输营养物质；只有自由水能运输。 【易错3】"氢键使水成为良好溶剂" × 错误。水分子的"极性"使其成为良好溶剂；氢键主要决定水的物理状态（液态）和比热容。 【易错4】"无机盐在生物体内主要以化合物的形式存在" × 错误。无机盐大多数以离子形式存在，少数以化合物形式存在（如骨骼中的CaCO₃）。 易错辨析（二） 【易错5】"Fe是叶绿素的组成元素，Mg是血红素的组成元素" × 错误。Fe是血红素的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素，注意区分！ 【易错6】"血钙过低引起肌无力，血钙过高引起抽搐" × 错误。血钙过低 → 抽搐；血钙过高 → 肌无力。二者恰好相反。 【易错7】"无机盐可以为人体生命活动提供能量" × 错误。无机盐不能为生命活动提供能量。能源物质是糖类、脂肪、蛋白质。 【易错8】"晒干的种子不含自由水" × 错误。晒干的种子自由水含量很低，但并非完全没有，仍含少量自由水。 只有烘干才会使种子失去结合水，导致细胞死亡。 课堂小结 · 知识网络 【细胞中的水】 存在形式：自由水（~95.5%，可流动）+ 结合水（~4.5%，与蛋白质/多糖结合） 分子基础：极性分子 → 良好溶剂；氢键 → 液态、高比热容 功能：溶剂、反应介质、运输、液体环境、维持温度稳定 比值意义：自由水/结合水 ↑ → 代谢旺盛，抗逆性弱；比值 ↓ → 代谢缓慢，抗逆性强 【细胞中的无机盐】 存在形式：多数以离子形式存在（Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Cl⁻等） 含量：鲜重的 1% ~ 1.5% 功能：①构成复杂化合物（Mg→叶绿素、Fe→血红素、P→膜/核/ATP） ②维持生命活动（Na⁺→兴奋性、Ca²⁺→抽搐/肌无力） ③维持酸碱平衡（H₂CO₃/NaHCO₃缓冲对） 【核心观念】 结构决定功能；水与无机盐是细胞的重要组成成分，对生命活动具有重要意义。 当堂检测 · 题1 下列关于细胞中水的叙述，错误的是（　　） A. 水与蛋白质、多糖结合后成为细胞的组成成分 B. 自由水作为溶剂能溶解和运送营养物质 C. 水的比热容较高，有利于维持生命系统的稳定 D. 低温时，自由水增多能避免结冰而损伤细胞 【解析】 A正确：结合水是细胞结构的重要组成部分，水与蛋白质、多糖结合后成为组成成分。 B正确：自由水是细胞内良好的溶剂，能溶解和运送营养物质。 C正确：由于氢键的存在，水具有较高的比热容，温度不易改变，有利于维持生命系统稳定。 D错误：低温时，结合水增多、自由水减少，才能避免结冰损伤细胞；自由水增多会加剧结冰风险。 D 当堂检测 · 题2 下列关于无机盐功能的叙述，正确的是（　　） A. 蛋白质结合Mg²⁺形成的血红蛋白参与O₂运输 B. 人体血液中钙含量不足会影响肌肉细胞的收缩功能，出现肌肉乏力 C. H₂CO₃/HCO₃⁻对维持生物体液的酸碱平衡有非常重要的作用 D. Mg和Fe分别存在于植物细胞和动物细胞中 【解析】 A错误：血红蛋白含Fe²⁺而非Mg²⁺；Mg²⁺是叶绿素的组成元素。 B错误：人体血液中钙含量不足（过低）会引起抽搐，含量过高才会出现肌无力。 C正确：H₂CO₃/HCO₃⁻是血浆中重要的缓冲对，对维持酸碱平衡有重要作用。 D错误：Mg和Fe在动植物细胞中都存在，并非分别存在于植物细胞和动物细胞中。 C 当堂检测 · 题3 下列关于氢键的说法，正确的是（　　） A. 在水分子的内部可形成氢键 B. 由于氢键的存在，水具有较高的比热容 C. 1个水分子最多可通过氢键与另外2个水分子相连 D. 氢键的形成与水分子的极性无关 【解析】 A错误：水分子内部是共价键（H-O键），氢键存在于水分子之间。 B正确：氢键的存在使水具有较高的比热容，温度相对不容易发生改变。 C错误：1个水分子最多可通过氢键与另外4个水分子相连（氧端连2个，氢端各连1个）。 D错误：氢键的形成正是基于水分子的极性（氧端带负电、氢端带正电）。 B 当堂检测 · 题4 生物体代谢旺盛，生长迅速时，体内自由水与结合水的比例变化是（　　） A. 结合水比例上升　　B. 两者比例不变 C. 自由水比例上升　　D. 结合水全部转化为自由水 【解析】 代谢旺盛时，细胞内自由水比例上升，结合水比例相对下降， 自由水/结合水比值增大，以满足旺盛代谢对溶剂、反应介质和物质运输的需求。 但结合水不会全部转化为自由水，细胞始终需要一定量的结合水维持结构稳定。 C 感谢聆听 第2章 第2节 细胞中的无机物 课后请完成学案和课时作业 $