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  • 2021-09-28 发布

2020-2021学年生物新教材人教必修1学案:第2章第2节细胞中的无机物(教师备课版)

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www.ks5u.com 第2节 细胞中的无机物 课标内容要求 核心素养对接 ‎1.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。‎ ‎2.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。‎ ‎1.生命观念——通过对组成细胞的水和无机盐的学习,建立生命物质性的观点。‎ ‎2.科学思维——通过概括水与细胞代谢的关系形成科学的思维方式。‎ ‎3.科学探究——通过探究无机盐功能的技能训练培养科学探究能力。‎ 一、细胞中的水 ‎1.水的含量 ‎(1)生物体的含水量随着生物种类的不同而有所差别。‎ ‎(2)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。‎ ‎2.水的理化特性与分子结构(连线)‎ 理化特性 分子结构 ‎①是良好的溶剂 ‎②具有流动性 ‎ a.水是极性分子 ‎③具有高比热容 b.能形成分子间氢键 答案:①—a ②—b ③—b ‎3.水的存在形式及作用 形式 自由水 结合水 概念 细胞中绝大部分的水呈游离状态,可以自由流动 与细胞内的其他物质相结合的水 功能 ‎①细胞内良好的溶剂;‎ ‎②参与生物化学反应;‎ ‎③为细胞提供液体环境;‎ 是细胞结构的重要组成部分,存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合,失去流动 ‎④运送营养物质和代谢废物 ‎4.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系 正常情况下,细胞内自由水比例越大,细胞的代谢就越旺盛;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。‎ 二、细胞中的无机盐 ‎1.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%。‎ ‎2.存在形式 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。‎ ‎3.无机盐的生理功能 生理功能 举例 组成某些复杂化合物 ‎①Mg是叶绿素分子必需的成分;‎ ‎②Fe是血红素的重要成分;‎ ‎③P是细胞必不可少的许多化合物的成分 维持细胞和生物体的生命活动 ‎①Na+缺乏会引发肌肉酸痛、无力等;‎ ‎②血液中Ca2+的含量太低,会出现抽搐等症状 维持生物体内的平衡 ‎①渗透压的平衡;‎ ‎②酸碱平衡 判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)‎ ‎1.新鲜幼嫩的植物细胞中只含有自由水,代谢旺盛。 (  )‎ ‎2.水分在细胞内不参与细胞结构组成。 (  )‎ ‎3.缺铁性贫血是因为体内缺乏铁,血红素不能合成。 (  )‎ ‎4.细胞中的无机盐多以化合物形式存在,如CaCO3构成牙齿、骨骼。‎ ‎ (  )‎ ‎5.小麦种子燃尽后的灰烬是无机盐。 (  )‎ 提示:1.× 新鲜幼嫩的植物细胞结合水与自由水的比例小。‎ ‎2.× 结合水参与细胞结构组成。‎ ‎3.√‎ ‎4.× 细胞中的无机盐多数以离子状态存在。‎ ‎5.√‎ ‎ 细胞中的水 ‎1.水与代谢的关系 ‎2.自由水与结合水相互转化的原因 ‎(1)水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合。‎ ‎(2)温度升高,水分子的动能增加,会逃脱氢键的束缚成为自由水。‎ ‎3.水在生产实际中的应用 生活中的现象 对此现象的解释 种子在贮存时需将种子晒干 减少自由水含量,降低种子的代谢,延长种子寿命 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 低温环境下减少花卉浇水 提高花卉对低温的抗性 鲜种子放在阳光下暴晒,重量减轻 自由水散失,代谢减弱 干种子放在试管中,用酒精灯加热,试管壁上有水珠 种子晒干后,仍含有结合水,用酒精灯加热会失去结合水 炒熟的种子浸泡后不萌发 失去结合水的细胞失去生理活性 应用实践:在冬季来临时,随着气温的逐渐降低,植物体内发生了一系列适应低温的变化,如可溶性糖含量增加、细胞代谢减弱等。研究表明,细胞内溶液浓度升高,冰点降低。‎ ‎(1)结合所学知识及上述信息,解释“霜打的茄子——蔫儿了”。‎ ‎(2)有些蔬菜富含淀粉,但“霜打”后的蔬菜格外“甜”。请结合所学知识解释其原因。‎ 提示:(1)当外界温度降低时,茄子中的自由水含量减少,导致表皮皱缩。‎ ‎(2)温度降低,蔬菜中的淀粉分解为可溶性糖,增大了细胞液浓度,降低了细胞液的冰点,使细胞不容易冻坏,可溶性糖主要是葡萄糖,所以蔬菜变甜了。