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第2章理解教材新知把握热点考向知识点一知识点二考向一考向二应用创新演练第2节1.一般说来，水在细胞中的含量是最多的；生物体的一切生命活动都离不开水，水是生命的第一要素。2．自由水与结合水是细胞内水的两种存在形式。3．细胞中的无机盐大多以离子状态存在，虽然含量很少，但有多方面的重要作用。1．水的含量(1)水在细胞的各种化学成分中含量。(2)生物种类不同，含水量。(3)生物体在不同的生长发育期，含水量。最多不同不同2．水的存在形式与功能存在形式自由水结合水含义细胞中绝大部分的水以的形式存在，可以自由流动与相结合的水含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%游离细胞内的其他物质存在形式自由水结合水功能①细胞内的②参与许多③为细胞提供液体环境④运送和代谢废物⑤水有利于细胞的温度保持相对稳定是细胞结构的重要组成成分良好溶剂生物化学反应营养物质比热大1．自由水与结合水的相互转化(1)转化条件：一般与温度有关系，如自由水降温升温结合水。(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。②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。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越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。[关键一点](1)经研究发现细胞原生质中的许多基团，如羧基、羟基、酮基、氨基等都可与水以氢键结合，形成结合水，从而使原生质保持胶体状态。能与水结合的物质称为亲水性物质，蛋白质就是一种重要的亲水性物质。(2)自由水之所以是良好的溶剂，是因为水分子具有极性。水的比热较大，因此还是生物保持体温稳定的重要物质。1．甘蔗吃起来特别甜，甘蔗的细胞中含量最多的物质是()A．蔗糖B．脂质C．麦芽糖D．水解析：一般说来，在细胞中占鲜重最多的成分是水，大约占细胞鲜重的60%～95%。答案：D2．生物新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内的结合水与自由水的比值()A．升高B．下降C．不变D．变化与此无关解析：自由水在细胞中的含量较多，变动幅度也较大，一般而言，生命活动旺盛的程度与自由水的含量成正相关。生命活动越旺盛，自由水含量也就越多；反之，则越少。答案：B(1)含量：仅占细胞鲜重的。(2)存在形式：细胞中大多数无机盐以的形式存在。(3)功能：维持细胞和的、酸碱平衡，组成细胞内某些复杂化合物，对酶具有活化与调节作用等。1%～1.5%离子渗透压1．无机盐的存在形式大多数无机盐以离子的状态存在，如Na＋、K＋、Ca2＋、Fe2＋、Cl－、SO2－4等。2．无机盐的生理功能(1)是某些重要化合物的组成成分：①Mg2＋是叶绿素分子必需的成分。②Fe2＋是血红蛋白的主要成分。③碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分。④PO3－4是合成磷脂、核苷酸的原料。(2)维持正常的生命活动：①维持细胞的正常功能：如钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。②维持细胞的形态和功能：如红细胞在质量分数为9%的NaCl溶液中失水皱缩，失去输送氧的功能。(3)维持生物体内的平衡：①渗透压的平衡：Na＋、Cl－对细胞外液渗透压起重要作用，K＋则对细胞内液渗透压起决定作用。②酸碱平衡(即pH平衡)：如人血浆中HCO－3、HPO2－4等，对外界不同pH溶液具有一定的缓冲能力。[关键一点]无机盐在细胞中的含量虽然很低，但是其作用非常重要，过多或过少都会影响细胞或生物体正常的生命活动，从而使生物体表现出特定的症状。3．“××”乳酸亚铁口服液可以有效地治疗人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe2＋进入人体后能()A．调节血液的酸碱平衡B．调节血液的渗透压C．构成红细胞中的血红蛋白D．促进更多红细胞的产生解析：铁是合成血红蛋白的必需元素，缺铁就会使血红蛋白的含量减少，导致贫血。答案：C4．在患急性肠炎时，要及时注射生理盐水；不慎受伤后，要用0.9%的盐水清洁伤口；在高温作业时，要喝淡盐水。以下各项中属于以上三种做法的主要原因依次是()①消毒②维持水分代谢平衡③维持无机盐代谢的平衡④降温⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用A．①②④B．③②⑤C．②⑤③D．②③④解析：肠炎病人肠道吸收功能下降，不及时补充水分会造成脱水，所以给肠炎病人注射生理盐水目的是维持水分代谢平衡。受外伤后用0.9%生理盐水清洗伤口，是因为0.9%的生理盐水是细胞的等渗溶液，且具有清洁作用，能维持细胞的正常形态。高温作业要喝淡盐水是为了补充因高温出汗过多而丢失的盐分。答案：C[例1]水是生命的源泉，人体中水的含量约占65%。下列有关水的叙述，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．结合水是构成细胞结构的组成成分之一C．心肌中含水量约为79%，具有很强的韧性；而血液中含水量约为83%，却是流动状态，原因是前者只含结合水，后者只含自由水D．细胞中自由水与结合水的比例影响新陈代谢的强弱[解析]细胞内的水分为自由水和结合水两种形式。自由水能够自由流动，是良好的溶剂，可以运输营养物质和代谢废物。结合水是细胞结构的重要组成成分。细胞内自由水与结合水的相对含量既能影响到细胞的形态，又能影响到新陈代谢的强弱。