学年高中生物必修一教材用书 第二章 组成细.docx
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学年高中生物必修一教材用书第二章组成细
第5节细胞中的无机物
细胞中的水
[自读教材·夯基础]
1.水的含量[判断]
(1)一般来说,水是细胞中含量最多的化合物。
(√)
(2)生物种类不同,含水量也不同,如陆生生物含水量多于水生生物。
(×)
(3)生物的含水量还与生长发育阶段有关,幼嫩组织的细胞中含水量高。
(√)
2.水的存在形式与功能
种类
自由水
结合水
形式
在细胞中以游离的形式存在
与细胞内其他物质相结合
含量
约占95.5%
约占4.5%
作用
①细胞内的良好溶剂
②参与细胞中的生物化学反应
③为细胞提供液体环境
④运送营养物质和废物
是细胞结构的重要组成成分
1.农民晾晒刚收获的鲜种子后,种子会失去大量的水分,该水分在种子细胞中主要以哪种形式存在?
提示:
主要以自由水的形式存在。
2.将少量干燥种子放在干燥的试管内,再放在酒精灯火焰上烘烤,试管内壁上出现少量水珠。
该水分在细胞中主要以哪种形式存在?
提示:
主要以结合水的形式存在。
3.绿色植物在夏季,自由水含量相对较高。
而在秋冬季,结合水含量相对较高。
请据此分析自由水与结合水相对含量与细胞代谢旺盛程度的关系。
提示:
自由水与结合水比值相对越高,细胞代谢就越旺盛,反之则缓慢。
[跟随名师·解疑难]
1.自由水与结合水的相互转化
(1)转化条件:
一般与温度有关系,如:
(2)转化实例:
①烘干种子时,部分结合水转化为自由水散失掉。
②水果放入冰箱冷藏时,部分自由水转化为结合水。
2.自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系
3.自由水与结合水的含量对代谢的影响在生产中的应用
(1)种子贮存前,晒干是为了减少自由水含量,降低代谢速率,以延长寿命。
(2)越冬作物减少灌溉,可提高作物对低温的抗性。
[特别提醒]
(1)细胞内的结合水,一般吸附在纤维素、淀粉和蛋白质等大分子表面形成水合物,作为细胞的组成成分。
(2)抗逆性是抵抗不良环境的能力,如抗寒性、抗盐碱性等。
细胞中的无机盐
[自读教材·夯基础]
1.无机盐的含量及存在形式[判断]
(1)无机盐是细胞中含量很少的有机物。
(×)
(2)细胞中的无机盐全部以离子的形式存在。
(×)
(3)小麦种子燃尽后的灰烬是无机盐。
(√)
2.无机盐的功能[连线]
1.人缺Fe会患贫血,植物缺Mg叶片会发黄,请分析其中的原因,由此说明无机盐具有什么生理作用。
提示:
Fe是血红蛋白的组成成分,Mg是叶绿素的成分;无机盐参与组成机体复杂化合物。
2.结合本节知识解释下列生活中的现象。
(1)夏季人在剧烈运动后需要补充淡盐水。
分析这样做的原理。
提示:
人大量出汗后,Na+和Cl-大量流失时,人体内溶液浓度会发生较大变化,为保证浓度的平衡应及时补充淡盐水。
(2)激烈的足球比赛场上,运动员有时会出现下肢肌肉抽搐的现象,这是什么原因?
