必修1 分子与细胞 沪科版 第2章 第4节 水和无机盐是生命活动的必需物质-2026-2027学年高中生物知识清单

沪科版·必修1分子与细胞 第2章细胞的分子组成 第4节水和无机盐是生命活动的必需物质 知识清单 核心概念与基础知识 1. 水：细胞中含量最多的化合物，占细胞鲜重70%~90%。 2. 结合水：与细胞内其他物质（蛋白质、多糖等）结合的水，是细胞结构的重要组成成 分。 3. 自由水：以游离形式存在、可自由流动的水，是良好的溶剂和运输介质。 4. 自由水与结合水比值：比值越大，细胞代谢越旺盛；比值越小，细胞抗逆性越强。 5. 无机盐：细胞中含量很少（占鲜重1%~1.5%)的无机化合物，多以离子形式存在。 6. 无机盐存在形式：多数以离子形式存在（如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HC03 等)；少数以化合物形式存在（如CaC03、Fe在血红蛋白中）。 7. 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，含量占生物体总重量万分之一以 上。 8. 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，含量极少但生命活动必需。 9. 水是极性分子：氧端带部分负电荷，氢端带部分正电荷，使水成为良好溶剂。 10.氢键：水分子间通过氢键相互吸引，赋予水高比热容、高汽化热等特性。 11.渗透作用：水分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的现象。 12.、渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力，溶质微粒越多，渗透压越高。 13.水在细胞中的生理功能：①良好溶剂；②运输物质；③参与化学反应（如水解反应）； ④调节体温；⑤维持细胞形态。 14. 无机盐的生理功能：①构成细胞结构成分；②维持细胞和生物体的生命活动；③维持细 胞的渗透压和酸碱平衡。 15. 细胞中水的含量：一般水生生物>陆生生物；幼嫩组织>衰老组织；代谢旺盛组织>代 谢缓慢组织。 二 重点知识讲解 01水在细胞中的存在形式与功能 ,存在形式：结合水（约占4.5%）+自由水（约占95.5%）。 ,自由水功能①：细胞内良好溶剂，溶解无机盐、糖类、氨基酸等。 ,自由水功能②：运输作用，运输营养物质和代谢废物。 ，自由水功能③：参与代谢，作为反应物参与光合作用、呼吸作用、水解反应等。 ,自由水功能④：调节体温，水的比热容大，吸收或释放热量时温度变化小。 ，结合水功能：细胞结构的重要组成成分，如与蛋白质结合构成细胞结构。 ,自由水结合水比值升高：代谢旺盛（如萌发种子、癌变细胞）。 ,自由水结合水比值降低：代谢减弱、抗逆性增强（如休眠种子、越冬植物）。 ,水参与光合作用光反应：水光解产生02和[H]。 ,水参与有氧呼吸第二阶段：水参与丙酮酸分解。 》水参与水解反应：二糖、多糖、蛋白质、核酸等水解需水参与。 ,水参与有氧呼吸第三阶段：[H与02结合生成水。 02无机盐在细胞中的存在形式与功能 ,离子形式：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HC03、HP042-等。 ,化合物形式：CaC03(骨骼、牙齿)、Fe(血红蛋白)、丨（甲状腺激素）、Mg(叶绿 素)、P(磷脂、核酸)。 )构成细胞结构：Ca、P构成骨骼牙齿；Fe构成血红蛋白；Mg构成叶绿素。 ,维持生命活动：C2+参与肌肉收缩、血液凝固；K+维持心肌正常兴奋性。 ,维持渗透压：Na+、C-维持细胞外液渗透压；K+维持细胞内液渗透压。 ,维持酸碱平衡：HC03-、HP042-等缓冲对调节pH。 ,缺Fe:贫血（血红蛋白合成不足）。 )缺Ca:抽搐、骨质疏松、佝偻病。 ，缺：甲状腺肿（大脖子病）。 ,缺Mg:叶绿素合成受阻，叶片黄化。 )缺B:植物花粉萌发受阻，结实率降低。 03水与无机盐的相互关系 ,无机盐溶解在水中才能被吸收和运输。 〉水的渗透压由溶解其中的无机盐等溶质微粒决定。 ,无机盐浓度变化影响水的分布（渗透作用）。 ，水与无机盐共同维持内环境的稳态。 三、 易混易错辨析 1.