第2章 组成细胞的分子

第2节 细胞中的无机物

填基础

一、细胞中的水

1.水的含量：生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别，一般为60％～95％，水母的含水量达到97％。水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。

2.存在形式：水在细胞中以两种形式存在，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；一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。

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。

二、细胞中的无机盐

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：①一些无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分；②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。③生物体内的某些无机盐离子，必须保持一定的量，这对维持细胞的酸碱平衡非常重要。

写长句

1.在运动员喝的饮料中添加无机盐，其原因是运动员在运动中会大量出汗，出汗时会排出大量无机盐，所以要补充无机盐。（P20“问题探讨2”）

2.从水的存在形式来看，结合水是生物体的构成成分的原因是：细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分。（P21“教材”）

3.将种子晒干就是减少了其中自由水的量而使其代谢水平降低，便于储藏；北方冬小麦在冬天来临前，自由水的比例会逐渐降低，而结合水的比例会逐渐上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。上述实例可说明：细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗寒冷等不良环境的能力就越强。（P21“教材”）

4.从水分子结构分析，水是良好溶剂的原因是：水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极 性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。（P21“教材”）

5.水的对于维持生命系统的稳定性十分重要。这是因为：水具有较高的比热容，水的温度相对不容易发生改变。（P21“教材”）

6.衰老的细胞自由水含量低，而癌细胞自由水含量相对高，由此说明自由水与细胞代谢的关系是：自由水相对含量越高，细胞代谢越旺盛。（P21“教材”改编）

7.植物体缺Mg会影响光合作用，其原因是：光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而叶绿素中不能缺少的元素之一就是Mg。Mg是叶绿素的组成元素之一，因此，它对于光合作用具有重要意义。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。（P22“思考·讨论”1）

8.绿色植物长期缺Mg会导致叶子变黄，其原因是：Mg是叶绿素的组成成分，缺Mg会导致叶绿素无法合成，而类胡萝卜素不含Mg，叶子显出类胡萝卜素的颜色，即黄色。（P22“思考·讨论”1改编）

9.无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是细胞的组成成分和调节生命活动。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整营养液中无机盐的组成和比例（营养液配方），供作物选择性吸收无机盐离子。（P22“教材”、2009年山东高考题改编）

10.缺Fe会导致缺铁性贫血症，其原因是：人体内血红蛋白减少可以导致贫血，血红蛋白中不能缺少的一种元素就是Fe,缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。（P22“思考·讨论”2）

11.植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明P对于植物正常的生长发育是必不可少的。植物体缺P会影响其生长发育，其原因是P是许多重要化合物(如核酸、ATP等)和生物膜等的重要组成成分，在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会影响蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常植株矮小，产量低下。（P22“思考·讨论”3）

12.世界卫生组织(WHO)推荐每人每天食盐摄入量以5g为宜，摄入食盐过多或过少都会对人体健康造成危害。由于食盐的主要成分是NaCl，Na 和CI-在人体细胞的代谢中发挥重要的作用，因此摄入食盐不能过少。但人体不宜过多摄入食盐。摄入盐过多对人类健康的危害很大。有证据表明，增加盐的摄入会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险;高盐饮食与骨质疏松症、糖尿病等相关。（P22“旁栏思考”）

13.医用生理盐水是质量分数为0．9％的氯化钠溶液。生理盐水的含义是质量分数为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。在什么情况下需要用生理盐水：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，其作用是：保证人体细胞的生活环境维持在稳定的状态。（P22“拓展应用1”）

14.目前已经探明，在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科学家也曾在火星上发现了流动水的痕迹。科学家据此推测，火星上曾经或者现在存在着生命。科学家会作出这样推测的原因是：水是生命之源，地球上最早的生命就是孕育在水中的。科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。同时，那里的土壤中还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。（P22“拓展应用2”）

