编号5 第2章 组成细胞的分子
第2节 细胞中的无机物（P20-22）
编写：刘学朝 审核：徐宏斌
【聚焦概念】
概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位
1.1 细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子
1.1.2 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，在生命活动中具有重要作用
1.1.3 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和作用
2. 说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用
【课前预习】
1.书中标划 [ 用黑笔或铅笔标注或划出 ] 预计用时:5分钟 实际用时: 分钟
（1）水在细胞中以什么形式存在？具有哪些重要作用？[P20-21]
（2）细胞中的无机盐存在形式？为什么含量少，作用却很重要？[P21-22]
2.预习检测 预计用时:4分钟 实际用时: 分钟
概念检测 |
[P22] |
3.疑点摘记：
【课中研习】
一、细胞中的水
表一 细胞中各种化合物所占的比例
化合物 |
水 |
无机盐 |
蛋白质 |
脂质 |
糖类 |
核酸 |
所占比例(%) |
70 |
1 |
15 |
2 |
3 |
7 |
表二 不同生物体中水的含量
生物 |
水母 |
鱼类 |
蛙 |
哺乳动物 |
藻类 |
高等植物 |
水的含量(%) |
97 |
80～85 |
78 |
65 |
90 |
60～80 |
任务1：结合课本P20阅读资料分析一，归纳水在细胞中的功能。
资料1：细胞中有一种水可以与蛋白质、多糖等物质结合，水失去流动性和溶解性。
资料2：水是光合作用的原料，呼吸作用和许多有机物的合成和分解都需要水的参与。
资料3：组织细胞必需浸润在组织液中，红细胞必须浸润在血液中，淋巴细胞必须浸润在淋巴中。
资料4：物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用。
资料5：水在生物体内流动，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代谢废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。
任务2：构建水的结构模型-阅读课本P20-21楷体字部分，尝试根据水分子的结构，小组讨论解释下列问题。
（1）结合水的组成及特性，水分子中H、O原子的结合方式和带电情况，尝试解释水为什么能成为良好的溶剂。
（2）结合氢键的形成及特点，说明水分子为什么具有流动性？
（3）水的哪一特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要？
任务3：根据水的结构特性、表格信息，解释细胞中的水的形式及特点。
任务4：阅读资料分析二，归纳自由水和结合水的转化。
卷柏的耐旱力极强，一旦失去水分供应，就将枝叶卷曲抱团，失去绿色，根能自行从土壤分离，卷缩似拳状，随风移动，这时的卷柏几乎没有生命现象，但只要根系在水中浸泡后就又可舒展，变得翠绿可人。
思考：(1)干旱时，卷柏体内自由水与结合水的比值如何变化？
(2)干枯的卷柏吸收水分后，恢复生长，代谢变得旺盛，原因是什么？
(3)总结自由水含量和代谢强度的关系。
(4)在冬季来临之前，随着气温逐渐下降，卷柏体内自由水的含量降低，结合水的比例升高，能有效地防止细胞内结冰，增加抗寒能力，这说明自由水的含量和抗逆性的关系是什么？这对植物生存有什么意义？
【典例1】仓储小麦等种子或粮食要纯净干燥、颗粒完整，但有时候储存不当会生出一种小虫子，这种小虫子叫赤拟谷盗。它们一生都不需要“饮水”，也吃不到含水丰富的食物，可它们仍能正常生活，其原因是( )
A．赤拟谷盗的生命活动不需要水 B．赤拟谷盗体内储存着供其一生用的水
C．赤拟谷盗的细胞内结合水比自由水含量高 D．赤拟谷盗在新陈代谢中产生水
【典例2】下列各项关于水能成为良好溶剂及具有支持生命的独特性质的原因的叙述，错误的是( )
A．水分子是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子结合，因此水是良好的溶剂
B．水分子之间易形成氢键，氢键易断裂和形成，使水在常温下呈液体状态，具有流动性
C．氢键的存在使水有较低的比热容，使其温度相对不易发生改变，有利于维持生命系统的稳定
D．细胞内自由水和结合水比例时刻处于动态变化，这与细胞的代谢强度和所处环境有关
【典例3】如图所示为水分子结构示意图，根据所学知识判断，下列说法正确的是( )
A．水之所以是良好的溶剂，是因为结构①这种弱引力的存在
B．结构②使水分子成为极性分子，从而使水具有较高的比热容
C．水在细胞中多以自由水形式存在，在生命活动中承担重要作用
D．细胞中结合水的含量是不断变化的，结合水越多，细胞代谢越旺盛
二、细胞中的无机盐
任务5：阅读分析资料，举例说出无机盐的存在形式，归纳无机盐的作用
资料1、2：见教材P22思考与讨论的33
资料3：人在剧烈运动时，会大量排汗，可能会引起肌肉抽搐，这是因为有大量的Ca2+随汗液排出，造成血钙过低；而血钙过高则出现肌无力。人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最后引起肌肉酸疼、无力等。这说明无机盐有什么作用?
资料4：医生给病人输入药物时，常用生理盐水（质量分数为0.9%的氯化钠溶液）。为什么使用0.9%的氯化钠溶液，用0.09%或9%的氯化钠溶液可以吗？
【典例4】正常人体长时间运动后，排出大量汗液，一旦严重缺水，会感到肌肉无力，下面相关解释和措施不恰当的是( )
A．很可能是缺乏Na＋引起的神经、肌肉细胞兴奋性降低的原因 B．及时补充高浓度糖水和矿泉水
C．及时补充淡盐水 D．出汗后衣服上的白色汗渍是含有Na＋、Ca2＋的无机盐
【典例5】已知Mn是许多酶的活化剂,例如其能激活硝酸还原酶,缺Mn的植物就无法利用硝酸盐,这说明无机盐离子( )
A.对维持细胞的形态和功能有重要作用 B.对维持生物体的正常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.对调节细胞内的渗透压有重要作用
D.肌肉收缩力量随时间不断增强
【典例6】（多选）结合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是
A．曲线②可表示植物越冬过程中，体内水相对含量的变化
B．曲线②可表示细胞代谢速率随自由水与结合水比值的变化
C．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线
D．曲线③可表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐相对含量的变化
【典例7】(多选)为探究干旱胁迫对不同种源赤皮青冈松幼苗叶片自由水和结合水含量的变化，某科研小组开展了相关研究，结果如下表(CK：对照组；T1：轻度干旱胁迫；T2：中度干旱胁迫；T3：重度干旱胁迫)。下列说法正确的是
地区 |
指标 |
CK |
T1 |
T2 |
T3 |
浙江庆元 |
自由水含量 |
47.94 |
48.38 |
40.61 |
30.15 |
结合水含量 |
25.60 |
28.47 |
30.63 |
38.97 |
|
自由水/结合水 |
1.87 |
1.70 |
1.33 |
0.77 |
|
湖南洞口 |
自由水含量 |
51.61 |
49.79 |
39.17 |
31.08 |
结合水含量 |
19.75 |
24.26 |
26.23 |
32.43 |
|
自由水/结合水 |
2.61 |
2.05 |
1.49 |
0.96 |
A.随干旱胁迫加剧，叶片中的部分水分失去流动性和溶解性
B．随干旱胁迫加剧，叶片中自由水含量均下降
C．随干旱胁迫加剧，叶片中细胞代谢均逐渐减弱
D．随干旱胁迫加剧，幼苗对低温的适应能力可能逐渐增强
【课后归纳】