2.2细胞中的无机物课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第2节 细胞中的无机物 第2章 组成细胞的分子 水在细胞中以什么形式存在？具有哪些重要作用？ 为什么细胞中的无机盐含量很少，作用却很重要？ ◎本节聚焦 问题探讨： 成分 质量浓度（g.L-1） 蔗糖 30 其他糖类 10 柠檬酸 10 柠檬香精 0.8 NaCl 1.0 KCl 0.1 NaH2PO4 0.1 KH2PO4 0.1 NaHCO3 0.1 运动员饮料的化学成分表 提供能量 调 味 补充失去的无机盐（解体渴） 1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？ 良好溶剂、反应物、运输等。 2.表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？ 运动员在运动中会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐，所以要给他们补充无机盐。 无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多化合物的重要组成成分。 一、细胞中的水 1.水的含量 ①细胞中各种化合物所占比例 化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸 所占比例% 85~90 1~1.5 7~10 1~2 1~1.5 细胞中含量最多的化合物是水 结论： 分析讨论： 生物种类不同，含水量不同 水生生物含水量一般比陆生生物高 ②几种不同生物体水的含量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 水含量% 97 80~85 78 65 90 60~80 结论： ③幼儿和成人体内的含水量 生长发育阶段 幼儿 成年（女） 成年（男） 质量分数％ 77% 52%~58% 60%~65% 结论： 生物体在不同的生长发育期含水量不同 ④人体中几种不同器官或组织中水的含量 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心肌 血液 所占比例% 10 22 76 79 83 结论： 同一生物体，不同器官、组织中的含水量不同 思考：心脏和血液的含水量很接近，为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？ 水在细胞中的存在形式不同。血液中主要是自由水，心脏中结合水比例较多。 2.水的存在形式 （占细胞内全部水的95.5%） （占细胞内全部水的4.5%） 特点：易蒸发、不受束缚、可流动 特点：不易散失、含量较稳定、 失去流动性和溶解性 自由水：以游离的形式存在，可以自由流动的水。 结合水：与细胞内其他物质（蛋白质、多糖等物质）相结合的水。 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.晒干后的种子烘烤后，试管壁上的水 自由水 结合水 自由水 结合水 3.水的功能 结合水： 自由水： 是细胞结构的重要组成部分。 ①是细胞内的良好溶剂（蔗糖） ②参与细胞内的许多生化反应（光合作用） ③为细胞提供液体环境（羊水） ④运输营养物质和代谢废物（血液） 阅读课本P20-21小字部分，讨论完成下列问题： 1.解释水为什么能成为良好的溶剂？ 2.水分子的氢键是怎样形成的？ 3.为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？ 4.水的哪一特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要？ 1.解释水为什么能成为良好的溶剂？ 2.水分子的氢键是怎样形成的？ 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。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。 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），它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的吸引力，这种弱的引力称为氢键。 3.为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？ 4.水的哪一特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要？ 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。 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，水这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。 （2）两者的比值与细胞代谢、抗逆性的关系 4.自由水与结合水的关系 （1）在一定条件下两者可相互转化 自由水 结合水 温度降低 温度升高 例如：烘干种子 例如：冰箱冷藏水果 （抗逆性：动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒等性能） 新陈代谢旺盛 抗逆性较差 自由水 结合水 比值大 比值小 新陈代谢缓慢 抗逆性较强 （3）应用 ①将收获的种子晒干，降低自由水的含量，使其代谢水平下降，便于储藏。 ②干种子萌发前，需要吸收水分，增加自由水的含量，使其代谢水平升高。 ③在冬天来临之前，北方冬小麦体内自由水的比例会逐渐降低，而结合水的比例会逐渐上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损伤自身。 刚刚收获的小麦种子经暴晒，失去了大量的水份，这些水属于（ ) 再将晒干的种子放在试管内用酒精灯加热，试管上将出现小水珠，这些水属于（ ） 再点燃种子，最终会得到一些灰白色的灰烬，这些灰烬是（ ） 自由水 结合水 无机盐 二、细胞中的无机盐 1.存在形式 2.在细胞中的含量 —— 大多数以离子形式存在 阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 ——少数以化合物形式存在 很少，仅占细胞鲜重的1％－1.5％ 如：CaCO3 材料1：一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如图： 功能一： 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，此现象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”。 无机盐能维持细胞和生物体的正常生命活动 3.无机盐的生理功能 无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分 功能二： 材料3：生理盐水是指与哺乳动物血浆和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，若放到浓盐水中，会失水皱缩；若放到清水中，则会吸水涨破。 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，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。 无机盐在细胞中的含量很少，但是作用很大 功能三： 无机盐能维持细胞的渗透压平衡，保持细胞的正常形态 功能四： 无机盐能维持细胞的酸碱平衡 三、验证某无机盐是否为植物生长所必需的（实验设计） X是必需的无机盐 实验组加入X无机盐的目的是形成二次对照（加X之前是对照组，加X之后是实验组），以增强说服力。 习题巩固 1.当生物体新陈代谢旺盛，生长迅速时，生物体内的结合水和自由水的比值（ ） A.升高 B.下降 C.不变 D.变化与此无关 2.现有含水量：①10%，②12%，③14%，④16%的小麦。分别贮藏于条件相同的四个粮仓中，在贮藏过程中有机物损耗最少的是（ ） A．① B．② C．③ D．④ B A 3.人的红细胞必须生活在0.9％的氯化钠溶液中，若将红细胞置于于浓盐水中，红细胞则会失水皱缩，从而失去输送氧气的功能，这一事实说明（　　　） A.是细胞的特性造成的 B.无机盐对于维持细胞形态和功能有重要作用 C.无机盐离子容易进出细胞 D.水分子容易进出细胞 4.人体血液中缺乏哪种无机盐时肌肉会发生抽搐？（ ） A.钠盐  B.钙盐 C.铁盐  D.磷酸盐 B B 课后练习(P12) 1.判断题 （1）细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应。 （2）同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水含量高。 （3）将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐。 × × × × 2.拓展应用 医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么？在什么情况下需要生理盐水？ 质量分数为0.9%的氯化钠溶液，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，所以叫生理盐水。 当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在稳定的状态。 课堂小结 作业 完成课时评价作业（四） $$