高中生物《细胞中的无机物》导学案+课时作业.docx
- 文档编号:29095249
- 上传时间:2023-07-20
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:459.54KB
高中生物《细胞中的无机物》导学案+课时作业.docx
《高中生物《细胞中的无机物》导学案+课时作业.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中生物《细胞中的无机物》导学案+课时作业.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高中生物《细胞中的无机物》导学案+课时作业
第5节 细胞中的无机物
[学习目标] 1.掌握水在细胞中的存在形式和作用。
2.明确无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
知识点一 细胞中的水
知识梳理
1.水的含量
(1)含量:
细胞的各种化学成分中含量最多的是
水。
(2)与生物种类及发育阶段的关系
①生物种类不同,含水量
有差异,一般为60%~95%。
水母含量达70%。
②生物体在不同的生长发育期,含水量
不同。
一般幼儿身体的含水量
远远高于成年人身体的含水量,植物幼嫩部分含水量
高于老熟部分含水量。
2.水的存在形式及功能
3.自由水与结合水的关系
(1)自由水和结合水在一定条件下可相互转化
(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(会导致细胞死亡)。
②水果放入冰箱冷藏时,部分自由水转化为结合水。
4.自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系
1.水是生命之源,是不是水分越多对生物体越有利呢?
提示:
不是。
如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。
2.种子晒干与烘干的区别是什么?
提示:
①晒干的种子仍然是有生命活力的,只是在晒干的过程中大量的自由水蒸发散失,种子的代谢减弱,抗逆性增强。
②烘干的种子不再具有生命活力,在烘干的过程中失去了结合水导致种子死亡。
3.降温时,部分自由水可以转化为结合水,那结合水含量此时大于自由水含量吗?
提示:
结合水的含量还是小于自由水,自由水约占细胞内全部水分的95.5%,即使部分自由水可以转化为结合水,但自由水的含量依旧高于结合水。
4.(实践应用)思考下列实际问题,做出合理推测:
(1)新鲜小麦种子放在阳光下,质量减轻的原因?
(2)干种子用水浸泡后仍能萌发说明什么?
(3)干种子不浸泡就不萌发,原因是什么?
(4)种子晒干后储存的原理是什么?
(5)低温环境减少花卉浇水的原因是什么?
提示:
(1)自由水散失。
(2)失去自由水的种子仍能保持其生理活性。
(3)自由水越少,代谢强度越低。
(4)减少自由水含量,降低代谢强度,减缓有机物消耗,延长种子寿命。
(5)提高植物对低温的抗性。
典题分析
题型一 细胞中水的功能及相互转化关系
[例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.升温可以使细胞中自由水转化成结合水
解题分析 植物体内的自由水能自由流动,对于营养物质的运输具有重要作用,A正确;水是细胞鲜重中最重要的组成成分,B正确;自由水可以参与细胞内的许多化学反应,C正确;升高温度可以使细胞中结合水转化为自由水,D错误。
答案 D
[例2] 下列过程中所散失的水分主要属于结合水的是( )
A.植物蒸腾作用散失的水分
B.糖拌西红柿腌制过程中失去的水分
C.种子晒干过程中散失的水分
D.干种子烘烤过程中散失的水分
解题分析 植物蒸腾作用、糖拌西红柿腌制过程和种子晒干过程中散失的水是自由水;干种子烘烤过程中散失的水主要是结合水。
答案 D
技法提升
判断自由水、结合水比例变化的方法
此类试题大多要求根据特定的情境进行推测分析,正确思路:
(1)看环境条件是否恶化,若环境条件恶化,则自由水含量下降,结合水含量上升。
(2)看生命活动强度或状态的变化,若生命活动增强,则自由水含量上升,结合水含量下降。
知识点二 细胞中的无机盐
知识梳理
1.细胞中的无机盐
(1)含量:
无机盐在细胞中含量
很少,仅占细胞鲜重的
1%~1.5%。
(2)存在形式:
大多数无机盐以
离子形式存在,少数与其他化合物结合。
(3)生理功能
①无机盐是
某些化合物的重要组成成分,如Mg2+参与
叶绿素合成;Fe2+参与
血红蛋白合成。
②对维持
细胞和生物体的生命活动有重要作用:
如哺乳动物的血液中必须有一定量的Ca2+,如果Ca2+的含量太低,会出现抽搐等症状。
③维持细胞的
渗透压平衡:
