内容正文:
第2节 细胞中的无机物
第2章 组成细胞的分子
内容提要:
1.水在细胞中以什么形式存在?具有那些重要作用?
2.为什么细胞中的无机盐含量很少,作用很重要?
细胞中含量最多的化合物是水
不同生物体内的含水量不同
同一生物的不同生长发育时期的含水量不同
同一生物不同组织或器官的含水量不同
一、水的含量
2
水母97%
藻类90%
鱼类80-85%
高等植物 60-80%
哺乳动物65%
水在细胞中的含量
不同生物体中含水量 ______
水生生物 陆生生物
不同
>
水在细胞中的含量
不同生长发育阶段含水量 ______,幼年生物 老年生物
不同
>
幼儿时期 70%
老年时期 50%左右
血液 83%
骨骼 22%
牙齿 10%
水在细胞中的含量
心脏 79%
肌肉 76%
同一生物在不同组织、器官中,水的含量______
不同
二、水分子的结构及特性
分子结构 特性
水是极性分子
是良好的溶剂
能形成分子间的
氢键
具有流动性
具有高比热容
结构与功能相适应
流水
(液态)
蒸气
(气态)
白雪
(固态)
那么,细胞内水是否还是以这三种形式存在呢?
自然界中的水以三种形式存在:
三、水的存在形式及作用
为何心肌呈坚韧的形态而血液呈流动的液态?
血液中自由水含量较多,主要来运输营养物质与废物,因此呈液态。
心脏的结合水含量较多,主要用于构成细胞结构,因此呈固态。
结合水
自由水
以游离形式存在,
自由流动的水。
与其他物质相结合的水。
形式 定义 含量 作用
自由水
结合水
约95.5%
约4.5%
①细胞内良好的溶剂
②参与细胞内的生化反应(光合作用)
③为细胞提供液体环境(血浆)
④运输营养物质和代谢废物(血液)
细胞结构的重要组成成分
呈游离状态的水,可以自由流动
与细胞内的其他物质相结合的水
(特点:可自由流动、易蒸发)
(不易散失、较稳定)
总之,各种生物体的一切生命活动都离不开水。
阅读教材P20~21第2段,完成下面表格。
三、水的存在形式和功能
9
四、自由水与结合水的相互转化
自由水
结合水
温度降低
温度升高
(1)条件
(2)原因
水分子与细胞内的亲水物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合。
温度升高,水分子的动能增加,会逃脱氢键的束缚成为自由水。
烘干种子时,部分结合水转化为自由水散失掉;
水果放入冰箱冷藏时,部分自由水转化为结合水。
细胞中的水
鲜种子
干种子
死种子
暴晒
烘烤
失去自由水
代谢减弱
失去结合水
种子死亡
用水浸泡后,能萌发
用水浸泡后,不能萌发
失去大部分自由水,种子仍能保持活性
失去结合水,种子失去了活性
五、 自由水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系
如图所示:
比值大
比值小
新陈代谢旺盛,但抗逆性较差
新陈代谢缓慢,但抗逆性较强
(如:细胞衰老、环境恶化)
“自由水所占比例越大,细胞代谢就越旺盛;
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。”
联系生活,判断以下实例中水主要以什么形式存在?
(1)切西瓜时流出的瓜汁水
(2)鸡蛋清里的水
(3)新鲜小麦种子晒干时丢失的水?
(4)晒干的种子用水浸泡后还能萌发吗?
(5) 晒干后的种子烘烤后,试管壁上的水珠
(6)失去结合水的种子浸泡后还能萌发吗?
自由水
结合水
自由水
结合水
失去自由水的干种子仍保持其生理活性
失去结合水的细胞失去活性
习题练习
1、判断正误
细胞失去结合水后仍可保持活性。( )
种子储存前晒干是为了去掉全部自由水,降低种子的代谢速率,延长种子的储存时间。( )
参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水。( )
生物体内的许多化学反应离不开水。( )
人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水。( )
细胞内自由水与结合水的比值与新陈代谢的强弱关系不大。( )
×
×
×
√
√
√
习题练习
2、下图为对刚收获的种子所做的一系列处理。据图判断,下列有关说法正确的是( )
C
点燃一粒小麦种子,待它燃烧时可见到一些灰白色的灰烬,这些灰烬是什么?
无机盐
1、无机盐在细胞的含量和存在形式
含量 存在形式
无机盐
1%~1.5%
多数为离子状态,少数为化合状态
阳离子:Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等。
阴离子:Cl-、SO42-、PO43-、HCO3- 等。
细胞中的无机盐
如:牙齿中的CaCO3
2.无机盐的作用:
无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分。
(1)为什么植物体缺Mg会影响光合作用?
(2)为什么缺Fe会导致贫血?
图2-1 叶绿素分子、血红素分子局部简图