15.在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。下图为9月至12月冬小麦的含水量的变化。研究发现冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势,据图分析其原因是随着冬季来临,气温下降,细胞中自由水的含量显著下降，其意义是有助于抵抗低温冻害。据图分析从9月至12月冬小麦的自由水和结合水含量的变化有何特点：自由水下降非常快，而结合水则上升比较多，出现这种变化的原因是：在寒冷的情泥下,自由水可以结成冰而伤害植物,结合水则不会结冰。因此,为了避免气温下降时自由水过多导致容易结冰而损害自身,自由水的比例就会逐渐降低,而结合水的比例就会逐渐上升。这是植物适环境的一种表现,是生物进化的结果。（P38“非选择题1”）

辨正误

1. 运动员喝的饮料中添加无机盐可调整水盐平衡和酸碱平衡.（√）（P20“问题探讨”改编）
2. 人们普遍认为，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水。（√）（P20“教材”）
3. 水在人体内流动既可运送营养物质也可运送废物，前者对健康的作用大于后者.（×）（P20“教材”改编）

点拔：水在人体内流动，对营养物质和废物运输，对人体健康都有重要作用。

1. 自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，抗逆性越强。（×）（P21“教材”改编）

点拔：自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，抗逆性越弱。

1. 低温环境下对花卉应该减少浇水，这可提高花卉对低温的抗性。（√）（P21“教材”改编）
2. 保卫细胞缺水影响光合作用的唯一原因是细胞缺少光合作用原料水。（×）（P21“教材”改编）

点拔：保卫细胞缺水会导致气孔关闭，植物缺少二氧化碳而影响光合作用，这是缺水影响光合作用主要原因。

1. 失去自由水的种子仍有生理活性，失去结合水的种子不再有生理活性（√）（P21“教材”改编）
2. 在正常情况下，细胞中结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。（√）（P21“教材”）
3. 将小麦种子烧尽时得到的一些灰白色的灰烬就是无机盐（√）（P21“教材”）
4. 人体贫血都是因人体内缺铁导致血红蛋白减少引起的（×）（P22“教材”改编）

点拔：缺铁会导致血红蛋白的合成障碍而贫血，但这只是人类贫血症的一种，人类贫血还有其他原因引起的。

1. 缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常植株矮小，产量低下。（√）（P22“思考·讨论3”改编）
2. Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素。P是组成细胞膜、细胞核的重要成分。（√）（P22“教材”改编）
3. 人体内Na 缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性增强，最终引发肌肉酸痛、无力等症状。（×）（P22“教材”改编）

点拔：人体内Na 缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。

1. 哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2 ，如果Ca2 的含量太低，动物会出现抽搐等症状。（√）（P22“教材”改编）
2. 细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应。（×）（P22“概念检测”）

点拔：细胞内的自由水是良好的溶剂，参与物质运输和化学反应。

1. 同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高。（×）（P22“概念检测”）

点拔：同一株植物中，幼叶细胞比中老叶细胞自由水的含量高。

1. 将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐。（×）（P22“概念检测”）

点拔：秸秆充分晒干剩余有机化合物，主要就是一些有机纤维，而秸秆充分燃烧剩余的灰烬主要就是无机盐。

1. 细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿等。(×)（P22“教材”改编）

点拔：细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在。

1. 自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动。（√）（2021·全国乙卷，T3D）
2. 无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成。(×)（2020·江苏卷，T1C）

点拔：无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，也会参与有机物的合成，如Fe2 是血红蛋白的必要成分。

1. Ca2 与肌肉的兴奋性无关。()（2020·浙江卷，T7A）
2. 风干种子中结合水与自由水的比值小。(×)（2018·全国卷Ⅱ，T4D改编）

点拔：Ca2 与肌肉的兴奋性有关，若哺乳动物血液中Ca2 含量过低，则会发生抽搐。

1. 植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐(√)（2017·海南卷，T4D）
2. 细胞内结合水/自由水的值，种子萌发时比休眠时高(×)（2015·山东卷，T4A）

点拔：风干种子中结合水与自由水的比值大。

1. 在最基本生命系统中，水有自由水和结合水两种存在形式(√)（2014·四川卷，T2A）
2. 适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐(√)（2013·江苏卷，T16C）

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