资源描述
细胞中的无机物
【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。
【学习重点】 水和无机盐在细胞中的作用。
【学习难点】 （1）结合水的概念 （2）无机盐的作用
【自主梳理】[来源:学科网ZXXK]
1．细胞中的无机物主要包括____________和____________，_________是细胞中含量最多的化合物，______________大多数以___________的形式存在。
2．水在细胞中以_____________和___________两种形式存在，其中_____________是细胞结构的重要组成成分，_____________占细胞中水的绝大部分，以 形式存在，可以自由流淌。
3．细胞中无机盐的主要功能包括维持___________________________________________，
维持____________________________________________________。
4．细胞是多种元素和化合物构成的___________。______________等化学元素在细胞内含量丰富，是构成细胞中主要化合物的 ；以 为骨架的______________ 等有机化合物，构成细胞生命大厦的 ；_________________供应了生命活动的主要能源；水和无机盐与其他物质一道共同担当起_____________ 重要功能。
【重点领悟】
1.正确区分自由水、结合水和代谢水
水在生物体的细胞内的存在有两种形式：自由水和结合水。
自由水在细胞内可以自由流淌，是良好的溶剂，可溶解很多物质；可以参与物质代谢，如运送新陈代谢所需物质和代谢废物。
自由水的含量影响细胞代谢强度，含量越大，新陈代谢越旺盛。
结合水在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质相结合，失去流淌性。结合水是细胞结构的重要组成成分，不能溶解其他物质，不参与代谢作用。结合水赐予各种组织、器官确定外形、硬度和弹性，因此某些组织器官的含水量虽多(如人的心肌含水79%)，仍呈现坚韧的形态。
自由水和结合水在确定条件下可以相互转化，如血液凝固时，部分自由水转变成结合水。
代谢水是指生物体内的糖类、脂质和蛋白质等有机物在机体内进行新陈代谢过程中通过氧化产生的水。代谢水在人和动物体内起重要作用，如成人每天约排出300mL的代谢水，以维持内环境的平衡，又如鸟胚胎在封闭的卵壳内发育成雏鸟所需的水，就是靠鸟蛋中贮藏的养分物质氧化产生的代谢水。[来源:学科网]
2．细胞内水分的存在状态与植物的抗逆性
细胞内水分以自由水和结合水两种形式存在，二者的比值制约植物的代谢活动，自由水直接参与植物的生理生化反应，结合水不参与这些反应，而是维持细胞内原生质体的稳定，且与植物的抗逆性相关联。当自由水与结合水的比值增大时，植物代谢活跃，生长较快，但抗逆性较差。反之，代谢活性低，生长缓慢，甚至停止生长，但抗逆性较强。例如，植物抗冻性：当温度下降时，植物吸水削减，含水量下降，细胞内亲水性胶增多，使结合水含量相对提高，而自由水含量相对削减，从而避开结冰；另一方面植物生长停止，削减糖的消耗，同时植物体内大量淀粉水解成可溶性糖，使植物体内的可溶性糖含量增多，提高细胞液浓度，使冰点降低，提高植物抗冻性。
3.无机盐的主要生理功能
(1)是细胞的结构成分，有些无机盐是细胞内某些简洁化合物的重要组成部分，如Mg2＋是叶绿素分子必需成分：Fe2＋是血红蛋白的主要成分；磷酸钙和碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分。
(2)参与并维持生物体的代谢活动，如哺乳动物血液中必需含有确定量的Ca2＋，假如某个动物血液中钙盐的含量过低就会毁灭抽搐。
(3)维持生物体内的平衡：体内平衡是细胞能有稳定的结构和功能，生物能维持正常的代谢和生理活动的必要条件。有关体内平衡的内容很简洁，状况多变。其中三个主要方面与无机盐含量的稳定有亲热关系：
①渗透压的平衡：
溶解在细胞中的各种无机盐具有确定的总浓度。如人体体液浓度为0.9%，蛙的体液浓度为0.65%，这对于维持细胞的渗透压，使细胞保持确定的形态具有重要的作用，过高或过低都会导致细胞因吸水或失水使细胞形态发生变化。
和功能，生物能维持正常的代谢和生理活动的必要条件。有关体内平衡的内容很简洁，状况多变。其中三个主要方面与无机盐含量的稳定有亲热关系：
①渗透压的平衡：
溶解在细胞中的各种无机盐具有确定的总浓度。如人体体液浓度为0.9%，蛙的体液浓度为0.65%，这对于维持细胞的渗透压，使细胞保持确定的形态具有重要的作用，过高或过低都会导致细胞因吸水或失水使细胞形态发生变化。
②酸碱平衡(即pH平衡)，pH调整着细胞的一切生命活动，它的转变影响着原生质体组成物的全部特性以及在细胞内发生的一切反应。
③离子平衡：动物细胞内外Na＋/K＋、Ca2＋的比例是相对稳定的。细胞膜外Na＋高、K＋低，细胞膜内K＋高、Na＋低。K＋、Na＋这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞可以保持反应性能的重要条件。
【探究提升】
1．下列关于元素和化合物的叙述正确的是 ( )
A．组成全部蛋白质和核酸的元素都是大量元素
B．不同生物体内的元素种类大体相同
C．不同生物中各种化合物含量基本相同
D．不同生物中各种元素含量基本相同
【答案】 B
2．人们经常食用的牛、羊、猪等肉类和白菜、土豆等蔬菜，经消化吸取后，其中的成分大多被转化为人体自身的一部分，其根本缘由是 ( )
