第5节　细胞中的无机物
第二章　组成细胞的分子
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1.说出水和无机盐的作用。[重点]
2.尝试设计实验了解无机盐对生物体的生命活动的重要意义。[难点]
一、细胞中的水
1．生命活动离不开水
(1)水是构成细胞的重要有机物,在细胞的各种化学成分中含量__________。
(2)生物体的含水量随着__________的不同有所差别;生物体在不同的____________,含水量也不同。
最多
生物种类
生长发育期
2．水的存在形式和功能
游离
自由流动
稳定
良好溶剂
生化反应
细胞结构
养料
代谢
想一想
种子萌发时、种子细胞内的哪种水的含量增加了？
【提示】　自由水。
2．含量:占细胞鲜重的__________。
3．功能
(1)某些重要化合物的组成成分,如__________是构成叶绿素的主要成分。
(2)维持细胞和生物体的__________,如哺乳动物的血液中__________含量降低,会出现抽搐现象等。
(3)维持细胞的__________。
离子
1%～1.5%
Mg2＋
生命活动
Ca2＋
酸碱平衡
判一判
(1)细胞中含量最多的化合物是水。( )
(2)新鲜幼嫩的植物细胞中只含有自由水,代谢旺盛。( )
(3)水分在细胞内不参与细胞结构组成。( )
(4)Mg2＋是构成所有色素的成分。( )
×
√
×
×
要点一　自由水与结合水的相互转化及对细胞的影响
2．自由水与结合水含量对细胞的影响及实例
(1)自由水与结合水的相对含量决定细胞的代谢强弱,自由水比例越高,细胞代谢越旺盛;结合水比例越高,细胞的抗寒、抗旱、抗热性能越高。
(2)细胞中两种形式水含量不同,可以影响到器官的形态特点,如心肌和血液含水量相当,但心肌中结合水含量相对较高,血液中自由水含量相对较高。
(3)根据自由水与结合水的含量对代谢的影响,在生产中有如下应用:
①种子贮存前,晒干是为了减少自由水含量,降低代谢速率,以延长寿命;
②种子萌发时,先进行浸泡让其吸足水分,以增加自由水的含量,便于进行旺盛的生命活动;
③越冬作物减少灌溉,可提高作物对低温的抗性。
特别提醒
①不同种类生物含水量不同。
②同种生物不同的生长发育时期或不同的组织细胞含水量不同。
③活细胞中自由水含量降低时,其代谢会减弱;当其失去结合水时,会导致细胞结构的破坏,从而使细胞代谢停止。
下表分别是生物体及人体组织、器官的含水量。对表中数据分析可得出的正确结论是(　　)
表1 生物体的含水量

表2　　　　人体组织、器官的含水量
①构成生物体的成分中水的含量最多
②生物体的含水量与生物的生活环境密切相关
③代谢旺盛的组织、器官含水较多
④组织、器官的形态结构差异与水的存在形式相关
A．①②③④
B．①②③
C．①②
D．①
【解析】　分析过程如下:
【答案】　A
互动探究
(1)表1中,为什么水母与高等植物的含水量相差较大？
(2)根据表2能否说明水不一定是任何组织或器官内含量最多的化合物？
【提示】　(1)水母是水生生物,高等植物是陆生生物。
(2)能,如牙齿、骨骼含水较少。
跟踪训练
下面关于细胞中水的叙述,不正确的是(　　)
A．寒冷时,植物细胞中结合水比例增大,是为了防止冻伤,提高植物的抗寒性
B．新陈代谢旺盛的植物细胞含水量高,老年人细胞中的含水量比婴儿少
C．越冬植物同其他植物相比细胞内自由水的含量较高
D．细胞中自由水和结合水间是可以相互转化的,含量不是固定不变的
解析:选C。水是细胞中含量最多的化合物,新陈代谢旺盛的细胞中,自由水的比例高;抗性强的植物细胞中,结合水的比例较高。越冬时植物的代谢降低,细胞中自由水含量降低。自由水和结合水是可以相互转化的。
特别提醒
①无机盐并不都是以离子状态存在,如骨骼中的CaCO3以化合物形式存在。
②无机盐能通过影响细胞失水或吸水而影响细胞内水的含量进而影响细胞形态。生理盐水不影响细胞内水的含量,所以能保持细胞正常形态。
③无机盐摄入过量同样会引起多种疾病。如摄入钙过量会引起胆结石、动脉粥样硬化;氟过量会使牙齿出现斑点。
下列关于无机盐的叙述,错误的是(　　)
A．Fe2＋是合成血红蛋白不可缺少的成分
B．细胞中的大多数无机盐以化合物的形式存在
C．植物缺Mg2＋会影响光合作用
D,人体内缺少CaCO3会导致骨质疏松
【解析】　选项A,Fe2＋是构成血红蛋白的成分;选项B,细胞中大多数的无机盐以离子的形式存在;选项C,Mg2＋是构成叶绿素的主要成分,所以缺Mg2＋会影响光合作用;选项D,碳酸钙是构成骨骼的重要成分,人若缺少会导致骨质疏松。
【答案】　B
跟踪训练
如图是一种叶绿素分子(左)和血红蛋白分子(右)的局部结构简图,下列说法不正确的是(　　)
A．合成叶绿素和血红蛋白分别需要镁和铁
B．植物体缺镁会影响光合作用
C．人体缺铁会影响血红蛋白对氧的运输
D．Mg和Fe分别存在于植物和动物细胞中
解析:选D。Mg2＋是合成叶绿素必需的,叶绿素是光合作用必需的色素;而Fe2＋是血红蛋白的组成成分,缺乏就会影响红细胞的功能;Fe和Mg在动物体和植物体细胞中都有。
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