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必修1

细胞的物质基础 元 素 有机物 无机物 组 成 糖类 脂质 蛋白质 核酸 水 无机盐 微量元素 大量元素 化 合 物 &2.2 细胞中的无机物 水在细胞中的存在形式及重要作用 无机盐在细胞中的存在形式及作用 分析图表，得出结论 【问题探讨】 一 、细胞中的水 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？ 水在细胞中有参与细胞构成、良好的溶剂（反应介质）、运输、维持生命系统的稳定性等作用。 运动员大量出汗时会排出大量水和无机盐 1、喝运动饮料主要给身体补充水。水在细胞中起什么作用？ 无机盐对于维持细胞形态和生命活动有重要作用 1.生物体含水量的特点 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳类 藻类 高等植物 含水量% 97 80－85 78 65 90 60－80 （1）不同生物含水量不同 （2）同一生物不同器官、组织含水量不同 组织器官 牙齿 骨髓 骨骼肌 心脏 血液 脑 含水量% 10 22 76 79 83 84 （3）同种生物不同生长发育时期含水量不同 人体不同的生长发育时期水的含量 生长发育阶段 幼儿 成年 老年 质量分数% 97 80-85 78 首先给大家展示两张图片，一张图片展示的是热带草原雨季的场景，雨水充沛导致植物生长，万物复苏，相比于雨季，旱季则生长停滞草木枯荣，雨季的热带雨林与旱季的热带雨林最大的区别在哪？可见有水与无水对于热带草原的变化是巨大的， 4 ▎氢键的存在→较高的比热容→性质稳定，温度相对不易发生改变。 结构 功能 决定 水分子 结构模型 ▎水分子之间形成氢键→氢键不断地断裂和形成→液态,具有流动性。 ▎水是极性分子→带电荷的分子都容易与水结合→水是良好的溶剂。 2、水的分子结构 WANG JUN FANG 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： 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。 3、水的存在形式和功能 7 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 自由水 结合水 ①在一定条件下可以相互转化 实例：当血液凝固时，血液中的 会转化成 。 3、自由水与结合水的关系 自由水 结合水 ②两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞的代谢速率 结合水 温度升高 温度降低 自由水 “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。” 拓展延伸 问题: 运用本节课所学知识解释新鲜鸡蛋清是液态胶状，为什么臭鸡蛋清相对更“稀”呢？ 因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为结合水，是细胞和生物体的组成成分；而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分结合水释放出来，转变为自由水。 思考：将小麦种子和植物秸秆等点燃烧尽, 最终都会得到一些灰白色的灰烬 , 请问这些灰烬是什么呢 ? 无机盐 问题探讨 WANG JUN FANG 二、细胞中的无机盐 1、存在形式 大多数：以 形式存在 如：Na+、K+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Cl-、HCO3-等 少量：以 形式存在 如：CaCO3是骨骼和牙齿的成分等 2、含量：很少，占细胞鲜重的 。 1%—1.5% 离子 化合物 阅读教材P21“细胞中的无机盐”，并填空。 1、植物缺镁会影响光合作用，为什么？ 2、为什么缺铁会导致贫血？ 3、植物缺P成表现为生长发育不正常，说明什么?为什么？ 3、无机盐的功能 ①细胞内某些复杂化合物的重要组成成分 Fe——血红蛋白；Mg——叶绿素；P——细胞膜、细胞核等。 13 Na+缺乏会引发肌肉酸痛、无力等 哺乳动物血Ca+太低时，会出现抽搐现象。 ②维持细胞和生物体的正常生命活动，如Na+、Ca+ 14 大家都有这样的体会，进行激烈运动时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但血液的pH没有因此而降低,还是维持在7.35—7.45之间，为什么呢？ 乳酸＋NaHCO3→乳酸钠＋H2CO3 CO2＋H2O ③维持细胞和生物体的酸碱平衡 WANG JUN FANG 生理盐水 某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？为什么要配制这一浓度，用0.09%或9%浓度可以吗？为什么？ 生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液，因为是人体细胞所处的液体环境中的溶度。 9% 0.09% 皱缩 膨胀 ④维持细胞内外的渗透压平衡 功能4：维持细胞内外的渗透压平衡 3.无机盐的功能 功能1：细胞内某些复杂化合物的重要组成成分 功能2：维持细胞和生物体的正常生命活动 功能3：维持细胞和生物体的酸碱平衡 无机盐在细胞中的含量很少，但是作用很大。 WANG JUN FANG 课堂小结 SZ-LWH 课本 p22 练习与应用 一、概念检测 1. （1）× （2）× （3）× 二、拓展应用 1. 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。 2. 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。 教材问题参考答案 WANG JUN FANG 教材问题参考答案 第 2 节 细胞中的无机物 课本 p20·问题探讨 1. 水在细胞中的作用主要表现在以下几个方面。水是细胞结构的重要组成成分；水是细胞内的良好溶剂，许多种物质必须溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与；多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中；通过水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。 2. 表中的氯化钠、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。无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。 WANG JUN FANG 课本 p21旁栏思考 答案见前面课件里的表格 课本 p22旁栏思考 盐是日常生活中不可缺少的调味品，它的主要成分是 NaCl。虽然 Na+ 和 Cl– 在细胞的代谢中发挥重要的作用，但它们并不是越多越好。世界卫生组织（WHO）推荐每人每天食盐摄入量以 5 g 为宜。据《中国居民营养与慢性病状况报告（2015）》显示，虽然我国居民平均每天烹调用盐量在 2012 年比 2002 年下降了 1.5 g，但还是达到了 10.5 g，而且中老年群体食盐消费量明显高于青少年群体。摄入盐过多对人类健康的危害很大。例如，有大量证据表明，增加盐的摄入会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险；高盐饮食与骨质疏松症、糖尿病等相关。但是，并不是所有的人群都适合低盐饮食，某些疾病患者可能要维持相当水平的盐摄入量。 教材问题参考答案 WANG JUN FANG 课本 p22思考 讨论 1. 光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是 Mg。Mg 是叶绿素的组成元素之一，因此，它对于光合作用具有重要意义。缺 Mg 使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。 2. 人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。 3. 这说明了 P 对于植物正常的生长发育是必不可少的。P作为植物生长发育所必需的大量元素之一，是许多重要化合物（如核酸、ATP 等）和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，并且长得矮小、结实率低。 教材问题参考答案 WANG JUN FANG 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。 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 探究某种矿质元素是否是植物生长的必需元素 Mg2＋ ━━ Ca2＋ ━━ Fe2＋ ━━ I- ━━ N- ━━ P- ━━ Na＋、K＋ ━━ B- ━━ 叶绿素成分 维持生命活动、牙齿和骨骼的重要成分 血红蛋白的成分 维持细胞外液的渗透压 甲状腺激素成分 蛋白质、核酸等的成分 核酸、磷脂等的成分 促进花粉萌发和花粉管伸长 部分无机盐离子的作用 小任务 若要判断某种无机盐离子是否是植物生长所必需的，该如何设计实验？ 对照组 实验组 思路：若是必需元素，则植物缺少后其生长发育会受阻碍； 若不是必需元素，则植物缺少后不影响其生长发育。 植物+完全培养液→正常生长 植物+缺X培养液 正常生长 → X不是必需元素 生长不正常→加X→生长正常→是必需元素 实验中存在哪些对照？ 空白对照、自身前后对照 实验中应控制哪些因素相统一？ 植株长势、培养环境相同且适宜等 $$