A．组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到
B．在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素和化合物种类大体相同
C．组成生物体细胞的基本元素是碳
D．不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的含量大体相同
【解析】 生物体总是不断地和外界环境进行着物质交换，有选择地从自然界猎取各种物质来满足自身的需要，不管相同生物还是不同生物，组成它们的细胞的化学元素和化合物种类大体是相同的，因此不同生物间可进行物质转化；但是组成它们的各种元素的含量是不同的，由此分为大量元素和微量元素；组成生物体细胞的化学元素都来自无机自然界，因此组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到，据争辩组成生物体细胞的基本元素是碳，即A、C两项本身正确，但不符合题干所问。
【答案】 B
3．关于生物体内水和无机盐的叙述，不正确的是 ( )
A．体内参与运输养分物质和代谢废物的水是自由水
B．某些无机盐是组成ATP、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】 纤维素是一种多糖，只能由C、H、O三种元素组成，不含无机盐。
【答案】 B
4．下列有关组成生物体元素的叙述，错误的是 ( )
A．在组成生物体的大量元素中，碳是最基本的元素
B．叶绿体和染色体共有的组成元素是C、H、O、N、P
C．B虽然在细胞中含量很少，但它是植物必需的微量元素
D．因K在叶片内形成不够稳定的化合物，故落叶中K的含量比植株上正常叶中K含量低[来源:Z.xx.k.Com]
【解析】 碳是组成生物体最基本的元素；叶绿体和染色体中都有DNA，DNA主要由C、H、O、N、P元素组成；B是植物生长所必需的微量元素；K在叶片内以离子状态存在，落叶中K的含量比植株上正常叶中K含量低。
【答案】 D
[课堂反馈]
例1．刚刚收获的小麦种子经曝晒，失去了大量的水分，这些水属于___________________，再将晒干的种子放在试管内用酒精灯加热，试管壁上将毁灭小水珠，这些水属于_______。经曝晒的种子储存，是由于_______________削减后，细胞内生命活动的重要__________受到抑制的结果。
例2．某小儿患佝偻病，发烧时就会抽搐，依据所学学问，建议他平常要补充（ ）
A．新颖水果和蔬菜 B．钙片和维生素D
C．谷物种皮和胡萝卜 D．蛋白质和糖类
[巩固练习]
1．沙生植物的细胞中，含量最多的成分是（ ）
A．蛋白质 B．脂肪 C．核酸 D．水
2．下列对细胞内自由水的描述中，不正确的是（ ）
A．约占细胞内水分的95.5% B．与蛋白质等物质分子相结合
C．能够流淌和易于蒸发 D．参与化学反应
3．在细胞内水的主要功能是（ ）
①生命活动的良好溶剂 ② 运输养分物质和代谢废物 ③ 打算细胞形态
④ 维持生物大分子的空间结构
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④
4．夏季，人在高温作业或猛烈活动，要喝淡盐水；在患急性肠胃炎时，要准时注射生理盐水；不慎受外伤后，用0.9%的生理盐水清洗伤口。这样做的目的依次为（ ）
①降温 ② 维持水代谢的平衡 ③维持无机盐代谢的平衡 ④ 消毒 ⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用
A．①②④ B．③②⑤ C．②③⑤ D．②③④
5．马拉松赛跑进入最终阶段，发觉少数运动员下肢肌肉抽搐，这是由于随着大量出汗而向体外排出了过量的（ ）
A．水 B．钙盐 C．钠盐 D．尿素
6．无机盐的功能各不相同，一些无机盐能参与生物体内信息传递物质的重要构成。下列四种离子中与人体内甲状腺激素的合成直接相关的是（ ）
A．Fe2+ B． I— C．PO43- D．Ca2+
7．生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用。就组成生物体的蛋白质、核酸、糖类、脂肪而言，其核心的组成元素是( )
A．C B．H C．O D．N
8．不同有机物分子与水分子的结合力气(亲水性)不同，争辩表明几种有机物的亲水性由大到小依次为：蛋白质、淀粉、纤维素，而脂肪不溶于水。下列植物细胞中结合水相对含量最多的是 ( )
A．休眠的大豆种子细胞 B．休眠的玉米种子细胞
C．洋葱根尖分生区细胞 D．成熟西瓜的果肉细胞
9．土壤中缺少某种元素会引起雄性败育，缺少的元素及导致的结果是（ ）
①Mg ②Ca ③B ④花柱萎缩 ⑤花丝和花药萎缩[来源:学#科#网]
A．①④ B．②④ C．③④ D．③⑤
10．当植物由代谢旺盛的生长期转入休眠期时，体内结合水与自由水的比值通常会（ ）
A．上升 B．下降 C．无变化 D．产生波动
参考答案：
【自主梳理】
1．水 无机盐 水 无机盐 离子 2．自由水 结合水 结合水 自由水游离 3．细胞和生物体的生命活动 维持细胞的酸碱平衡 4．生命系统 C、H、O、N 基础 碳链 糖类、脂质、蛋白质和核酸 基本框架 糖类和脂肪 构建、参与细胞生命活动等
[课堂反馈]1．自由水 结合水 自由水 化学反应 2．B
[巩固练习]1．D 2．B 3．A 4．C 5．B 6．B 7．A 8．A 9．D 10．A
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