提示:
剧烈运动使运动员大量出汗,随汗液的流出丢失了大量的钙盐,致使血液中钙离子含量太低而发生抽搐。
[跟随名师·解疑难]
1.无机盐的存在形式
细胞中的无机盐大多以离子形式存在,如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HCO、SO等。
2.无机盐的生理功能
功能
举例
细胞内某些复杂化合物的重要组成部分
如Mg2+是叶绿素分子必需的成分,Fe2+是血红蛋白的必需成分
参与并维持生物体的生命活动
哺乳动物血液中必须含有一定的Ca2+,如果血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐现象
维持生
物体内
渗透压
的平衡
Na+、Cl-对细胞外液渗透压起重要作用,K+则对细胞内液渗透压起决定作用
酸碱平衡
(即pH平衡)
人血浆中的HCO、HPO等对血浆pH的稳定起重要作用
细胞中的水
[例1] 下表分别是生物体及人体组织、器官的含水量。
对表中数据分析可得出的正确结论是( )
表1 生物体的含水量
生物
水母
鱼类
蛙
哺乳
动物
藻类
高等
植物
含水
量/%
97
80~85
78
65
90
60~80
表2 人体组织、器官的含水量
组织、器官
牙齿
骨骼
骨骼肌
心脏
血液
脑
含水量/%
10
22
76
79
82
84
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、器官含水量较多 ④组织、器官的形态结构差异可能与水的存在形式相关
A.①②③④ B.①②③
C.①②D.①
[思路点拨]
[解析] 由表1可知,各种生物体内含水量均超过50%,且水生生物比陆生生物含水量多,故①②正确。
由表2可知,组织器官的含水量与它们的代谢强弱有关;不同器官的外形不同,功能不同,水的存在形式可能不同,故③④正确。
[答案] A
归纳拓展
(1)自由水含量与细胞代谢强度和抗逆性的关系如右图所示。
(2)自由水和结合水的存在及其功能的验证:
①鲜种子放在阳光下曝晒,重量减轻→自由水散失,代谢减弱。
②干种子用水浸泡后仍能萌发→失去自由水的种子仍保持其生理活性。
③干种子放在试管中,用酒精灯加热,试管壁上有水珠→失去结合水。
④烘烤过的种子浸泡后不萌发→失去结合水的细胞失去生理活性。
无机盐的功能
[例2] 下列关于无机盐的叙述,错误的是( )
A.缺铁性贫血是因为体内缺乏铁,血红蛋白不能合成
B.Mg2+是叶绿素的成分之一,缺Mg2+影响光合作用
C.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在,如CaCO3构成骨骼、牙齿
D.碘是合成甲状腺激素的原料,所以常在食盐中加碘
[思路点拨]
[解析] 铁是血红蛋白的组成成分,缺铁则不能合成血红蛋白;Mg2+是叶绿素的组成成分,缺Mg2+则不能合成叶绿素,进而影响光合作用;细胞中的无机盐大多数以离子形式存在;碘是合成甲状腺激素的原料,在食物中加碘是为了补充碘,预防因食物中缺碘而引起地方性甲状腺肿大。
[答案] C
规律方法无机盐功能的实验验证方法
(1)对照组:
植物+完全培养液―→正常生长
(2)实验组:
实验组加入X盐的目的是二次对照,使实验组前后对照,以增强说服力。
1.自由水/结合水与代谢强度的关系。
2.探究某种无机盐是否为植物生命活动所必需的。
典例剖析
下面是无土栽培营养液的配方,请据此回答有关问题:
配方:
NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4、螯合铁溶液、微量元素溶液。
(1)为使作物正常生长,还需补充含________等元素的化合物。
(2)植物吸收NH4NO3可用于合成________。
A.脂肪和RNAB.蛋白质和DNA
C.核苷酸和纤维素D.淀粉和酶
(3)有些无机盐离子可重复利用,有些却不能。
可重复利用的无机盐离子缺乏时,老叶先表现出缺乏症;不可重复利用的无机盐离子缺乏时,幼叶先表现出缺乏症。
请设计实验证明Mg是可重复利用的元素。
实验材料:
长势相同的玉米幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。
实验步骤:
①配制全素培养液和缺镁培养液,分别放入两组培养瓶中,并编号A、B。
②_______________________________________________________________________。
③放在适宜条件下培养一段时间,_______________________________________。
