2.2 细胞中的无机物（精彩课件）-【堂堂清】2024-2025学年高一生物上学期同步精品课件（2019人教版必修1）

2.2 细胞中的无机物 本节聚焦： 1.水在细胞中以什么形式存在？ 具有哪些重要作用？ 2.为什么细胞中的无机盐含量很少， 作用却很重要？ 1 细胞中的水：水的含量 01 水是构成细胞的重要成分，也是 中含量最多的化合物，一般为 。 活细胞 几种不同生物体的含水量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 含水量% 97 80-85 78 65 90 60-80 60%-95% 理解①：不同种类生物体的含水量不同， 水生生物 陆生生物。 理解②：生物体在不同的生长发育时期含水量不同， 婴儿 成年人 老年人。 ＞ ＞ ＞ 女性 ＜ 男性 细胞中的水：水的含量 01 水是构成细胞的重要成分，也是 中含量最多的化合物，一般为 。 活细胞 60%-95% 理解③：同种生物的不同组织器官含水量不同。 人体不同结构的含水量 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心肌 血液 所占比例% 10 22 76 79 83 讨论 水在细胞中以什么形式存在？又有什么作用呢？ 注：心肌和血液的含水量相似，形态结构却大不相同，是因为它们细胞中水的存在形式不一样。 心肌和血液的含水量相似，形态结构却大不相同，是因为它们细胞中水的存在形式不一样。 细胞中的水：水在细胞中的存在形式 01 存在形式 定义 绝大部分的水呈游离状态， 可以自由流动。 一部分水与细胞内的其他物质（如蛋白质、多糖等）相结合。 含量 约占细胞内全部水分的 %。 约占细胞内全部水分的 %。 作用 ①细胞内的良好的 ； ②参加许多 ； ③为细胞生活提供 环境； ④运输 和代谢废物； 细胞结构的重要 . 结合水 组成部分 溶剂 液体 生物化学反应 营养物质 自由水 4.5 95.5 问题探讨：水的存在及其功能的探究 将种子放在阳光下2天 重量 减轻 ________大量散失 晒干的种子用水浸泡 仍能 萌发 失去大部分________的种子仍保持其生理活性 晒干的种子不浸泡 不萌发 _______少，代谢弱 自由水 自由水 自由水 01 将种子放在试管中，用酒精灯加热 管壁上有水珠 失去的主要是______. 失去________的种子浸泡 不萌发 失去______的种子失去生理活性 结合水 结合水 结合水 问题探讨：水的存在及其功能的探究 注：自由水也会失去 01 问题探讨：水的存在及其功能的探究 讨论 晒干的种子能够长久保存，浸泡吸水后能够萌发，据此推断 自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系？ 提示：在一定范围内，自由水和结合水的比值 ，新陈代谢越旺盛； 越大 讨论 越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量升高， 这表明自由水和结合水的比值与生物的抗逆性有什么关系？ 提示：在一般情况下，自由水和结合水的比值 ，细胞抗逆性越强； 越小 【结论：细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛。】 【结论：细胞内结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强】 01 问题探讨：水的存在及其功能的探究 思考 前面已经学习了自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系，请尝试画出随着自由水/结合水比值的增大，细胞代谢强度和抗逆性的变化？ 抗逆性 代谢强度 01 问题探讨：水的存在及其功能的探究 讨论 自由水和结合水之间可以相互转化吗？需要什么条件？ 自由水 结合水 温度降低 温度升高 实例①：烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。 实例②：水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。 01 扩展：水的特点 【材料】水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。 水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为一个极性分子。带有正电荷或带有负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此水是良好的溶剂。 提取关键信息： 水分子是极性分子，因此水是良好的溶剂。 01 扩展：水的特点 【材料】由于水分子的极性，当一个水分子的氧端（负电性区）靠近另一个水分子的氢端（正电性区）时，它们之间的静电吸引作用就形成一个弱的引力，这种弱的引力称为氢键。 每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起。氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性 。 提取关键信息： 水分子具有氢键，易于断裂和形成，使水具有流动性。 01 扩展：水的特点 【材料】由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。 比热容：单位质量的某种物质升高或下降单位温度所需要吸收或放出的热量。 提取关键信息： 水分子具有氢键，易于断裂和形成， 使水具有较高的比热容。 表1：几种物质的比热容 才能保护地球不会被悬殊的昼夜温差变成一个死寂的世界。 1．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。下列关于水的说法错误的是(　　) A．水是极性分子，带电分子(或离子)易与水结合，因此水是一种良好的溶剂 B．由于氢键的存在，使水可以缓解温度的变化，有利于维持生命系统的稳定性 C．结合水主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，是细胞中水的主要存在形式 D．种子萌发时结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强 C 重点题型随堂练1：细胞中的水 自由水才是细胞中水的主要存在形式，×； 2．