如Na+、Cl-对维持血浆渗透压起重要作
用。
④维持细胞的
酸碱平衡:
缓冲对可维持细胞所处液体环境pH的平衡,如血浆中的HCO
含量减少时,会造成酸中毒。
2.生命系统的物质基础
(1)化学元素:
C、H、O、N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基础。
(2)化合物
①以
碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物是构成
细胞生命大厦的基本框架。
②
糖类和脂肪提供了生命活动的重要能源。
③
水和无机盐与其他物质一道,共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。
总之,活细胞中的这些化合物,含量和比例处在不断变化之中,但又保持相对稳定,以保证细胞生命活动的正常进行。
[技能训练] 实验探究某种无机盐如Mg是植物生长发育必需的
(1)实验思路:
分别用完全培养液和缺Mg培养液培养相同种类、生长状况等一致的幼苗,观察生长发育情况,如果完全培养液培养的幼苗正常生长,而缺Mg培养液培养的幼苗不能正常生长,说明Mg是生长发育必需的。
还可以再在缺Mg的培养液加入Mg,看幼苗的生长发育恢复情况。
(2)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
注意:
①实验中应保证实验材料的统一性,即植物的种类、生长状况等应一致。
②实验组在幼苗生长不正常后加入X的目的是二次对照,使实验前后对照,以增强说服力。
1.(实践应用)足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象,你知道是什么原因吗?
提示:
这是随着汗液的排出而丢失了大量钙离子引起的。
2.(实践应用)患急性肠炎,为什么医生用0.9%的生理盐水静脉注射?
提示:
患急性肠炎的病人丢失大量的水和无机盐,0.9%医用生理盐水补充水和无机盐的同时,维持了细胞的渗透压,保证了细胞的形态和生命活动。
3.(实践应用)为什么大量出汗时应多喝淡盐水?
提示:
大量出汗会排出过量的无机盐,导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调,这时应多喝淡盐水。
典题分析
题型二 无机盐的功能的考查
[例3] 人体内血钙浓度低于0.01g/100mL时,外界只要有轻微刺激,神经肌肉就会出现强烈的抽搐。
这一实例说明钙在人体内的重要作用之一是( )
A.维持细胞和生物体的生命活动
B.调节内环境的酸碱平衡
C.神经细胞的重要组成成分
D.维持细胞正常渗透压
解题分析 由题意可知,当血液含钙量过低时,可导致神经肌肉抽搐,这一实例说明钙对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。
答案 A
技法提升
(1)明确无机盐在细胞中含量很少,但作用多样,不可忽视。
(2)理解无机盐在生物体内大多以离子形式存在,但也有化合物态。
(3)掌握常见的几种无机盐的生理功能。
题型三 实验验证植物生长发育所必需的某种无机盐
[例4] 为证明镁是小麦生长发育必需的无机盐,李老师设计了四组实验让学生选择(见下表)。
能达到实验目的的组合是( )
A.甲、丁B.甲、丙
C.甲、乙D.丙、丁
解题分析 根据实验目的可以确定实验的自变量为镁的提供与否,其他的培养条件应完全相同。
由于丙和丁的实验材料太少,难以消除实验材料本身的强弱对实验结果造成的干扰,所以最佳的实验组合是甲、乙。
答案 C
课堂小结
一、知识结构
二、重要术语
1.自由水 2.结合水 3.无机盐
三、重要概念
1.组成细胞的无机物包括水和无机盐。
2.水是细胞内含量最多的物质,以自由水和结合水两种形式存在。
水不仅是细胞的重要组成成分,而且是细胞内良好的溶剂和化学反应介质,并具有运输等多种功能。
3.大多数无机盐以离子状态存在于细胞中。
无机盐不仅是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分,而且对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。
当堂检测——查漏补缺 巩固提升
1.当生物体新陈代谢旺盛、生长迅速时,生物体内( )
A.结合水与自由水的比值与此无关
B.结合水与自由水的比值会降低
C.结合水与自由水的比值会升高
D.结合水与自由水的比值不变
答案 B
解析 细胞中自由水比例上升时,细胞代谢加快;结合水比例上升时,新陈代谢减慢,细胞抗逆性增强。
因此,当生物体生长迅速时,细胞内结合水与自由水的比值会降低。
2.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
