2.2 细胞中的无机物-【精讲课堂】2023-2024学年高一生物同步备课精制课件(人教版2019必修1）

2.2细胞中的无机物 组成细胞的主要化合物及相对含量 通过上节课的学习我们了解到生命是物质的，元素及其化合物是生命的物质基础。 从系统的视角看生命世界，各层次生命系统的形成、维系和运转都有离不开细胞。而人类对生命系统的认识往往是从个体水平开始的。组成细胞的化合物的发现也不例外。█ 2 马拉松补给站局部 问题：大量出汗后需要补充哪些营养物质？ 这是北京马拉松补给站的部分补给品。大家可以根据切身感受想一想，大量出汗后需要补充哪些营养物质？ 大家的第一感受可能是口渴想喝水，这是因为出汗丢失了大量的水分。相关资料显示：一个人在极限状况下，可以坚持20天以上不进食，但缺水不能超过1天。可见水对于维持正常生命活动的重要性。█ 3 活动1：说说你所了解的生命活动和水的关系 首先请大家根据生活经验结合初中知识说一说你所了解的生命活动和水的关系。 大家可能会说“人体内循环系统运输营养和代谢废物离不开水” “炎热的夏天我们通过排汗可以调节体温” “种子萌发需要水” “植物根系吸收的无机盐随水自下向上运输” “水是植物光合作用的原料” 确实诸多事实表明生命活动离不开水，绝大部分细胞都直接生活在以水为溶剂的液体环境中。因此科学家推测地球上最早的生物孕育在海洋中，远古的环境条件给生物的化学组成和特性烙上了永久的印记。█ 4 活动2：认识生物体内含水量 通过数据你能找到什么规律？ 水在构成生物体的化合物中含量第一； 不同种生物含水量不同； 水生生物含水量比陆生生物高。 大家请看一组统计数据，通过数据我们能找到什么关于生物体内含水量的规律呢？ 表中含水量较少的哺乳动物相对含水量也大于50%，细胞是生命活动的基本单位，这些生物体都是有细胞构成的。所以个体水平的含水量也印证了：水在构成细胞的化合物中含量第一█ 然后我们看到不同种生物的含水量是不一样的█，一方面生物的共同起源使不同生物之间具有统一性，另一方面在生物进化的过程中以多样的方式适应不同的环境导致了差异性；所以我们看到像水母、鱼类和藻类这些水生生物含水量比水陆两栖的蛙要高，而两栖动物的含水量又高于陆生生物。这是生物与环境的相适应的体现 █ 5 细胞中的水 同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同： 幼年>成年>老年 活动3：阅读理解水分子结构决定其特性 为什么水具有支持生命的独特性质？ 1 做一做 1 想一想 阅读教材20～21页楷体字部分，尝试总结水分子结构与特性的关系。 从细胞到生态系统各个层次的生命系统中都有大量的水与生命活动密切相关。为什么水具有支持生命的独特性质？请大家暂停课程，阅读教材20～21页楷体字部分，尝试用球棍模型构建水分子结构模型。尝试总结水分子结构与特性的关系。█ 7 水是极性分子 水分子之间形成氢键 水分子 结构模型 水分子由2个氢原子和1个氧原子组成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧原子具有比氢原子更强的吸引共用电子对的能力，使得共用电子对更加偏向氧原子。 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。█ 一个水分子中，氧原子带部分负电荷（用δ-表示），氢原子带部分正电荷（用δ+表示）当很多具有极性的水分子在一起的时候，不同水分子之间会有什们影响呢？█ 当一个水分子中带部分负电荷的氧原子与另一个水分子中带部分正荷的氢原子靠得足够近时，正负电荷之间的静电吸引形成氢键。相邻的水分子之间通过氢键相联█ 8 活动4：解释水支持生命的分子机理 问题1：为什么水是细胞内良好的溶剂？ 糖溶解 水分子 糖晶体 糖分子 糖分子 接下来我们尝试从分子水平解释水支持生命活动的机理 大家一定见过这样的现象：把冰糖放入清水中，一段时间后冰糖会溶解在水中。日常生活中我们经常用水溶解各种各样的溶质分子。为什么水是良好的溶剂呢？█ 正是因为水是极性分子很容易与其他极性分子间形成氢键。比如蔗糖分子中的羟基也是由氢原子和氧原子以共用电子对相结合构成的。氢端稍带正电荷。可以和水分子稍带负电荷的氧端形成氢键。溶质分子不断地与周围的水分子之间通过氢键相互作用，于是在水中逐渐扩散均匀，成溶解状态。 细胞中的大多数无机盐、以及带有氨基、羧基、羟基的有机化合物中的这些极性基团均可与水结合，所以水也是细胞内的良好溶剂。细胞内的许多生化反应也都需要水的参与，一方面水是反应物或生成物，更多情况下水是反应的介质，反应物溶解在水中呈离子状态，反应得以顺利进行。█ 9 问题2：为什么水能起到物质运输的作用？ 水分子间的氢键 水分子与纤维素间的氢键 为什么水能起到物质运输的作用？ 首先水是良好的溶剂，加之水在常温下的流动性，使水成为生物体内物质运输的介质。█ 水在植物体内能够克服重力势能