自由水vs结合水 自由水：游离、可流动、溶剂、运输、参与反 结合水：与其他物质结合、不流动、结构组成 应。 成分。 易错点：结合水不参与代谢反应，不是溶剂。 2.水含量Vs水比值 水含量：绝对量，一般代谢旺盛组织含水量 自由水结合水比值：相对量，比值越大代谢 高。 越旺盛。 易错点：代谢旺盛时自由水/结合水比值升高，而非单纯水总量升高。 3.无机盐存在形式 离子形式：多数无机盐以离子形式存在。 化合物形式：少数无机盐以化合物形式存在。 易错点：并非所有无机盐都以离子形式存在。 4.大量元素VS微量元素 大量元素：含量占生物体总重量万分之一以 微量元素：含量极少但生命活动必需。 上。 易错点：微量元素并非可有可无，缺乏同样引起疾病。 5.渗透压Vs渗透作用 渗透压：溶液对水的吸引力，是性质。 渗透作用：水分子通过半透膜的扩散，是过 程。 易错点：渗透压高低取决于溶质微粒数目，与溶质种类无关。 6.水的比热容Vs汽化热 比热容大：吸收或释放热量时温度变化小，利 汽化热高：蒸发时吸收大量热量，利于散热。 于调节体温。 易错点：两者均与氢键有关，但作用场景不同。 7.缺Cavs缺P 缺Ca:抽搐、骨质疏松。 缺P:骨骼发育不良、ATP合成受阻。 易错点：Ca和P均参与骨骼构成，但缺乏症状不同。 8.自由水功能Vs结合水功能 自由水：溶剂、运输、反应物、调节体温。 结合水：结构组成成分。 易错点：结合水不参与运输和化学反应。 四、重要规律与过程梳理 01自由水/结合水比值与代谢关系 ，比值升高→代谢旺盛（萌发种子、癌变细胞、幼嫩组织）。 ，比值降低→代谢减弱、抗逆性增强（休眠种子、越冬植物、衰老组织）。 02水参与的主要生理过程 ,光合作用光反应：H20→O2+[H(场所：类囊体薄膜)。 ,有氧呼吸第二阶段：丙酮酸+H20→C02+[H(场所：线粒体基质)。 ,有氧呼吸第三阶段：[H+O2→H2O(场所：线粒体内膜)。 )水解反应：二糖、多糖、蛋白质、核酸等水解需水参与。 03无机盐功能归类 )结构组成：Ca、P(骨骼牙齿)；Fe(血红蛋白)；Mg(叶绿素)；I(甲状腺激素)。 ,维持生命活动：Ca2+(肌肉收缩、血液凝固)；K+(心肌兴奋性)。 ,维持渗透压：Na+、C-(细胞外液)；K+(细胞内液)。 ,维持酸碱平衡：HC03、HP042-等缓冲对。 04渗透作用发生条件 ，①具有半透膜。 ，②半透膜两侧溶液存在浓度差。 ,水分子运动方向：从低浓度溶液→高浓度溶液。 05无机盐缺乏症归纳 ,缺Fe→贫血。 ，缺Ca→抽搐、骨质疏松、佝偻病。 ，缺！→甲状腺肿。 )缺Mg→叶绿素合成受阻，叶片黄化。 ,缺B→花粉萌发受阻，结实率降低。 ,缺Zn→生长迟缓、生殖发育受阻。 06细胞中水含量规律 ,水生生物>陆生生物。 ,幼嫩组织>衰老组织。 ,代谢旺盛组织>代谢缓慢组织。 五、实验与探究要点 01检测生物组织中的无机盐 ,原理：某些无机盐与特定试剂反应产生颜色变化。 ,材料：花生种子、鸡蛋清、马铃薯匀浆等。 ,步骤：①制备组织样液；②加入特定试剂；③观察颜色变化。 ，结论：无机盐以离子或化合物形式存在于生物组织中。 注意：设置对照实验，排除组织本身颜色干扰。 02观察植物细胞的质壁分离与复原 〉原理：渗透作用；原生质层相当于半透膜。 ，材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮。 ,步骤：①制作临时装片；②滴加0.3g/mL蔗糖溶液，观察质壁分离；③滴加清水， 观察质壁分离复原。 ，结论：水分子通过渗透作用进出细胞。 注意：蔗糖溶液浓度不宜过高，否则细胞失水过多死亡。 03探究无机盐对植物生长的影响 ,原理：无机盐是植物生长必需的物质。 ,方法：缺素培养法（完全培养液S缺某元素培养液）。 ,步骤：①配制完全培养液和缺素培养液；②培养植物幼苗；③观察并记录生长状 况。 〉结论：缺乏某种无机盐，植物出现相应缺乏症。 注意：培养液需通气，防止根系缺氧。 04比较自由水与结合水含量 ,原理：自由水可被蒸发，结合水不易蒸发。 ,方法：烘干法（低温烘干测自由水，高温烘干测结合水）。 〉步骤：①称取新鲜组织重量；②低温烘干至恒重，失重为自由水；③高温烘干至 恒重，失重为结合水。 ,结论：自由水含量远高于结合水。 注意：温度控制是关键，避免组织燃烧。