答案 A
解析 细胞中的水分子以自由水和结合水的形式存在,其中自由水以游离形式存在,结合水与其他物质相结合,A错误;水是细胞鲜重中含量最多的成分,其中自由水是细胞代谢活动的介质和细胞中多种物质的溶剂,B、C、D正确。
3.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.有的无机盐游离在水中维持细胞的pH
C.细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在,如CaCO3是骨骼、牙齿的主要成分
D.碘是合成甲状腺激素的原料,所以常在食盐中加碘
答案 C
解析 铁是血红蛋白的组成成分,缺铁则不能合成血红蛋白,A正确;有的无机盐游离在水中维持细胞的渗透压和pH,B正确;细胞中的无机盐大多数以离子形式存在,C错误;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,D正确。
4.下列有关生物体内水和无机盐的叙述错误的是( )
A.不同植物含水量有所差异,同一植物不同部位含水量相同
B.水既是细胞内良好的溶剂,又是生物体内物质运输的主要介质
C.无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用
D.镁是构成叶绿素的必需成分,缺乏镁时会影响植物的光合作用强度
答案 A
解析 不同植物含水量有所差异,同一植物不同部位含水量也不同,A错误;细胞内的自由水既是良好的溶剂,也是生物体内物质运输的主要介质,对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用,B正确;人体内无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用,C正确;Mg是叶绿素的组成成分,植物缺Mg会影响叶绿素的合成,从而影响植物的光合作用强度,D正确。
[基础对点]
知识点一 细胞中的水
1.下列关于细胞中水的说法,正确的是( )
A.干种子的细胞内不含水分子
B.代谢旺盛的组织细胞中结合水比例较高
C.同一生物体在不同的生长发育期含水量基本无差异
D.同一生物体中,不同组织细胞中的含水量可能相差很大
答案 D
解析 干种子的细胞内存在一定量的水维持生命力,A错误;代谢旺盛的组织细胞中自由水比例较高,B错误;幼年个体含水量多,老年个体含水量少,可见同一生物体在不同的生长发育期含水量差异较大,C错误;同一生物体中,幼嫩组织含水量高,衰老组织含水量少,可见不同组织细胞中的含水量可能相差很大,D正确。
2.下列关于水的叙述,错误的是( )
A.细胞中的水以结合水和自由水两种形式存在
B.生物体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水
C.一定条件下,细胞内的自由水和结合水可以相互转化
D.种子萌发时,细胞中自由水与结合水的比值降低
答案 D
解析 细胞中的水存在自由水和结合水两种形式,A正确;自由水在体内具有运输营养物质和代谢废物的功能,B正确;自由水和结合水可以相互转化,例如温度升高后,一部分结合水可转化为自由水,C正确;种子萌发代谢增强,自由水与结合水的比值要增大,D错误。
3.某细胞中的含水量为自由水∶结合水=90∶10,在水分总量不变的情况下,适当提高温度增强细胞代谢,则两种水的含量的比值变化是( )
A.增大B.减小
C.不变D.不能确定
答案 A
解析 在水分总量不变的情况下,提高温度会使结合水向自由水转化,自由水与结合水比值上升,A正确。
4.秋天刚收获的玉米先后经晾晒和烘干处理,均可失去水,则下列相关叙述正确的是( )
A.晾晒和烘干失去的水主要是自由水
B.晾晒和烘干失去的水主要是结合水
C.晾晒失去的主要是自由水,烘干失去的主要是结合水
D.晾晒和烘干失去的水都主要是自由水和结合水
答案 C
解析 晾晒处理失去的主要是自由水;晾晒之后的玉米就成了干种子,此时,细胞中的自由水少,因此,经烘干处理后失去的主要是结合水。
5.幼小植物体内自由水与结合水的比值不断增大时,植物体内的新陈代谢活跃,生长迅速;自由水与结合水的比值不断减小时,植物体内的新陈代谢减弱,生长缓慢。
下面解释正确的是( )
①结合水是构成植物细胞结构的一部分 ②结合水参与某些代谢反应 ③自由水是各种代谢活动的介质 ④自由水参与某些代谢反应
A.①②B.②③C.③④D.①④
答案 C
解析 自由水是良好的溶剂,营养物质和代谢废物在自由水中运输,自由水又参与一些代谢过程,因此自由水与结合水的比值增大时,代谢加快。
知识点二 细胞中的无机盐
6.下列关于无机盐的功能的叙述,不正确的是( )
A.参与生物体内某些复杂化合物的构成
B.对维持细胞和生物体的生命活动具有重要意义
