第4讲细胞中的无机物
考点一细胞中的水
水的含量
(1)在构成细胞的各种化学成分中，水是活细胞中含量最多的化合物，一般占60%～95%。
(2)生物种类不同，含水量不同。
(3)生物体在不同的生长发育期，含水量不同。
2．水的特性
(1)水是极性分子，带正电荷与带负电荷的分子容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。
(2)水分子之间形成氢键，氢键较弱，易断裂，易形成，使水在常温下保持液体状态，具有流动性。
(3)氢键的存在使水具有较高的比热容，使水的温度相对不易发生改变。
3．水的存在形式和功能
存在形式
自由水
结合水
含义
细胞中绝大部分水以游离的形式存在，是可以自由流动的水
与细胞内其他物质相结合的水
功能
①细胞内的良好溶剂
是细胞结构的重要组成成分
②参与生物化学反应
③为细胞提供液体环境
④运送营养物质和代谢废物
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%
实例：
（1）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；
（2）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。
（3）在生产实践中的应用：
①种子贮存前，晒干是为了减少自由水含量，降低种子的代谢速率，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。
5.自由水与结合水的比例与细胞代谢、抗性的关系
eq\f(自由水,结合水)
考点二细胞中的无机盐
1．存在形式：大多数以离子的形式存在。
eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(阳离子主要有：Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等,阴离子主要有：Cl－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))等))
2．含量：占细胞鲜重的1%～1.5%。
3．功能
(1)某些重要化合物和结构的组成成分，如Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素分子的元素，P是组成细胞膜、细胞核的重要成分。
(2)维持细胞和生物体的生命活动，如哺乳动物的血液中Ca2＋含量降低，会出现抽搐现象，Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低。
(3)维持细胞的酸碱平衡。
4.细胞中常见无机盐的功能及含量异常
无机盐
功能
含量异常
I－
甲状腺激素的组成成分
缺乏时患甲状腺肿
Fe2＋
血红蛋白的组成成分
缺乏时患缺铁性贫血
Ca2＋
降低神经系统的兴奋性
血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力。
Mg2＋
叶绿素的组成成分
缺乏会导致叶片发黄
K＋
促进植物体内淀粉的运输；动物细胞内液渗透压的维持
缺乏时植物抗逆能力减弱，易受病害侵袭
Na＋
维持细胞外液的渗透压
缺乏会导致细胞外液渗透压下降
5.探究植物必需无机盐的实验设计思路
探究某一种无机盐是否为植物必需无机盐，一般利用溶液培养法，具体设计思路如下：
(1)对照组：植物＋完全培养液→正常生长。
(2)实验组
【典型真题训练】
一、单选题
1．（2021·全国·高考真题）植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是（???????）
A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
【答案】C
【详解】
A、水是植物细胞液的主要成分，细胞液主要存在于液泡中，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺，故根系吸收的水有利于植物保持固有姿态，A正确；
B、结合水与细胞内其他物质相结合，是植物细胞结构的重要组成成分，B正确；
C、细胞的有氧呼吸第二阶段消耗水，第三阶段产生水，C错误；
D、自由水参与细胞代谢活动，故自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，自由水与结合水比值越高，细胞代谢越旺盛，反之亦然，D正确。
2．（2021·浙江·高考真题）无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是（）
A．Mg2+存在于叶绿体的类胡萝卜素中
B．HCO3-对体液pH起着重要的调节作用
C．血液中Ca2+含量过低，人体易出现肌肉抽搐
D．适当补充I-，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症
【答案】A
【详解】
A、Mg2+存在于叶绿体的叶绿素中，类胡萝卜素是由碳氢链组成的分