心肌和血液中既有自由水又有结合水，前者结合水比例高，后者自由水比例高。[答案]C自由水和结合水在细胞内存在状态不同，有不同的生理作用，对生命活动都有重要意义，必不可少。分析有关水的问题时需要区分的是在不同细胞中，自由水和结合水的比例。1．农民在水稻收获后要将种子晒干，而在播种前又要浸种，这主要是因为()A．自由水含量影响新陈代谢的强弱B．结合水是细胞的组成部分C．水是光合作用的重要原料D．水是呼吸作用的重要原料解析：种子晒干而散失的水分是自由水，干种子因自由水含量降低而处于休眠状态；浸种后，种子的自由水含量增加，代谢增强，开始萌发。答案：A[例2]铁是合成人体血红蛋白不可缺少的成分，人体缺铁可引起贫血症。食物中的铁一般是有机铁，人体只能吸收利用其中的10%左右，铁锅中却含有容易被人体吸收利用的无机铁，用铁锅烧菜，对防治缺铁性贫血大有好处。钙在人体内的总量达1300g，其中99%存在于骨骼中，一旦离子化钙在血浆中的浓度明显下降，神经肌肉兴奋性会大大增加，出现手足抽搐症；相反，血钙过高会引起心跳呼吸衰竭。(1)贫血症患者血液运输________的能力低。一般的贫血症患者除要补充铁以外，还应多吃一些含________丰富的食物。(2)人体中含钙最多的是()A．肌肉B．骨组织C．上皮组织D．神经组织(3)人在长跑后，因流汗过多常出现抽搐现象，这是因为身体中________含量太低()A．K＋B．Na＋C．Ca2＋D．Mg2＋(4)由上述铁、钙在人体中的作用，说明无机盐在生物体内有哪些重要作用？[解析]本题以铁、钙为具体实例，形象地展示了无机盐对人体生命活动的重要作用。铁是构成血红蛋白的必要成分，由此说明，有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分；钙能够降低肌肉细胞的兴奋性，血钙过高会出现肌无力，过低会出现抽搐，说明无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用。[答案](1)O2蛋白质(2)B(3)C(4)①有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分；②有些无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用。(或①是某些复杂化合物的重要组成成分；②维持细胞的形态；③维持细胞正常的生理功能；④调节细胞内的酸碱度和渗透压。)2．人的红细胞必须生活在0.9%的NaCl溶液中，若将红细胞置于浓盐水中，红细胞则会失水皱缩，从而失去输送氧气的功能。这一事实说明()A．无机盐对维持生物体的新陈代谢有重要作用B．无机盐对于维持细胞的渗透压有重要作用C．无机盐离子容易进出细胞D．水分子容易进出细胞解析：0.9%的NaCl溶液浓度与血浆中无机盐浓度相同，所以红细胞放在这种环境中细胞的渗透压能保持平衡。如果将红细胞放在浓盐水中，红细胞会因失水而皱缩。如果放在清水中，红细胞因吸水而胀破，造成溶血现象。这一事实说明无机盐对维持细胞的渗透压有重要作用。答案：B1.自由水/结合水与代谢强度的关系。2.探究某种无机盐是否是植物生命活动所必需的。典例剖析下列是无土栽培营养液的配方，请据此回答有关问题：配方：NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4、螯合铁溶液、微量元素溶液。(1)为使作物正常生长，还需补充含________等元素的化合物。(2)植物吸收NH4NO3可用于合成______(填代号)。A．脂肪和RNAB．蛋白质和DNAC．核苷酸和纤维素D．淀粉和酶(3)有些无机盐离子可重复利用，有的不能重复利用，可重复利用的无机盐离子缺乏时，老叶先表现出缺乏症，不可重复利用的无机盐离子缺乏时，幼叶先表现出缺乏症。请设计实验证明Mg是可重复利用的元素。实验材料：长势相同的玉米幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。实验步骤：①配制全素培养液和缺镁培养液，分别放入两组培养瓶中，并编号A、B。②_____________________________________________________________________。③放在适宜条件下培养一段时间，__________。实验现象：在全素培养液中的玉米幼苗生长正常，___________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)植物生长需要C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等大量元素和微量元素。(2)脂肪、淀粉和纤维素只含C、H、O三种元素。(3)据题干信息可知，可重复利用的元素缺乏时，老叶先表现症状，此实验的自变量是镁的有无，因变量是老叶先变黄，还是幼叶先变黄。[答案](1)P(2)B(3)②将长势相同的玉米幼苗分别栽培在上述两种培养液中③观察玉米幼苗的生长情况实验现象：在缺镁培养液中生长的玉米幼苗老叶先变黄归纳拓展实验设计遵循的基本原则(一)1．科学性原则包括实验原理，实验材料的选择，实验方法和实验结果处理的科学性。2．对照性原则一般情况下，把改变实验变量处理的一组称为实验组；处于正常状态的一组(没有改变实验变量)称为对照组。3．平行重复原则任何实验都必须有足够的实验次数，才能避免结果的偶然性，使得出的结论更准确、科学。在实验中可以通过同时处理多个材料来体现重复性原则。4．随机性原则实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做是由于：①可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；②平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。点击下列图片进入应用创新演练