1. 水在細(xì)胞中以什么形式存在？具有哪些作用？2. 為什么細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽含量很少，作用卻很重要？
右圖是某種運(yùn)動(dòng)員飲料的化學(xué)成分表。請(qǐng)回憶初中所學(xué)知識(shí)，結(jié)合右表討論以下問(wèn)題。
運(yùn)動(dòng)員飲料的化學(xué)成分表
問(wèn)1.喝飲料主要是給身體補(bǔ)充水。水在細(xì)胞中起什么作用？
結(jié)合水：組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)；自由水：良好溶劑；參與化學(xué)反應(yīng)；提供液體環(huán)境；運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。
問(wèn)2.表中哪些成分屬于無(wú)機(jī)鹽？為什么要在運(yùn)動(dòng)員喝的飲料中添加無(wú)機(jī)鹽？無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞的生活中起什么作用？
(1)表中的氯化鈉、氯化鉀、磷酸二氫鈉、碳酸氫鈉等屬于無(wú)機(jī)鹽，它們?cè)陲嬃现幸噪x子形式存在。
(2)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中會(huì)大量出汗，出汗時(shí)人體會(huì)排出大量無(wú)機(jī)鹽，所以要給他們補(bǔ)充無(wú)機(jī)鹽。
(3)無(wú)機(jī)鹽可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的生命活動(dòng)，也是許多有機(jī)物的重要組成成分[P22正文]
一、生物體/細(xì)胞中的水
1.生物體中水的含量：
(細(xì)胞中也是水含量最多)
(1)生物體的含水量隨著生物種類(lèi)的不同有所差別，一般為60%～95%。如水生>陸生生物。
(2)同種生物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育期，含水量也不同，如幼年>成年>老年
(3)同種生物的不同組織、器官，含水量不同。
想一想：水為什么能成為細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑呢？它又為什么具有支持生命的獨(dú)特性質(zhì)呢？
(2)水能形成氫鍵，氫鍵易被破壞，也易形成，這樣水中的氫鍵不斷地?cái)嚅_(kāi)，又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體的狀態(tài)，具有流動(dòng)性。
(3)由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，這就意味著水的溫度相對(duì)不容易改變，水的這種特性，對(duì)于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要。
(2)細(xì)胞中水的存在形式：
特點(diǎn)：易蒸發(fā)、不受束縛、可流動(dòng)
特點(diǎn)：不易散失、含量較穩(wěn)定、失去流動(dòng)性和溶解性
絕大多數(shù)水以______的形式存在，可以__________。
與細(xì)胞內(nèi)_______________________________相結(jié)合的水
含量：占細(xì)胞內(nèi)全部水分的______。
含量：約占細(xì)胞內(nèi)全部水分的_____。
注意：只要是活細(xì)胞，都存在著結(jié)合水和自由水
——_________________________________________________________。
構(gòu)成細(xì)胞重要的組成成分(主要與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)結(jié)合)
①_______________________________________。
②_______________________________________。
③_______________________________________。
④_______________________________________。
運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物
5.結(jié)合水和自由水的聯(lián)系：
想一想：心肌與血液的含水量差異不大，為什么心肌呈堅(jiān)韌形態(tài)，而血液是液態(tài)？
——這是因?yàn)檠褐凶杂伤勘刃募∠鄬?duì)較高。心肌中結(jié)合水比血液含量相對(duì)較高。
(1)在一定條件下自由水和結(jié)合水可相互轉(zhuǎn)化
(2)兩者的相對(duì)含量和生物組織的代謝速率相關(guān)
細(xì)胞代謝增強(qiáng)，抗逆性減弱
細(xì)胞代謝減弱，抗逆性增強(qiáng)
如:冬小麥在冬季來(lái)臨時(shí)，結(jié)合水增多，自由水減少，增強(qiáng)抗凍能力。