C.维持生物体内的渗透压和酸碱平衡,使细胞维持正常的形态与功能
D.为细胞的生命活动提供物质和能量
答案 D
解析 叶绿素、血红蛋白等复杂化合物中含有无机盐离子,A正确;许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要意义,如哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+,如果Ca2+的含量太低,会出现抽搐等症状,B正确;无机盐能够维持生物体内的渗透压和酸碱平衡,从而使细胞维持正常的形态与功能,C正确;无机盐不能为细胞的生命活动提供能量,细胞生命活动的能量来源为糖类等有机物,D错误。
7.在质量分数为0.9%的NaCl溶液中,人的红细胞可以保持正常形态。
若将红细胞置于浓盐水中,红细胞则会失水皱缩,从而丧失运输氧气的功能。
这些事实说明( )
A.无机盐对维持细胞的酸碱平衡有重要作用
B.无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用
C.无机盐离子容易进出细胞
D.水分子容易进出细胞
答案 B
解析 在质量分数为0.9%的NaCl溶液中,人的红细胞可以保持正常形态,而在浓盐水中,红细胞会失水皱缩,失去正常功能,这说明无机盐对维持细胞的渗透压,进而维持细胞的形态和生理功能有重要作用。
8.广告语“聪明的妈妈会用心(锌)”道出了锌的重要性。
研究发现生物体内有70多种酶的活性与Zn2+有关,这说明无机盐( )
A.对维持酸碱平衡有重要作用
B.对维持细胞形态有重要作用
C.对维持生物体的生命活动有重要作用
D.对调节细胞内溶液的浓度有重要作用
答案 C
解析 由题干信息可知,Zn2+与生物体内的70多种酶的活性有关,这体现了无机盐离子对维持生物体的生命活动有重要作用。
9.在炎热的夏季,人们要经常多喝一些盐汽水,其原因是( )
A.夏季排汗失水较多,因此需要补充水分
B.喝盐汽水的目的主要是补充水分
C.人在排汗时会失去部分无机盐,因此要补充无机盐
D.对于人体而言,水的作用远大于无机盐
答案 C
解析 在炎热夏季,人们出汗较多,在排汗时会失去水和部分无机盐,因此,需要通过饮用一些盐汽水来补充水和无机盐,而盐汽水特别强调“盐”,因此,其主要目的是补充无机盐,C正确。
10.为了探究某元素是否是植物的必需元素,应采取的方法是( )
A.检测正常叶片中该元素的含量
B.分析根系对该元素的吸收过程
C.分析环境条件对该元素吸收的影响
D.观察含全部营养元素的培养液中去掉该元素前后植株的生长发育状况
答案 D
解析 判断某元素是否是必需元素,通常用溶液培养法。
即在人工配制的完全培养液中,除去某种元素,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(出现特定的缺素症状),且只有补充了该种元素(其他元素无效)后植物的生长发育才恢复正常(症状消失),说明该元素是植物所必需的元素。
[能力提升]
11.结合下列曲线图,有关无机物在生物体内含量的说法,错误的是( )
A.曲线①可表示人体内自由水与结合水的比值随年龄的变化
B.曲线②可以表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化
C.曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中,种子内无机盐的相对含量变化
D.曲线①可以表示人从幼年到老年体内水含量的变化
答案 C
解析 一般来说,细胞内的结合水含量是相对稳定的,但自由水的含量变化较大,衰老的细胞中自由水含量减少,细胞内自由水与结合水的比值也将减小,A正确;自由水是细胞内的良好溶剂,细胞内许多化学反应都需要有水的参与,所以细胞内自由水与结合水的比值升高后,代谢增强,细胞呼吸速率加快,B正确;玉米种子被烘干的过程中含水量越来越少,其内的无机盐相对含量逐渐增加,最后达到一恒定值,C错误;人体老化的特征之一就是水的含量减少,幼儿身体内水的含量约为77%,远远高于老年人身体内水的含量,D正确。
12.如图1表示甲、乙两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系;图2表示钙对某种植物花粉管生长的影响的关系。
下列相关描述错误的是( )
A.据图1可知,乙的浓度为b时,对提高作物的产量最有利
B.据图1可知,乙的浓度为d时,虽然对提高产量有利,但会造成肥料的浪费
C.据图2可知,适宜浓度的钙有利于花粉管的生长
D.据图2可知,钙对花粉管生长速率的影响随浓度的变化而变化
答案 A
解析 由图1可知,乙的浓度为c时比浓度为b时,对提高作物的产量更有利,A错误;当乙浓度为d时,产量与浓度为c时相同,但会造成肥料的浪费,B正确;图2曲线最高点对应的钙浓度是促进花粉管生长的适宜浓度,C正确;由图2可知,随钙浓度改变,花粉管的生长速率也随着改变,D正确。
