知識點一 細胞中的水
1.水的含量:水是活細胞中含量最多的化合物,生物體的含水量随着生物種類的不同有所差别,一般為60%~95%,水母含水量達到97%。
2.水的特點
(1)水是極性分子:水分子的空間結構及電子的不對稱分布,使水分子成為一個極性分子。帶有正電荷或負電荷的分子(或離子)都容易與水結合,因此水是良好的溶劑。
(2)水分子之間靠氫鍵相互作用:
①氫鍵形成:由于水分子的極性,當一個水分子的氧端靠近另一個水分子的氫端時,它們之間的靜電吸引作用就形成一種弱的引力,這種弱的引力稱為氫鍵。
②氫鍵的作用:a.水分子之間靠氫鍵連接,氫鍵比較弱,易被破壞,隻能維持極短時間,這樣氫鍵不斷地斷裂,又不斷地形成,使水在常溫下能夠維持液體狀态,具有流動性。
b.由于氫鍵的存在,水具有較高的比熱容,使水的溫度相對不容易發生改變,對于維持生命系統的穩定性十分重要。
3.水的存在形式及功能
存在形式 |
自由水 |
結合水 |
含義 |
細胞中絕大部分呈遊離狀态,可以自由流動的水 |
與細胞内其他物質(主要與蛋白質、多糖)相結合的水 |
含量 |
約占細胞内全部水分的95.5% |
約占細胞内全部水分的4.5% |
功能 |
①細胞内的良好溶劑 ②參與許多生物化學反應 ③為細胞提供液體環境 ④運送營養物質和代謝廢物 |
是細胞結構的重要組成部分 |
4.自由水與結合水的關系
(1)自由水和結合水在一定條件下可相互轉化
(2)自由水與結合水相對含量與細胞代謝的關系
①關系
抗逆性:抗旱、抗寒、抗熱等特性
②實例:北方冬小麥在冬天來臨前,自由水比例降低,結合水比例上升,以避免氣溫下降時自由水過多導緻結冰而損害自身;新鮮雞蛋中的水主要以結合水狀态存在,變質雞蛋中的水主要以自由水狀态存在。
不同幹旱脅迫強度下葉片含水量的變化
注意:
1、剛收獲的新鮮種子在陽光下曬幹,重量減輕,這個過程損失的主要是自由水。種子曬幹,自由水含量降低,細胞代謝水平降低,便于儲藏。環境恢複适宜時,可萌發。
2、把曬幹的種子放在一潔淨的試管中加熱,試管壁上有水珠出現,這些水主要是結合水。高溫烘烤的種子已死亡,這樣的種子将不能萌發。
3、種子燃燒後剩下的灰燼,是無機鹽。
知識點二 細胞中的無機鹽
(對比記憶:細胞中的元素大多以化合物的形式存在)
2.含量:無機鹽是細胞中含量很少的無機物,僅占細胞鮮重的1%~1.5%。
3.無機鹽的作用
生理功能 |
舉例 |
無機鹽是細胞必不可少的許多化合物的成分 |
①Mg是構成葉綠素的元素;②Fe是構成血紅素的元素;③P是組成細胞膜、細胞核的重要成分 |
無機鹽對于維持生物體的生命活動有重要作用 |
①人體内Na+缺乏會引起神經、肌肉細胞的興奮性降低,最終引發肌肉酸痛、無力等,因此,當大量出汗排出過多的無機鹽後,應多喝淡鹽水;②哺乳動物的血液中必須含有一定量的Ca2+,如果Ca2+的含量太低,動物會出現抽搐等症狀;如果Ca2+的含量太高,會導緻肌無力③玉米在生長過程中缺乏P,植株就會特别矮小,根系發育差,葉片小呈暗綠偏紫色。 |
無機鹽對于維持細胞的酸堿平衡具有重要作用 |
人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸堿緩沖物質,可以中和人體代謝産生的或酸或堿的代謝物質
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無機鹽能調節人體的滲透壓,維持細胞的正常形态 |
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知識點三 驗證某種礦質元素生理功能的實驗方案
1、實驗思路:分别用完全培養液和缺Mg培養液培養相同種類、生長狀況等一緻的幼苗,觀察生長發育情況,如果完全培養液培養的幼苗正常生長,而缺Mg培養液培養的幼苗不能正常生長,說明Mg是生長發育必需的元素。還可以再在缺Mg的培養液加入Mg,看幼苗的生長發育恢複情況。
2、實驗驗證方法
①對照組:植物+完全培養液―→正常生長
②實驗組
注意:①實驗中應保證實驗材料的統一性,即植物的種類、生長狀況等應一緻。②實驗組在幼苗生長不正常後加入Mg的目的是二次對照,使實驗前後對照,以增強說服力。
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