考一考：結(jié)合水和自由水的判斷
________大量散失
將曬干的種子放在試管中，用酒精燈加熱
——______，僅占細(xì)胞鮮重的_________。
(1)大多數(shù)以____形式
(2)少數(shù)以______形式
[思考討論]無(wú)機(jī)鹽的作用？
資料1.下圖是一種葉綠素分子和血紅蛋白分子局部結(jié)構(gòu)圖，思考回答問(wèn)題：
思考1.植物體缺Mg會(huì)影響光合作用，為什么？
——Mg是組成葉綠素的元素之一，缺Mg使葉綠素的形成受阻，進(jìn)而影響光合作用。
問(wèn)題2.有一種貧血癥叫缺鐵性貧血癥，為什么缺鐵會(huì)導(dǎo)致貧血？
——人體內(nèi)血紅蛋白和紅細(xì)胞的減少都可以導(dǎo)致貧血。Fe是血紅蛋白的組成元素之一，缺Fe會(huì)導(dǎo)致血紅蛋白合成障礙，從而引起貧血。
——構(gòu)成細(xì)胞中某些復(fù)雜化合物的組成成分
考一考：通過(guò)對(duì)資料1的分析，你能概況出無(wú)機(jī)鹽的哪一作用？
資料2.植物在缺乏N、P、K等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種癥狀，因此生產(chǎn)過(guò)程中常要給植物施肥。玉米在生長(zhǎng)過(guò)程中缺乏P，植株就會(huì)特別矮小，根系發(fā)育差，葉片小且呈暗綠偏紫色。問(wèn)題3：植物體缺P(pán)表現(xiàn)為生長(zhǎng)發(fā)育不正常，這說(shuō)明了什么？分析為什么植物體缺P(pán)會(huì)影響其生長(zhǎng)發(fā)育。
(1)這說(shuō)明了P對(duì)于植物正常的生長(zhǎng)發(fā)育是必不可少的。
(2)P作為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的大量元素之一，是許多重要化合物(如核酸、ATP等)和生物膜等的重要組成成分，也在光合作用和呼吸作用等與能量代謝有關(guān)的反應(yīng)中扮演重要角色。當(dāng)P供應(yīng)不足時(shí)，核酸的合成會(huì)受到影響，并會(huì)波及蛋白質(zhì)的合成，還會(huì)影響體內(nèi)糖類(lèi)的代謝。因此，缺P(pán)的植物會(huì)由于糖類(lèi)代謝障礙而出現(xiàn)葉片顏色異常，并且長(zhǎng)得矮小、結(jié)實(shí)率低。
考一考：資料2談的是無(wú)機(jī)鹽的哪一作用？
[探究]嘗試探究無(wú)機(jī)鹽X是否為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的元素？
說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽X不是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的元素
說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽X是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的元素
構(gòu)成細(xì)胞中某些復(fù)雜化合物的組成成分
——[P22]Mg是構(gòu)成_________的元素，F(xiàn)e是過(guò)程_______的元素，P是組成_______、細(xì)胞核的重要成分，也是細(xì)胞必不可少的許多_______的成分。
(2)_____________________________
——Na+、Ca2+等離子對(duì)于__________也是必不可少的。例如，人體內(nèi)Na+缺乏會(huì)引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞的______降低，最終引發(fā)肌肉酸痛、無(wú)力等，因此，當(dāng)大量出汗排出過(guò)多的無(wú)機(jī)鹽后，應(yīng)多喝_______。哺乳動(dòng)物的血液中必須含有一定的Ca2+ ，如果Ca2+的含量太低，動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)______等癥狀(如果Ca2+的含量過(guò)高，會(huì)出現(xiàn)________等癥狀)。
維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)
(3)__________________________________
血細(xì)胞置于生理鹽水中 (0.9%的NaCl溶液)
血細(xì)胞置于9%的NaCl溶液中
血細(xì)胞置于0.09%的NaCl溶液中
維持細(xì)胞的滲透壓平衡(正常形態(tài))
(生理鹽水和5%的葡萄糖溶液都是人體細(xì)胞的等滲溶液)
(4)_____________________
——人無(wú)論吃的食物是酸性還是堿性食物，人的血漿pH不會(huì)發(fā)生明顯的變化(始終保持在7.35-7.45)；人在劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，肌細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸，導(dǎo)致乳酸積累，會(huì)出現(xiàn)酸痛感覺(jué)，但要不了多久這種感覺(jué)又會(huì)消失。
