2.2 细胞中的无机物-【精讲课堂】2024-2025学年高一生物同步教学实用课件（人教版2019必修1）

第2章 组成细胞的分子 第2节 细胞中的无机物 一、细胞中的水 今天你喝水了吗？ 问题探讨 水的重要性 最早的生命是在海洋中孕育的，生命从一开始就离不开水。 种子萌发 人在胚胎期的发育 沙漠中的仙人掌 …… 资料：人一旦缺水，后果是很严重的。缺水1%~2%，感到渴；缺水5%，口干舌燥，皮肤起皱，意识不清，甚至幻视；缺水15%，往往甚于饥饿。现代医学研究表明,人在饥饿状态下的生命极限最多10天，而缺水只能活3天。 思考 细胞中水的含量有什么特点呢？又有何作用？ 一、细胞中的水 （1）水是细胞中含量最多的化合物 1.水在细胞中的含量 （2）不同生物体含水量有所差别（水生＞陆生） 水母97% 蛙78% 高等植物60-80% 哺乳动物65% 藻类90% 鱼类80—85% 生物种类不同，含水量不同 生物一般为：60%--95% 水母的含水量：97% 哺乳动物含水量：65% 水生生物>陆生生物 一、细胞中的水 2.水分子结构 一、细胞中的水 2.水分子结构 _____ 氢键 水分子之间靠氢键结合示意图 水分子的特性： 水是极性分子。 水具有流动性。 较高的比热容，稳定性。 结构 功能 决定 一、细胞中的水 2.水分子结构 ①细胞内良好的溶剂 ②参与生物化学反应（例如：呼吸作用） ③为细胞提供液体环境 ④运输营养物质和代谢废物 水是极性分子，带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合 氢键易被破坏，也易形成，这样水中的氢键不断地断开，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体的状态。 水的作用 一、细胞中的水 水在自然界中存在的形式 流水 白雪 蒸气 (液态) (气态) (固态) 一、细胞中的水 呈游离状态，可以自由流动，约占95.5%。 与细胞内其他物质相结合（如蛋白质、多糖）， 不能自由流动，约占4.5%。 结合水： 自由水： 切西瓜时，流出的液体 蛋清中的水分主要是结合水 3.1 细胞中水的存在形式 一、细胞中的水 种类 自由水 结合水 定义 含量 特点 作用 细胞结构的重要组成成分 以游离的形式存在 与细胞内的其他物质相结合 约占95.5% 约占4.5% 可以自由流动 含量较稳定，不易散失 存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性。 ①细胞内的 ； ②参与细胞内的 ； ③为细胞提供 ； ④运送 和 ； 良好溶剂 营养物质 代谢废物 生物化学反应 液体环境 一、细胞中的水 →细胞代谢增强 如:萌发的种子 →细胞代谢减弱，抗逆性增强 如: 晒干的种子，自由水减少，利于储存； 冬小麦在冬季来临时，结合水增多，自由水减少增强抗冻能力。 a.两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织的细胞代谢速率 自由水 结合水 上升 下降 3.2 自由水与结合水的关系 一、细胞中的水 3.2 自由水与结合水的关系 结合水 自由水 温度↑ 温度↓ b.自由水与结合水可以相互转换 转化实例 a.烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。 b.水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。 一、细胞中的水 ①种子萌发时，吸收水分，自由水增多，代谢增强 ②晒干的种子，自由水减少，代谢减弱，利于储存。 ③晒干的种子，经过加热，失去结合水，细胞的结构被破坏，不能萌发。 ① ② ③ 一、细胞中的水 1.新鲜种子为了方便保存，为什么需要晒干？晒干之后重量减轻，失去哪种形式的水？ 2.已经晒干的种子放在试管中，用酒精灯烘干，试管壁上会有水珠，失去的是哪种形式的水？ 3.晒干的种子用水浸泡后还能萌发吗？ 4. 失去结合水的种子浸泡后还能萌发吗？ 思考： 自由水 结合水 失去自由水的种子仍保持其生理活性，浸泡吸水后可以萌发 失去结合水的细胞失去活性 水是生命之源，饮用过少对健康有害，但短时间内饮用过多会造成“水中毒”，同样危害健康! 资料： “水中毒”是由于长期饮水过量或短时间内大量饮水，身体必须借着尿液和汗液将多余的水分排出，但随着水分的排出，人体内以钠为主的无机盐离子也会受到稀释，血液中的盐分越来越少，吸水能力随之降低，一些水分就会很快被吸收到组织细胞中，使细胞水肿。 一、细胞中的水 点燃小麦种子，待它燃烧时可见到一些灰白色的灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的无机盐。其他生物体的细胞中也含有无机盐。 二、细胞中的无机物 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 １.表中哪些成分属于无机盐？ ２.无机盐主要以什么方式存在于细胞中? 3.无机盐在细胞的生活中起什么作用？ 阳离子：Na+、K+（ Ca2+、Mg2+、Fe2+、 Fe3+等）。