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【学案导航】---明方向！
【课程学习目标】
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作用。
第一层级：预学区.不看不讲
【知识体系梳理】
一、细胞中的水
1.含量:水是细胞中含量① 的化合物。不同的生物体内水的含量② ;同一生物体的不同组织、器官含水量也不相同,其中新陈代谢越旺盛的细胞含水量③ ;生物体在不同的生长发育阶段水的含量④ 。
2.存在形式:⑤ 和⑥ 。
3.作用:生物体的一切生命活动都离不开⑦ 。结合水是⑧ 的重要组成成分;自由水是细胞内的⑨ 、参与细胞内的⑩ 反应、是细胞生活的 环境、运输 。
二、细胞中的无机盐
1.存在形式:大多数以 的形式存在,少量与其他化合物结合以 的形式存在。
2.无机盐的作用
(1)细胞中许多 的重要组成成分;
(2)对维持 的生命活动有重要作用。
三、细胞中的元素和化合物
1.细胞是多种元素和化合物构成的 。
2.活细胞中的化合物必须有机地组织起来,构成细胞这种最基本的结构形式,才能表现 。活细胞中的化合物的含量和比例处在 之中,但又保持 ,以保证细胞生命活动的正常进行。
【预习效果检测】
1.下列关于生物体内水的叙述,错误的是( )。
A.参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水
B.水是细胞结构的组成成分之一
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C.人体细胞内水的存在形式是自由水和结合水
D.自由水与结合水的比例与新陈代谢强弱关系不大
2.正常人的一生中,细胞内自由水与结合水的比值(P)随年龄变化的曲线是( )。
3.某儿童患佝偻病,发烧时就会抽搐,医生建议他平时要补充( )。
A.新鲜水果和蔬菜 B.钙片和维生素D
C.谷物种皮和胡萝卜 D.蛋白质和糖类
4.人体内缺少钠盐时,会四肢无力,恶心呕吐甚至胸闷。这个事实说明无机盐的作用是( )。
A.组成生物体的重要结构 B.调节细胞的pH
C.维持生物体的生命活动 D.是人体重要的能源物质
第二层级：导学区.不议不讲
【重点难点探究】
知识点一:了解水
1.细胞中水的存在形式有几种?它们分别有什么功能?请完成下表。
存在形式
定义
生理作用
2.晒干的水稻种子去除的水及保留的水,其形式分别是什么?
3.生物体含水量的特点是怎样的?自由水和结合水的相对比例与生物体的代谢水平有怎样的关系?越冬的植物、干旱地区植物的细胞中,哪种形式的水的含量相对较高?这对植物的生命活动有何重要意义?
例1 水和无机盐在生物体的生命活动中必不可少。
科学实验表明:生命活动旺盛的细胞,自由水/结合水的比值增大,而处于休眠状态的细胞自由水/结合水的比值减小。请分析回答下列问题:
(1)自由水是细胞内的良好 ,有利于物质的 ,有利于 的顺利进行,所以生命活动旺盛的细胞自由水的含量就 。
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(2)干种子内含的主要是 水,抗旱性强的植物结合水的含量 ,处于休眠状态的细胞,自由水含量 。
(3)结合水和自由水是可以 的。
知识点二:了解无机盐
1.请叙述无机盐的存在形式及生理功能。
2.探究某矿质元素离子是否为植物生活所必需的实验方法是什么?实验过程中需配制哪两种营养液?当缺素“完全营养液”中的植物表现出症状后,还需如何继续实验,才能确定该矿质元素离子是植物生活所必需的?
例2 无机盐是人体不可缺少的营养成分,引起儿童得佝偻病、地方性甲状腺肿及贫血病的无机盐分别是( )。
①钾 ②钙 ③钠 ④铁 ⑤碘 ⑥磷
A.①②④ B.②⑤④ C.②⑥④ D.⑥⑤④
第三层级：固学区.不练不讲
【基础智能检测】
1.下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是( )。
A.休眠的蚕豆子叶细胞
B.玉米的胚乳细胞
C.洋葱根尖分生区的细胞
D.成熟柑橘的果肉细胞
2.研究发现生物体内有七十多种酶的活性与锌有关,这说明锌( )。
A.是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
B.对维持生物体的生命活动有重要作用
C.对维持细胞的形态有重要作用
D.对调节细胞内溶液的浓度有重要作用
3.下列关于生物体内水的叙述,不正确的是( )。
A.结合水是细胞的重要组成成分
B.血细胞中的水大部分是自由水
C.自由水可参与细胞内物质的运输与化学反应
D.若不同种生物细胞中的自由水和结合水的比值相同,则它们的代谢强度相同
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4.英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行实验的过程中发现,用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心,收缩不能维持;用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时,蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐( )。
A.对维持细胞的形态有重要作用
B.对维持生物体的生命活动有重要作用
C.为蛙心的持续跳动提供能量
D.是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分
【全新视角拓展】
5.有机化合物中具有不同的化学基团,它们对水的亲和力不同。易与水结合的基团称为亲水基团(如—NH2、—COOH、—OH),具有大量亲水基团的一些蛋白质、淀粉等分子易溶于水;难与水结合的基团称为疏水基团,如脂质分子中的碳氢链。脂质分子往往有很长的碳氢链,难溶于水而聚集在一起。请回答:
(1)等量亲水性不同的两种物质分散在甲、乙两个含有等量水的容器中,如图所示。容器中的
自由水量甲比乙 。
(2)相同质量的花生种子(含油脂多)和大豆种子(含蛋白质多),当它们含水量相同时,自由水含量较多的是 种子。
(3)以占种子干重的百分比计算,种子萌发时干燥大豆种子的吸水量比干燥花生种子吸水量 。
(4)种子入库前必须对其干燥处理,降低种子中的含水量,这是因为:
① ;
② 。
第四层级：思学区.不思不复
【思维导图构建】
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【答案】
知识体系梳理
①最多 ②差别很大 ③越高 ④不同 ⑤自由水 ⑥结合水 ⑦水 ⑧细胞结构 ⑨良好溶剂 ⑩生物化学 液体
养料和废物 离子 化合物 化合物 细胞和生物体 生命系统 生命现象 不断变化 相对稳定
【预习效果检测】
1.D 【解析】新陈代谢越旺盛,细胞内自由水的含量相对越高。
2.D 【解析】自由水和结合水的比值越高,新陈代谢越旺盛,人的一生中新陈代谢逐渐下降,故符合题意的是曲线D。
4.C 【解析】本题考查无机盐的作用。人体缺少钠盐时,会四肢无力,恶心呕吐甚至胸闷,说明钠盐能维持生物体的生命活动。
重点难点探究
知识点一:了解水
1.细胞中水的存在形式有两种,即自由水和结合水。自由水是细胞内的良好溶剂,许多反应需要水的参与,水的流动可以运送营养物质和代谢废物;结合水是细胞结构的重要成分。
存在形式
定义
生理作用
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结合水
与其他物质结合在一起的水
是细胞结构的重要组成成分
自由水
以游离的形式存在的水
是细胞内的良好溶剂;参与细胞内的生物化学反应;是细胞生活的液体环境;运输养料和废物
2.去除的主要是自由水,保留的是结合水。
3.生物体含水量的特点:不同生物种类含水量有所差别,如水生生物体内的含水量比陆生生物的多;同种生物在不同的生长发育时期含水量不同,如人体的含水量:幼儿>成人>老人;同一生物体的不同器官、组织含水量不同,如代谢旺盛的器官、组织含水量较多。一般情况下,当自由水和结合水的比例增加时,生物体的代谢活跃,生长迅速;当其比例下降时,代谢就会减弱。越冬的植物、干旱地区植物的细胞中,结合水的含量相对较高,这样可使植物的抗寒性、抗旱性等增强,以适应不良的环境条件。
例1 (1)溶剂 运输 生物化学反应 高 (2)结合 高 低 (3)相互转化
【解析】钾盐主要在维持细胞内液渗透压、心肌舒张、保持心肌正常兴奋性上有重要作用;儿童缺钙,会引起佝偻病,老年人缺钙会引起骨质疏松症;钠盐主要维持细胞外液的渗透压;铁是合成血红蛋白的原料,人体缺铁会引起缺铁性贫血;碘是合成甲状腺激素的主要原料,若成年人的食物中长期缺碘,则会引起甲状腺增生肿大,得地方性甲状腺肿,俗称“大脖子病”。
【基础知能检测】
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1.A 【解析】结合水是水与细胞内其他物质相结合形成的,是细胞结构的主要组成成分,大约占细胞内全部水分的4.5%。由此可见,结合水在细胞内的含量是较少的。题目中提供的四个选项中,蚕豆由于处于休眠状态,其细胞内的自由水大量散失,因此结合水的相对含量就增加了。而其他结构的细胞都是处于正常状态的活细胞,其细胞内自由水的含量都远高于休眠细胞中的含量,而结合水的相对含量就比较低了。
2.B 【解析】新陈代谢需要酶的催化,有七十多种酶的活性与锌有关,这说明锌对维持生物体的生命活动有重要作用。
3.D 【解析】细胞中的自由水和结合水的比值与代谢有关,但代谢速度不是全部由自由水和结合水决定的。
5.(1)少 (2)花生 (3)多 (4)①种子含水量多,呼吸作用强,种子内贮藏的营养物质损失多 ②种子含水多,呼吸作用强,放出热量多,温度增高,种子易发芽霉变
【解析】结合水是被亲水基团束缚住的水,结合水的多少与亲水基团的表面积有关,油脂含疏水基团多,而蛋白质含亲水基团多,因而蛋白质的吸水能力强,其次是淀粉、纤维素等。种子在入库前应晒干,降低自由水含量以减弱代谢强度,减少有机物的消耗。学*
【典例指津】---授技法！
热点题型一 细胞中的无机物
例1、生物体的生命活动离不开水，下列关于水的叙述，错误的是 ( )
A．在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式
B．由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基
C．有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解
D．H2O在光下分解，产生的将固定的CO2还原成(CH2O)
【答案】 C
【解析】 本题考查组成细胞和生物体的物质中水的作用以及与水有关的细胞代谢及场所。细胞中，水的存在形式有自由水和结合水两种形式，A正确。氨基酸脱水缩合形成肽链时，生成的水中的氢有两个一个氨基酸的羧基脱去—OH，另一个氨基酸的氨基脱去—H, B正确。有氧呼吸时，第三阶段参与生成水的氢来自第一步葡萄糖分解为丙酮酸和第二步丙酮酸和参与反应的水的分解， C错误。光合作用过程中水的光解生成的，仅用于暗反应三碳化合物的还原， D正确。
【提分秘籍】
1.水的含量、存在形式与代谢的关系
(1)影响细胞含水量的因素
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①生物种类：如水生生物含水量>陆生生物含水量。
②生长发育阶段：如幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分。
③组织器官种类与代谢程度：如牙齿
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