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细胞中的无机物问题探讨：1.左侧是某种动员饮料中化学成分表。根据表中运动员饮料的化学成分，每升饮料中水的计算过程为：水的密度为1×103kg/m3，即1×103g/L，可以看做1L饮料的质量是103g。已知表格中所有成分的质量总和=（30+10+10+0.8+1+0.1+0.1+0.1+0.1）g=52.2g，得饮料中水的质量=（103-52.2）g=947.8g，947.8÷103×100%=94.78%。水在细胞中的重要作用：水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与，多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。2.表中氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠属于无机盐。运动员经常运动出汗，大量出汗会排出过多的无机盐，故要在其饮料中通过添加无机盐来调整水盐平衡和酸碱平衡。无机盐在细胞中的重要作用：细胞中许多有机物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等。一、细胞中的水1.水的含量（特点）（1）含量：水是构成细胞的重要无机化合物。一般地说，水在细胞的各种化学成分中含量最多。（2）特点：①生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别。②生物体在不同的生长发育期，含水量也不同。例如，幼儿身体的含水量远远高于成年人身体的含水量，植物幼嫩部分比老熟部分含水量更多。2.存在形式水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。3.作用①结合水是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部水分的4.5%。②自由水是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在这部分水中,③细胞内的许多生物化学反应也都需要有水的参与。④多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中。⑤水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动都离不开水。二、细胞中的无机盐当你烘干一粒小麦种子，然后点燃烧尽，最终会得到一些灰白色的灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的无机盐。人和动物体内也含有无机盐。1.存在形式细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，含量较多的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+Fe2+、Fe3+等，阴离子有Cl-、so42-P043-HC03-等。2.含量与水不同，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%。3.作用（学习线索：实例思考讨论→作用→应用）（1）思考与讨论观察一种叶绿素分子和血红蛋白分子局部结构简图。①人类贫血症中有缺少红细胞和缺少血红蛋白两种类型，它们都可导致贫血。而血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是铁，所以缺铁会导致血红蛋白的合成障碍，引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。正常人体内含铁量约为3～5g，它是制造血红蛋白的主要原料之一。当铁缺乏时，血红蛋白就不能合成，从而发生缺铁性贫血。（对应教材“思考与讨论”第1题）②光合作用不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是镁。镁是叶绿素的组成元素之一，因此，镁对于光合作用有重要意义。缺镁时叶绿素的形成受到阻碍，从而影响光合作用。此外，镁还是许多酶的活化剂，镁还能促进脂肪的合成。因此，镁是重要的生命元素。（对应教材“思考与讨论”第2题）③20世纪70年代以前，人们普遍认为缺碘只能引起甲状腺肿大，还没有认识到缺碘对儿童智力的影响。进入80年代以后，人们认识到缺碘对人类危害最大的不是甲状腺肿，而是造成不同程度的脑发育落后，只有补足了碘才能确保婴幼儿脑的正常发育。目前公认标准为：人群尿碘水平在100μg/L以上，才能基本上消除碘缺乏危害。从这个全新的认识出发，我国几乎所有地区，包括以前认为的非病区，实际上都是缺碘地区，因此需要补碘的范围已扩大到全国（高碘地区除外）。（对应教材“旁栏思考题”）（2）作用①许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。例如，哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙离子，如果钙离子的含量太低，会出现抽搐等症状。②生物体内的无机盐离子，必须保持一定的量，这对维持细胞的酸碱平衡非常重要。（3）应用（对应教材“与生活的联系”）患急性肠炎的病人脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法。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。三、组成细胞元素化合物总结（学习线索：“旁栏思考”→总结）1.旁栏思考不同种类的细胞中化合物的种类有差别吗？各种化合物的含量有差别吗？（对应教材“旁栏思考题”）（1）种类和含量有差别不同细胞内的化合物都是由无机物和有机物组成的，其种类有一定差别。例如，淀粉只存在于植物细胞中，糖原只存在于动物细胞中。不同细胞中各种化合物的含量也有一定差别。例如，肌细胞中含蛋白质较多，脂肪细胞中含脂肪较多。（2）种类和含量有许多共性各种细胞中的化合物组成及含量又有许多共性。例如，所含的有机物都是糖类、脂质、蛋白质和核酸，无机物中都有无机盐和水；各种化合物在不同细胞中的含量一般维持在一定范围内。这体现了生命世界在物质组成上的统一性。2.总结细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。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；以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物，构成细胞生命大厦的基本框架；糖类和脂肪提供了生命活动的重要能源；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。