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 离子形式 二、细胞中的无机物 功能一：某些复杂化合物的组成成分 血红素分子（局部） 材料一：下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构图 一种叶绿素分子（局部） 植物体缺Mg会影响光合作用；缺Fe会导致贫血 二、细胞中的无机物 材料二：Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞兴奋性降低，进而引发发肌肉酸痛、无力等；哺乳动物血液中Ca2+太低时，会出现抽搐现象。 功能二：维持细胞和生物体的正常生命活动 二、细胞中的无机物 元素 出现的相应症状 Ca 过少 过多 Mg I 过少 过多 B Zn Fe 出现抽搐现象，易患骨质疏松症 可能引起肌无力 人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大 人患甲状腺功能亢进症（甲亢） 过少：影响人体生长发育，尤其是大脑发育 过少：影响血红蛋白的合成，导致缺铁性贫血 过少影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行 过少华而不实（只开花不结果） 活动1：举例说明组成细胞的元素的功能 二、细胞中的无机物 22 功能三：维持细胞的酸碱平衡 材料三：我们血液的pH一般不会有较大变化 碱性食物 肌肉酸痛 二、细胞中的无机物 功能四：维持细胞的形态与功能（保持一定的浓度） 材料四：在正常情况下，人血浆和组织液的无机盐浓度为0.9%， 输液时需为患者输入0.9%的NaCl溶液 9% 0.09% 皱缩 膨胀 二、细胞中的无机物 实验 验证某种无机盐是否为植物生长发育所必需的 作物生长中，由于施肥不均，或者土壤中营养元素的不均衡，均会导致某些元素的缺少或者过量，此外各元素之间的相互作用，也会影响到元素的吸收和平衡，都会造成作物外在的各种缺素现象。 二、细胞中的无机物 实验 验证X无机盐是否为植物生长发育所必需的 实验设计 对照组： 实验组： 幼苗🌱+含X的完全培养液→正常生长 幼苗🌱+缺X的完全培养液→表现出症状+加X→恢复 二、细胞中的无机物 探究某种矿质元素是否是植物生长的必需元素 二、细胞中的无机物 课后小结 问题探讨 1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？ 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 氯化钠 1.0 氯化钾 0.1 磷酸二氢钠 0.1 磷酸二氢钾 0.1 碳酸氢钠 0.1 运动员饮料的化学成分表 ①细胞内的 ； ②参与细胞内的 ； ③为细胞提供 ； ④运送 和 ； 良好溶剂 营养物质 代谢废物 生物化学反应 液体环境 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 氯化钠 1.0 氯化钾 0.1 磷酸二氢钠 0.1 磷酸二氢钾 0.1 碳酸氢钠 0.1 运动员饮料的化学成分表 2.表中哪些成分属于无机盐？为什么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？ 氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。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。 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 氯化钠 1.0 氯化钾 0.1 磷酸二氢钠 0.1 磷酸二氢钾 0.1 碳酸氢钠 0.1 运动员饮料的化学成分表 2.表中哪些成分属于无机盐？为什么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？ ①无机盐是细胞中某些化合物的重要组成成分。 ②能维持细胞和生物体正常的生命活动; ③能维持细胞和生物体的酸碱平衡。④能维持细胞正常渗透压。 问题探讨 一、概念检测 水和无机盐是细胞的重要组成成分。判断下列相关表述是否正确。 （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的含量高。 （ ） （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 （ ） × × 练习与应用 × 二、拓展应用 1．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？ 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。 练习与应用 水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的。 科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。 同时，那里的土壤中还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。 2.目前已经探明，在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科学家也曾在火星上发现了流动水的痕迹。科学家据此推测，火星上曾经或者现在存在着生命。为什么科学家会作出这样的推测呢？ 练习与应用 $$