水在植物的生命活动中具有重要作用。风干的种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是(　　) B 重点题型随堂练1：细胞中的水 A．经阶段Ⅰ吸水后，种子中的水主要是以自由水的形式存在 B．风干的小麦种子中只有结合水，没有自由水 C．胚生长过程中，结合水/自由水的比值较风干种子中小 D．一定时间内，随着小麦种子萌发时间的延长，吸水量不断增加 风干的小麦种子中含有结合水和自由水，×； 当你烧掉一块木头后，会得到一些灰白色的灰烬，这些灰烬是什么? 无机盐 讨论 细胞中的无机盐：存在形式和含量 02 1.存在形式：大多数以 的形式存在。 2.含量：无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的 。 离子 1%-1.5% 讨论 无机盐在细胞中有什么生理功能呢？ 阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 问题探讨：无机盐的生理功能 【材料1】一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如下： Mg Fe ·由材料可以看出，无机盐是_____________________________。 某些复杂化合物的重要组成成分 因为镁（Mg）是叶绿素分子的重要组分，所以，植物体缺Mg会影响光合作用。 因为铁（Fe）是血红蛋白（血红素分子）的重要组分，所有缺Fe会导致贫血。 问题探讨：无机盐的生理功能 【材料2】足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。 ·由材料说明，无机盐对_________________________有着重要的意义。 维持生物体的正常生命活动 问题探讨：无机盐的生理功能 【材料3】在医院打点滴的时候我们的药通常是溶解在0.9%的NaCl（生理盐水）中。为什么是用0.9%的NaCl，高于或低于这个值行不行？ ·由材料说明，无机盐能_________________________。 维持生物体内的渗透压平衡 生理盐水是哺乳动物血液和淋巴液等渗的无机盐溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸水涨破。 渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。 问题探讨：无机盐的生理功能 【材料4】人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，但各种蛋白质对于pH的改变异常敏感，人体血浆pH降低0.5个单位，立即发生酸中毒。而人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。 ·由材料说明，无机盐能_________________________。 维持生物体内的酸碱平衡 细胞中的无机盐：无机盐的生理功能 02 生理功能 举例 组成某些复杂化合物 ①Mg是构成 的元素； ②Fe是构成 的元素； ③P是组成细胞膜、细胞核的重要成分， 也是细胞必不可少的许多化合物的成分 ①Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力等； ②哺乳动物血液中Ca2＋的含量太低， 会出现抽搐等症状 维持生物体内的平衡 ①渗透压的平衡； ②酸碱平衡； 叶绿素 血红素 维持细胞和生物体的生命活动 1.下列关于无机盐的叙述，错误的是(　　) A．缺铁性贫血是由于体内缺乏铁，不能合成血红素引起的 B．镁是构成叶绿素的成分之一，缺镁会影响光合作用的进行 C．患急性肠胃炎的病人脱水时只需要补充体内丢失的水分 D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘 C 重点题型随堂练2：细胞中的无机盐 还需要补充体内丢失的无机盐，×； 2．苹果含有微量元素Zn，而Zn是构成与记忆力息息相关的核酸和蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn会导致大脑发育不良，因此苹果又称为记忆之果。这说明无机盐离子(　　) A．对维持酸碱平衡有重要作用 B．对维持细胞形态有重要作用 C．对调节细胞内的浓度有重要作用 D．对维持生物体的生命活动有重要作用 D 重点题型随堂练2：细胞中的无机盐 实验：探究某种矿质元素是否是植物生长的必需元素 . 植物分两组 对照组： 培养液 实验组： 培养液 植物正常生长 X为植物生长的 元素 出现缺乏症 X为植物生长的 元素 生长状况相同的正常同种 完全 缺X的完全 非必需 必需 如何让实验更严谨？ 讨论 加入X元素再培养 缺乏症消失 注： 又称全素培养液，即包含植物生长所需的所有元素，不能用蒸馏水。 实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。 “焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。请完善实验步骤探究小麦“焦边”是由缺钾导致的，准备以下材料用具：若干株长势基本相同的小麦幼苗、浓度相同的全素培养液、缺钾全素培养液等。 (1)实验步骤： ①取两只广口瓶，编号为甲、乙。在甲瓶加入100 mL的全素培养液， 向乙瓶中加入 ； ②将 分别栽种在甲、乙培养瓶中； ③在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察 ； 随堂小练 缺钾全素培养液 长势基本相同的小麦幼苗 小麦叶片是否出现“焦边”现象 注：实验题用词尽量从题干中提取。 100 mL(等量) 随机均分为两组 (2)实验结果与结论： ①若甲瓶的小麦幼苗正常生长， ， 则说明小麦叶片“焦边”是由缺钾引起的； ②若 ， 则说明小麦叶片“焦边”不是由缺钾引起的。 (3)通过实验证实“焦边”是由缺钾导致的，为增强实验的说服力， 在上述实验的基础上如何改进完善？ 。 随堂小练 乙瓶的小麦叶片出现“焦边”现象 甲、乙瓶中的小麦均未出现“焦边”现象 可以在缺钾全素培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常 $$