‎ ‎1.(2019·天津静海一中高一上期中)如图为对刚收获的种子所做的一系列处理,据图分析有关说法正确的是(  )‎ A.④和⑤是同一种物质,但是在细胞中存在形式不同 B.①和②均能萌发形成幼苗 C.③在生物体内主要以化合物形式存在 D.点燃后产生的CO2中的C只来自种子中的糖类 A [据图分析,种子晒干使自由水散失,故④应为自由水。烘干使结合水散失,故⑤应为结合水,A正确。晒干后的种子可再萌发,但烘干的种子已经死亡,不能萌发,B错误。种子点燃后,糖类和其他有机物形成二氧化碳和水等散失,留下的物质为无机盐,无机盐在生物体内大多数以离子形式存在,C、D错误。]‎ ‎2.(2019·山东潍坊一中高一上期中改编)水在生物体及细胞内的生命活动中具有非常重要的生理功能,下列叙述正确的是 (  )‎ A.自由水和结合水是不可以转化的 B.不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同,则它们的代谢强度也相同 C.水分过多与水分过少对生物新陈代谢的影响相同 D.细胞中的许多生化反应需要水的参与 D [自由水与结合水在一定的条件下可以相互转化,A错误;不同生物细胞内水的含量可能不同,即使不同种生物细胞内的自由水和结合水的比值相同,它们的代谢强度也不一定相同,B错误;水分过多或过少对生物新陈代谢活动的影响不同,C错误;细胞中的许多生化反应需要水的参与,D正确。]‎ 关于生物体内水分的两个“并不是”‎ ‎(1)水是生命之源,但并不是水越多越好,如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。‎ ‎(2)晒干的种子失去自由水,并不是不含有自由水,而是自由水含量大幅度降低。‎ ‎ 细胞中的无机盐 ‎1.无机盐存在形式及作用的两点归纳 ‎(1)无机盐并不都以离子的形式存在,如骨骼中的钙以CaCO3的形式存在。‎ ‎(2)无机盐在细胞内含量很低,但其作用非常重要,且需要保持一定的量,缺失和过多都可能影响生命活动。‎ ‎2.无机盐参与构成的常见化合物 N:蛋白质、叶绿素、核苷酸等 P:核苷酸、磷脂等 Mg:叶绿素 S:含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素)‎ Fe:动物血红素 ‎ I:甲状腺激素等 深化探究:设计一个实验证明镁盐为小麦生活必需的无机盐,根据提供的实验材料用品,完成实验步骤,并得出相应结论。‎ ‎(1)材料用品:完全培养液甲,缺镁的完全培养液乙,适当的固定材料,广口瓶若干,长势相似的小麦幼苗,含镁的无机盐。‎ ‎(2)方法步骤:‎ ‎①取两个洁净的广口瓶编号A、B,并向A中加入一定量的完全培养液甲,向B中加入____________________________________。‎ ‎②取________________分为两组,将其中一组放入A瓶中,另一组放入B瓶中。‎ ‎③将两广口瓶置于________条件下培养一段时间,观察____________。‎ ‎(3)实验现象:A瓶____________,B瓶____________。‎ 结论:______________________________________。‎ ‎(4)通过以上实验还不能完全证明镁盐为植物生活所必需的无机盐,应如何补充才能说明问题?________________________________。‎ ‎[解析] 根据实验目的,本实验的自变量是营养液中镁的有无,其他条件均应相同。溶液培养法可以用来判定某元素是不是必需元素,运用对照原则,将小麦幼苗随机分为两组,分别放在含镁和不含镁的培养液中培养,观察实验结果,对结果进行分析,得出结论。‎ ‎[答案] (2)①等量的缺镁的完全培养液乙 ②长势相似的小麦幼苗 ③‎ 相同的适宜 小麦幼苗的生长状况 ‎(3)小麦幼苗生长正常 小麦幼苗不能正常生长 镁盐是植物生活所必需的无机盐 (4)再向B瓶中添加适量镁盐,观察小麦幼苗能否恢复正常生长 ‎1.关于细胞中无机盐的相关叙述正确的是 (  )‎ A.无机盐都是以离子形式存在于细胞中的 B.人大量出汗会排出过多的无机盐,导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调,这时应多喝淡盐水 C.哺乳动物血液中钙离子含量太低,会出现抽搐等症状,说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡非常重要 D.无机盐在细胞中含量很少,所含元素都属于微量元素 B [细胞中的无机盐绝大多数以离子的形式存在,A错误。哺乳动物血液中钙离子含量太低,会出现抽搐等症状,说明无机盐对于维持细胞和生物体的正常生命活动有重要作用,C错误。无机盐所含的元素也有大量元素,D错误。]‎ ‎2.为了确定某种矿质元素是否是植物的必需元素,应采用的方法是(  )‎ A.检测正常叶片中该矿质元素的含量 B.分析根系对该矿质元素的吸收过程 C.分析环境条件对该矿质元素吸收的影响 D.观察在完全培养液中去掉该矿质元素前后植株生长发育状况 D [判断某种元素是否是植物的必需元素通常用溶液培养法。