实验现象:
在全素培养液中的玉米幼苗生长正常,____________________________
________________________________________________________________________。
[解析]
(1)植物生长需要C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等大量元素和微量元素。
(2)脂肪、淀粉和纤维素只含C、H、O三种元素。
(3)据题干信息可知,可重复利用的元素缺乏时,老叶先表现症状。
此实验的自变量是镁的有无,因变量是老叶先变黄,还是幼叶先变黄。
[答案]
(1)P
(2)B (3)实验步骤:
②将长势相同的玉米幼苗分别栽培在上述两种培养液中 ③观察玉米幼苗的生长情况 实验现象:
在缺镁培养液中生长的玉米幼苗老叶先变黄
归纳拓展
实验设计遵循的基本原则
(二)
(1)科学性原则:
包括实验原理、实验材料的选择,实验方法和实验结果处理的科学性。
(2)对照性原则:
一般情况下,把改变实验变量的一组称为实验组;处于正常状态的一组(没有改变实验变量)称为对照组。
(3)平行重复原则:
在实验中可以通过同时处理多个材料来体现重复性原则。
(4)随机性原则:
实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。
这样做是由于:
①可以消除或减少系统误差,使显著性测验有意义;②平衡各种条件,避免实验结果中的偏差。
[随堂基础巩固]
1.下列关于细胞中水分子的叙述错误的是( )
A.只能以游离形式存在
B.是细胞鲜重中含量最多的成分
C.是细胞代谢活动的介质
D.是细胞中多种物质的溶剂
解析:
选A
2.若细胞内结合水与自由水的比值用a表示,则初生细胞a1与衰老细胞a2的大小为( )
A.a1>a2B.a1=a2 C.a1 解析: 选C 3.铁是血红蛋白的重要组成成分,血红蛋白是红细胞的主要成分。 当人或哺乳动物体内含铁量减少时,红细胞运输氧的能力减弱。 当含铁量过低时,人和动物则表现为贫血,同时会出现一系列的症状,如面色苍白、容易疲劳、气短、恶心、头痛、眩晕等。 这一事实说明铁的生理作用为( ) A.细胞中某些化合物的重要组成部分 B.维持生物体正常的生命活动 C.维持细胞正常的生理活动 D.以上三项都是 解析: 选D [课时跟踪检测] (满分50分 时间25分钟) 一、选择题(每小题4分,共24分) 1.2016年“世界水日”的宣传主题是“水与就业”。 下列关于水的叙述错误的是( ) A.在探索外星空间是否存在生命的过程中,科学家始终把寻找水作为关键的一环,这是因为生化反应必须在水中进行 B.水是细胞中含量最高的化合物 C.水在细胞中的存在形式及功能并不是一成不变的 D.一个由m个氨基酸构成的二环蛋白质,水解需要(m-2)个水分子 解析: 选D 环状肽中所含肽键数=氨基酸数,因此一个由m个氨基酸构成的二环多肽,水解需要m个水分子;自由水与结合水可相互转化。 2.已知Mn是许多酶的活化剂,例如能激活硝酸还原酶,缺Mn的植物无法利用硝酸盐,这说明微量元素( ) A.对维持细胞的形态和功能有重要作用 B.对维持生物体的生命活动有重要作用 C.对维持细胞的酸碱平衡有重要作用 D.对于调节细胞内的渗透压有重要作用 解析: 选B 题干信息中没有pH、细胞正常形态等内容,故应为维持正常生命活动。 3.关于生物体内水和无机盐的叙述,错误的是( ) A.生物体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水 B.某些无机盐是组成RNA和纤维素的必需成分 C.生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水 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: 选B 水在生物体内的流动,可以把营养物质运送到各个细胞,同时也把代谢废物运送到排泄器官或直接排出体外;纤维素属于糖类,只含有C、H、O三种元素,不含无机盐;生物体内无机盐浓度的变化,会改变细胞内外的浓度差,从而影响细胞吸水或失水;自由水与结合水的比例越大,代谢越强,反之越弱。 4.下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
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