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：设计实验1.科学地设计实验方案应该注意哪些问题？2.设计实验，证明某一种或某几种无机盐是这种植物生长发育所必需的。实验设计分析对照组植物＋完全培养液——正常生长①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等。②实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。③该方案也可用于.验证某种矿质元素生理功能的实验方案实验组练习：一、基础题1.细胞中含量最多的化合物是：[C]A.蛋白质；B.淀粉；C.水；D.糖原。点拨：占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。淀粉和糖原属于糖类，糖类和核酸占细胞质量分数的1-1.5%。2.水在生物体的许多化学反应中充当：[A]A.溶剂；B.催化剂；C.载体；D.还原剂。点拨：自由水是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在这部分水中。3.下列离子中哪一种不是细胞需要的？[D]A.Cl-；B.Fe2-；C.SO42-；D.Pb2+。点拨：可从组成细胞的元素理解分析。氯元素、铁元素、硫元素、氧元素均是组成细胞的元素，与其对应的离子也是细胞需要的离子；铅元素不是组成细胞的元素，铅离子不是细胞需要的离子。二、拓展题生理盐水的含义：质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境的浓度，所以叫生理盐水。人体需要生理盐水的情况：当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。本章小结细胞是由分子组成的，而分子又是由原子构成的。组成细胞的化学元素有20多种，C、O、H、N的含量最多，其中C是构成细胞的最基本的元素。元素可以组成不同的化合物，包括水、无机盐等无机物，和糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机物。蛋白质、核酸和多糖分别以氨基酸、核苷酸和单糖为单体组成多聚体，相对分子质量很大，称为生物大分子。生物大分子以碳链为骨架。蛋白质是生命活动的主要承担者。需要着重理解的是，20种左右的氨基酸是怎样组成结构和功能极其多样的蛋白质的。核酸是遗传信息的携带者。要了解它的种类、分布，以及由4种核苷酸组成的千差万别的核酸和遗传信息的关系。糖类和脂质也是细胞结构的重要组成成分，糖类和脂肪还是生命活动的重要能源物质。水是细胞结构的重要组成成分，以结合水和自由水两种形式存在。细胞的一切生命活动都离不开水。一些无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分，许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。本章还学习了利用不同的显色剂检测细胞中的糖类、脂肪和蛋白质的方法，并用显微镜观察了经显色处理后DNA、RNA在细胞中的分布。组成细胞的分子的知识，突出表明了生命的物质性。生物体的复杂结构和生命活动的奥秘，归根到底都是物质的存在形式和运动变化。此外联系日常生活的实例进行学习，有助于从细胞水平和分子水平了解一些基本的保健知识。自我检测一、概念检测判断题1.组成细胞的元素同样存在于自然环境中，说明生物与非生物具有统一性。（√）点拨：组成细胞的元素都能在自然环境中找到，这说明生物界与非生物界存在统一性；组成细胞的元素的含量与自然环境中的含量不尽相同，这说明生物界与非生物界存在差异性。2.细胞中包括蛋白质、核酸在内的有机物都能为细胞的生命活动提供能量。（×）点拨：核酸是遗传信息的携带者,不能为生命活动提供能量。糖类是主要的能源物质，淀粉和糖原分别是植物细胞和动物细胞的储能物质，但同时要注意，并非糖类都能提供能量，如纤维素是组成细胞壁的成分，核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分，它们都不提供能量。脂肪是细胞内良好的储能物质。3.细胞中含量最多的化合物是蛋白质。（×）点拨：区分细胞中含量最多的化合物，首先需明确是鲜重还是干重，鲜重中含量最多的是水，干重中含量最多的是蛋白质。4.蛋白质是细胞和生物体功能的重要体现者。（√）点拨：蛋白质参与细胞和生物体的组成，且有运输、催化、免疫、调剂等功能，因此蛋白质是细胞和生物体功能的重要体现者。5.核酸是一切生物的遗传物质，仅存在于细胞核中。（×）点拨：核酸是一切生物的遗传物质，但是，真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中；原核细胞的DNA主要分布在拟核，RNA都分布在细胞质中，病毒不具有细胞结构，也含有DNA或RNA。6.脂质中的胆固醇是对生物体有害的物质。（×）点拨：胆固醇属于脂质，是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输，故作用非常重要。只是在饮食中若过多的摄入，则对健康不利。选择题1.在植物和动物细胞内都具有的糖类是：[A]A.葡萄糖；B.蔗糖；C.麦芽糖；D.乳糖。点拨：.蔗糖、麦芽糖分布于植物细胞，乳糖分布在动物细胞。2.下列能够聚合形成DNA分子的物质是：[B]A.脱氧核糖；B.脱氧核苷酸；C.氨基酸；D.含氮碱基。点拨：.脱氧核苷酸是组成DNA的单体，本题应注意，含氮碱基不直接参与DNA组成，其为脱氧核苷酸或核糖核苷酸的组成部分之一。3.下列哪种物质的合成过程需要供给氮源：[D]A.糖原；B.淀粉；C.脂肪；D.胰岛素。点拨：合成过程需要供给氮源，说明该化合中含有氮元素，糖原、淀粉、脂肪由C、H、O三种元素组成，胰岛素由C、H、O、N元素组成。4、夏季酷暑时分，在室外作业的人们应多饮用:[A]A.盐汽水；B.牛奶；C.纯净水；D.果汁。点拨：夏季酷暑时，室外作业的人会大量的出汗，同时会丢失大量的无机盐，补水的时候也需要补盐，应多饮用盐汽水。画概念图完成下面有关蛋白质分子的概念图。二、知识迁移刚收获的玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是自由水，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗。把晒干后的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是结合水，这样的种子将不能萌发。代谢旺盛的细胞内自由水的含量相对高些。三、技能应用20种氨基酸在形成肽链时可以有不同的序列，这是肽链形式多样的主要原因。用数学的排列组合方式可以解释，假若一段只有20个氨基酸的肽链，那么由于不同的排列组合可以形成的肽链形式就有2020种之多。更何况肽链中的氨基酸数目远不止20个，通常是成百上千，可以想