在人工配制的完全培养液中,除去某种矿质元素,然后观察植物的生长发育情况:如果植物的生长发育仍正常,说明该元素不是植物所必需的;如果植物的生长发育不正常(出现特定的缺乏症状),且只有补充了该种元素(其他元素无效)后,植物的生长发育又恢复正常(症状消失),说明该元素是植物生长必需的矿质元素。]‎ 溶液培养法——验证某无机盐是否为植物生长发育所必需的 ‎[课堂小结]‎ 知 识 网 络 构 建 核 心 语 句 归 纳 ‎1.水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在。‎ ‎2.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。‎ ‎3.无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。‎ ‎4.一些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。‎ ‎1.下列关于植物体内水分的叙述,错误的是(  )‎ A.植物体内的水分参与营养物质的运输 B.水是构成叶肉细胞的重要化合物之一 C.自由水可作为细胞内化学反应的反应物 D.同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同 D [植物体内营养物质的运输需要自由水的参与,A项正确;结合水可构成叶肉细胞的组分,B项正确;自由水可作为细胞内化学反应的反应物,参与化学反应,C项正确;萌发的种子代谢旺盛,故同种植物萌发种子的含水量高于休眠种子的含水量,D项错误。]‎ ‎2.下列关于生物体内水的描述,错误的是 (  )‎ A.幼小的生物体内自由水与结合水的比值越大时,代谢越旺盛 B.自由水是良好的溶剂,也为细胞内的生物化学反应提供了液体环境 C.心肌坚韧而血液呈液态,但两者含水量相差无几,原因是心肌细胞内自由水与结合水的比值较大 D.结合水是组成细胞结构的一部分,约占细胞内全部水分的4.5%‎ C [心肌坚韧而血液呈液态,但两者含水量相差无几,原因是与血液相比,心肌细胞内结合水与自由水的比值较大,上述两种细胞内自由水的含量均大于结合水,C项错误。]‎ ‎3.(多选)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述正确的是 (  )‎ A.蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收 B.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降 C.KH2PO4也能为生物体提供能量 D.植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐 ABD [草酸是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌中;草酸容易与钙离子结合形成草酸钙,不利于机体对食物中钙的吸收,A项正确。哺乳动物缺铁,会影响血红素的合成,导致血液运输O2的能力下降,B项正确。无机物不能为生物体提供能量,C项错误。植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐,D项正确。]‎ 备选题 试回答下列问题:‎ ‎(1)种子在入仓之前需晾晒,所去除的水分主要是细胞中的________水。‎ ‎(2)将干种子用水浸泡后种子能萌发,但干种子不经水浸泡不能萌发,这说明______________________________________。‎ ‎(3)新鲜的鸡蛋清呈液态胶状,而臭鸡蛋清则是相对更“稀”的液体,呈水状,这是因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起,形成液态胶体,这时的水为______,而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质,使这部分水释放出来,转变为________。‎ ‎(4)贫血症患者血液运输________的能力低。一般的贫血症患者除要补充铁以外,还应多吃一些含________丰富的食物。‎ ‎(5)人体中含钙最多的是________。‎ A.肌肉   B.骨组织  C.上皮组织 D.神经组织 ‎(6)人在长跑后,因流汗过多常出现抽搐现象,这时应及时补充含________的食物。‎ ‎[解析] (1)自由水是自由流动的水,通过晾晒能蒸发出去。(2)干种子用水浸泡后,会大量吸水,这些水能参与细胞内的许多化学反应,促进种子萌发。(3)蛋白质是亲水性物质,与水结合后形成液态胶体。蛋白质被微生物分解成小分子物质后,结合水会转变为自由水。(4)贫血症患者血红蛋白含量降低,运输O2的能力降低。补充蛋白质丰富的食物,可为人体提供氨基酸,用于合成血红蛋白。(5)在人体中骨骼和牙齿中钙含量高。(6)血液中钙离子含量过低会引起抽搐。‎ ‎[答案] (1)自由 (2)自由水与细胞代谢强度有关,自由水多,‎ 代谢旺盛 (3)结合水 自由水 (4)O2 蛋白质 (5)B (6)Ca2+‎