一、概念檢測(cè) 水和無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞的重要組成成分。判斷下列相關(guān)敘述是否正確。(1)細(xì)胞內(nèi)的自由水和結(jié)合水都是良好的溶劑，都能參與物質(zhì)運(yùn)輸和化學(xué)反應(yīng)。( )(2)同一植物中，老葉細(xì)胞比幼葉細(xì)胞中自由水的含量高。( )(3)將作物秸稈充分曬干后，其體內(nèi)剩余的物質(zhì)主要是無(wú)機(jī)鹽。( )
二、拓展應(yīng)用1.醫(yī)用生理鹽水是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液。生理鹽水的含義是什么？在什么情況下需要用生理鹽水？
——質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液，正是人體細(xì)胞所處液體環(huán)境中溶質(zhì)的濃度，所以叫生理鹽水。當(dāng)人體需要補(bǔ)充鹽溶液或輸入藥物時(shí)，應(yīng)輸入生理鹽水或用生理鹽水作為藥物的溶劑，以保證人體細(xì)胞的生活環(huán)境維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。
考一考：在患急性腸炎時(shí)，要及時(shí)注射生理鹽水；不慎受傷后，要用0.9%的鹽水清潔傷口；在高溫作業(yè)時(shí)，要喝淡鹽水。以上三種做法的主要原因依次是(　　)①消毒?、诰S持體內(nèi)水鹽平衡　③是細(xì)胞中化合物的組成成分 ④降溫?、菔羌?xì)胞的等滲溶液并有清潔作用①②④　 B. ③⑤② C. ②⑤②　 D. ②③④
2.目前已經(jīng)探明，在火星兩極地區(qū)有固態(tài)水，而那里的土壤中含有Mg、Na、K等元素?？茖W(xué)家也曾在火星上發(fā)現(xiàn)了流動(dòng)水的痕跡并據(jù)此推測(cè)，火星上曾經(jīng)或者現(xiàn)在存在著生命。為什么科學(xué)家會(huì)作出這樣的推測(cè)呢？
——水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的?？茖W(xué)家在火星上發(fā)現(xiàn)了流動(dòng)水的痕跡，說(shuō)明那里可能有自由流動(dòng)的水。同時(shí)，那里的土壤中還含有生命必需的一些元素，所以科學(xué)家才會(huì)作出這樣的推測(cè)。
1.蘋(píng)果含有微量元素Zn，而Zn是構(gòu)成與記憶力息息相關(guān)的物質(zhì)不可缺少的元素，兒童缺鋅會(huì)導(dǎo)致大腦發(fā)育不良，因此蘋(píng)果又被稱為“記憶之果”。這說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽離子(　　)A．對(duì)維持酸堿平衡有重要作用B．對(duì)維持細(xì)胞形態(tài)有重要作用C．對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的滲透壓有重要作用D．對(duì)維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用
2.無(wú)機(jī)鹽是食物中的重要礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素。下面關(guān)于無(wú)機(jī)鹽的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)A．缺鐵性貧血是因?yàn)槿梭w對(duì)鐵的攝入量不足，影響到血紅素的合成B．人體血液中Ca2＋的含量過(guò)低會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀C．人體內(nèi)Na＋缺乏會(huì)引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞的興奮性降低D．細(xì)胞中無(wú)機(jī)鹽主要用于合成各種化合物
3.下列關(guān)于細(xì)胞中無(wú)機(jī)化合物的敘述，正確的是（ ）A．自由水是生化反應(yīng)的介質(zhì)，不直接參與生化反應(yīng)B．結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，主要存在于液泡中C．無(wú)機(jī)鹽參與維持細(xì)胞的酸堿平衡，不參與有機(jī)物的合成D．無(wú)機(jī)鹽多以離子形式存在，對(duì)維持生命活動(dòng)有重要作用

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第2節(jié) 細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修1《分子與細(xì)胞》

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