2.2 细胞中的无机物（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019）

组成细胞的分子 第2章 第2节　细胞中的无机物 返回目录 生物学　必修1 　 教材梳理·新知全解 关键能力·合作探究 随堂检测·要点速记 课时作业(四) 目 录 Contents 教材梳理·新知全解 知识点1　细胞中的水 种类 重要成分 最多 返回目录 生物学　必修1 　 游 离状态 结合 4.5% 返回目录 生物学　必修1 　 溶剂 生物化学反应 营养物质 代谢废物 重要组成部分 蛋白质 流动性 溶解性 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 不对称分布 极性分子 氢键 流动性 稳定性 返回目录 生物学　必修1 　 知识点2　细胞中的无机盐 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 关键能力·合作探究 返回目录 生物学　必修1 　 探究点1　细胞中的水 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 探究点2　细胞中无机盐的生理功能及实验验证 某些复杂化合物的重要组成成分 返回目录 生物学　必修1 　 维持生物体的正常生命活动 渗透压 正常形态 返回目录 生物学　必修1 　 酸碱平衡 返回目录 生物学　必修1 　 该种无机盐 返回目录 生物学　必修1 　 二次对照 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 随堂检测·要点速记 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 [课标要求] 1.简述水在细胞中的存在形式和作用(生命观念)。　2.掌握细胞中无机盐的存在形式和功能(科学思维)。 1．水的含量 (1)不同________生物的含水量有差异，一般为60%～95%。 (2)水是构成细胞的____________，也是活细胞中含量________的化合物。 (3)幼儿和成人体内的含水量：人体幼儿时期含水量比成年时期的含水量多；男人体内的含水量比女人体内的含水量多。 2．水的存在形式及作用 形式 自由水 结合水 概念 细胞中绝大部分的水呈____ ________，可以自由流动 与其他物质________的水 含量 约占细胞内全部水分的95.5% 约占细胞内全部水分的____________ 形式 自由水 结合水 作用 (1)细胞内良好的________； (2)参与________________； (3)为细胞提供液体环境； (4)运送____________和____________ 是细胞结构的_____________，存在形式主要是水与__________、多糖等物质结合，这样水失去__________和__________，成为生物体的构成成分 自由水含量多，生物体代谢旺盛，但抗逆性较弱。 3．水的分子结构决定其作用和独特性质 (1)水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。 (2)水分子的空间结构及电子的______________，使得水分子成为一个____________，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。 (3)由于水分子的极性，使水分子间形成________。由于氢键易断裂，又不断地形成，使水常温下维持液体状态，具有__________。同时，氢键的存在使水具有较高的比热容，对维持生命系统的__________十分重要。 1．存在形式和含量 2．无机盐的生理功能与实例(连线) (教材 P22“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？在什么情况下需要用生理盐水？ 提示　质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境的浓度，所以质量分数为0.9%的氯化钠溶液叫生理盐水。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相对稳定的状态。 1．影响细胞含水量的因素 (1)生物种类：水生生物＞陆生生物。 (2)生长发育阶段：幼儿＞成年；幼嫩部分＞成熟部分。 (3)组织器官种类与代谢程度：牙齿＜骨骼＜血液。 2．自由水与结合水之间的转化 (1)转化条件：eq \x(自由水) eq \o(,\s\up20(降温),\s\do19(升温)) eq \x(结合水) (2)转化实例 ①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。 ②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。 3．自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系 (1)图示 (2)在生产中的应用 ①种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。 ②种子储藏前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储藏时间。 ③越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。 细胞中两种形式的水含量不同，可以影响器官或组织的形态特点，如心肌和血液含水量相当，但心肌中结合水含量相对较高，血液中自由水含量相对较高(需要注意的是，在心肌和血液中都是自由水含量大于结合水含量)。 【例1】 水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任，下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是(　　) A．水是酶促反应的环境 B．参与血液中缓冲体系的形成 C．可作为维生素D等物质的溶剂 D．可作为反应物参与生物氧化过程 答案　C 解析　自由水是化学反应的介质，故水是酶促反应的环境，A项正确；血液中的缓冲对是由离子组成的，离子溶解在水中才能形成缓冲体系，B项正确；维生素D属于脂质，脂质通常都不溶于水，C项错误；自由水能参与化学反应，故水可作为反应物参与生物氧化过程，D项正确。 水与生命活动的关系分析 (1)看环境条件是否恶化，若环境恶化，则自由水含量下降，结合水含量上升。 (2)看细胞的年龄变化，若细胞衰老，则自由水含量下降。 (3)看生命活动强度或状态的变化，若生命活动增强则自由水含量上升，结合水含量下降。 【例2】 (2021·全国乙改编)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．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．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 解析　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项正确；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项正确；自由水是细胞中水的主要存在形式，结合水是细胞结构的重要组成成分，可与蛋白质、多糖等物质结合，赋予各种组织、器官一定的形状、硬度和弹性，C项错误；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，细胞代谢越缓慢，D项正确。 1．无机盐在细胞(鲜重)中的含量仅为1%～1.5%，但却有着重要的作用，请结合下列材料分析无机盐的有关知识。 (1)材料一　一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如下： 由材料可以看出无机盐是____________________________。 (2)材料二　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。 (3)材料三　生理盐水是指与哺乳动物血液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，如果放到清水里，会吸水涨破。 由材料说明无机盐能调节人体的__________，维持细胞的____________。 (4)材料四　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。 上述材料说明，无机盐对于维持人体内环境____________的相对稳定具有重要作用。 2．设计实验验证某种无机盐是否为植物生长发育所必需，完善下列步骤。 实验原理： 若缺乏某种必需无机盐，植物的生长发育发生障碍，不能完成其生活史。植物在缺乏该种无机盐的环境中表现出某一症状后，可以利用补充______________进行恢复。 实验流程： (1)对照组：植物＋完全培养液→正常生长 (2)实验组 实验组加入X盐的目的是____________，使实验组前后对照，以增强说服力。 【例3】 如图是一种叶绿素分子(左)和血红素分子(右)的局部结构简图，下列说法错误的是(　　) A．Mg和Fe分别存在于植物和动物细胞中 B．植物体缺镁会影响光合作用 C．人体缺铁会影响血红素对氧的运输 D．合成叶绿素和血红素分别需要镁和铁 答案　A 解析　由叶绿素分子结构(左图)可以看出，分子的中央是镁元素，血红素分子结构的中央是铁元素，说明合成叶绿素和血红素分别需要Mg和Fe，但Mg和Fe是组成细胞的元素，动植物细胞中两种元素都存在，A项错误，D项正确；由题图可知，Mg是叶绿素的组成成分，缺Mg会影响叶绿素的合成，进而影响光合作用，B项正确；Fe是血红素的组成成分，血红素的主要作用是运输氧气，人体缺Fe会通过影响血红素的合成而影响氧气在血液中的运输，C项正确。 【例4】 (2021·6月浙江)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．HCO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等症状 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 解析　Mg2＋存在于叶绿体的叶绿素中，类胡萝卜素不含 Mg2＋，A项错误；HCO、H2PO对体液pH 起着重要的调节作用，B项正确；哺乳动物血液中Ca2＋含量过低，易出现肌肉抽搐等症状，C项正确；I是组成甲状腺激素的重要元素，故适当补充I－，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症，D项正确。 1．下列关于动物体内水分的叙述，错误的是(　　) A．动物体内的水分参与营养物质和代谢废物的运输 B．水既是细胞代谢所需的原料，同时也是细胞代谢的产物 C．多细胞动物体内的绝大多数细胞都浸润在以水为基础的液体环境中 D．同一生物的不同细胞中，自由水和结合水的比例相差不大，自由水和结合水的联系不大 答案　D 解析　同一生物的不同细胞中，自由水和结合水的比例相差很大，自由水和结合水之间可以相互转化。 2．下列有关水的叙述，错误的是(　　) A．结合水是细胞的组成成分，越冬植物体内结合水的比例会升高 B．抗旱植物细胞内自由水含量多 C．植物细胞液的浓度越大，则植物抗干旱和抗盐碱的能力越强 D．由于水分子间的氢键，使得细胞中的水具有缓和温度变化的作用 答案　B 解析　结合水的比例越高，植物抗逆性越强，A项正确；抗旱植物细胞内结合水含量多，B项错误；植物细胞液的浓度越大，植物越不易失水，因此抗干旱和抗盐碱的能力越强，C项正确；由于水分子间的氢键，水具有较高的比热容，使得细胞中的水具有缓和温度变化的作用，D项正确。 3．(2022·湖北)水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任，下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是(　　) A．水是酶促反应的环境 B．参与血液中缓冲体系的形成 C．可作为维生素D等物质的溶剂 D．可作为反应物参与生物氧化过程 答案　C 解析　维生素D是脂溶性的有机物，不溶于水。 4．下列有关无机盐的叙述，不正确的是(　　) A．人体血浆酸碱平衡的维持与无机盐密切相关 B．细胞中的无机盐主要以离子形式存在 C．无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素 D．K是构成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用 答案　C 解析　无机盐在细胞中含量很少，但所含元素不一定是微量元素，如K属于大量元素。 5．分析下列材料，回答相关问题： 材料一　在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时，会形成酸中毒；当血浆中的H2CO3含量减少时，则形成碱中毒。 材料二　在初生蝌蚪或幼小植物体内，当自由水的比例减小时，机体代谢强度降低；当自由水的比例增大时，机体代谢强度升高。 材料三　P是构成骨骼、牙齿、肌肉及血液的重要元素，Zn是若干跟消化有关的酶的结构中心，Na是体液的主要组成成分。 材料四　人体某些组织的含水量近似，但形态却不同。如心肌含水量约为79%，呈坚韧的状态，脑组织含水量约为84%，呈溶胶状。 (1)材料一表明无机盐具有__________的作用。 (2)对材料二中现象的全面解释是：水是____________，并参与____________，参与生物体内____________和_______________的运输。 (3)材料三表明____________是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。 (4)对材料四中差异的正确解释是：组织器官的形态差异与生物体内____________有关，心肌中____________的含量比脑组织中高。 解析　(1)材料一表明，NaHCO3、H2CO3等无机盐有调节酸碱平衡的作用。(2)材料二表明，水不仅是良好的溶剂，还可参与细胞内许多生物化学反应，并参与体内营养物质和代谢废物的运输。(3)材料三表明，许多无机盐离子是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。(4)材料四表明，水的存在形式可直接影响器官的形态。心肌与脑组织的含水量差别不大，但形态具有显著差异，原因是心肌中结合水与自由水的比值较脑组织中大。 答案　(1)调节酸碱平衡　(2)良好的溶剂　细胞内许多生物化学反应　营养物质　代谢废物　(3)无机盐　(4)水分的存在形式　结合水 要点速记 1．水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在，结合水是细胞结构的重要组成部分，主要与蛋白质、多糖等物质结合。 2．自由水的功能有：①为细胞提供液体环境；②细胞内的良好溶剂；③参与多种化学反应；④运输营养物质和代谢废物。 3．细胞中自由水/结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛；反之，细胞代谢越缓慢，抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力越强。 4．细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。缺Mg会影响绿色植物的光合作用，人体缺Fe会出现缺铁性贫血，缺Ca会出现抽搐等症状。 $$