13.如图是培育的长春冬小麦(品种“吉株”)在不同时期的含水量、自由水量、结合水量和呼吸速率随时间的变化情况。
请据图回答下列问题:
(1)在9~12月间,随着气温的不断下降,结合水的含量相对________,由于结合水与亲水性物质结合而不易结冰,所以结合水含量的相对增加有利于增强冬小麦的抗________性。
(2)大约从10月9日开始,冬小麦的呼吸速率______________,植物细胞消耗的糖分减少,有利于糖分积累,这样提高了细胞液的浓度,使冰点________。
(3)在9~12月间,自由水与含水量的比值不断______,新陈代谢不断________。
答案
(1)提高 寒
(2)逐渐减弱 降低
(3)降低 减弱
解析 在细胞中水的存在形式有两种:
一是自由水,二是结合水,随着气温的不断下降,结合水的含量相对提高,这样可提高植物的抗寒性;随着温度下降,冬小麦的呼吸速率逐渐减弱,由于糖分的消耗减少,可提高细胞液的浓度,降低细胞的冰点。
14.试根据下表回答问题:
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
83
84
(1)根据表1和表2中的数据回答下列问题:
①生物体中含量最多的化合物是________;
②水生生物的含水量比陆生生物________;
③代谢旺盛的组织器官含水量________。
(2)水在生物体内的存在形式有______________,生命活动旺盛的细胞________含量高。
农民晒谷种时晒出的水是以________形式存在于细胞中的。
(3)心脏是坚实的,血液是流动的,但两者的含水量仅为4%之差,这说明________________________________________。
(4)“对绝大多数生物来说,没有水就不能存活。
”试简述水在生物体中的重要作用。
__________________________________________________________________
________________________________________________________。
答案
(1)①水 ②多 ③较多
(2)自由水、结合水 自由水 自由水
(3)心脏中的水主要以结合水形式存在,血液中的水主要以自由水形式存在
(4)水是细胞或生物体的重要组成成分;水是细胞内的良好溶剂;参与细胞内许多生物化学反应;为细胞提供液体环境;运送营养物质和代谢废物
15.验证镍是植物生活所必需的无机盐。
材料用具:
完全营养液甲、缺镍的营养液乙、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐。
(1)方法步骤。
①将长势相似的玉米幼苗分成数量相同的两组;
②将一组玉米幼苗放在缺镍的营养液乙中培养,另一组玉米幼苗放在_______________________;③__________________________________________。
(2)实验预期:
甲营养液中玉米幼苗正常生长;________________。
(3)为进一步验证镍一定是必需的无机盐,还应增加的实验步骤是___________________________________________________________;
结论是__________________________________。
答案
(1)②等量的完全营养液甲中培养 ③将两组玉米幼苗放在相同的适宜环境中培养数天,观察实验结果
(2)乙营养液中玉米幼苗不能正常生长(或表现出缺素症),则镍可能是植物必需的无机盐
(3)在缺镍的营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐,一段时间后,原来异常的玉米幼苗恢复正常生长(或病症消失) 镍是必需的无机盐
解析
(1)实验设计要遵循对照原则和单一变量原则。
一组玉米幼苗放在缺镍的营养液乙中培养,则另一组玉米幼苗应放在等量的完全营养液甲中培养。
然后将两组玉米幼苗放在相同的适宜环境中培养数天。
(2)甲营养液中玉米幼苗正常生长,乙营养液中玉米幼苗不能正常生长(或表现出缺素症),则镍可能是必需的无机盐。
(3)要确定不能正常生长的一组确实是因缺镍导致的,要进行二次实验,应在缺镍的营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐,一段时间后,观察玉米能否恢复正常生长。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 细胞中的无机物 高中生物 细胞 中的 无机物 导学案 课时 作业