2.2 细胞中的无机物-【精准备课】2024-2025学年高一生物同步教学精优课件（人教版2019必修1）

第2章 组成细胞的分子 1 2 问题探讨 右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。 讨论：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 讨论：表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝水的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？ 教材P20 3 第2节 细胞中的无机物 主讲教师：zeg 4 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 6 7 1.1 水与生物 图1-1 远古海洋 图1-2 几种陆地生物 教材P20 8 1.2 生物体含水量 表1 不同种生物体的相对含水量 生物 相对含水量 水母 97% 鱼类 80%~85% 蛙 78% 哺乳动物 65% 藻类 90% 高等植物 60%~80% 1. 分析不同生物体的相对含水量，能得出什么结论？ 生物体的含水量随着生物种类的不同有所差异，一般为60%~95%。 水母含水量达97% 含水量：水生>陆生 9 1.2 生物体含水量 2. 分析人体不同生长发育时期的相对含水量，能得出什么结论？ 3. 分析人体不同组织器官的相对含水量，能得出什么结论？ 4.表3信息：心肌和血液的含水量都很高， 但心肌是固态的，血液是液态的，为什么？ 年龄阶段 幼儿 成年（女） 成年（男） 相对含水量 77% 52%~58% 60%-65% 组织器官 牙齿 骨骼 心肌 血液 相对含水量 10% 22% 79% 83% 表2 人体不同生长发育时期的相对含水量 表3 人体不同器官或组织中的相对含水量 同一生物不同年龄段的含水量不同。 同一生物体不同组织的含水量不同。 水在细胞中以两种形式存在。 心肌中含有较多的结合水，血液中含有较多的自由水。 10 1.3 水的存在形式与功能 教材P20-21 思考讨论以下问题，展示学习成果： 什么是自由水、结合水？含量？ 结合以下资料分析自由水、结合水的功能？ 存在形式 自由水 结合水 定义 含量 功能 资料1 西瓜含大量的可溶性糖，吃起来很甜，吃西瓜时流出汁液。西瓜汁中主要含有什么形式的水？这说明其具有什么功能？ 资料2 细胞呼吸和光合作用需要水的参与。该水是什么形式的水？功能？ 资料3 血液中含有较多的自由水。结合初中所学知识，说明自由水有什么功能？ 资料4 血液含有血细胞和血浆，说明自由水有什么功能？ 资料5 心肌中含有较多的结合水，这说明结合水具有什么功能？ 11 1.3 水的存在形式与功能 教材P20-21 资料1 西瓜含大量的可溶性糖，吃起来很甜，吃西瓜时流出汁液。西瓜汁中主要含有什么形式的水？这说明其具有什么功能？ 资料2 细胞呼吸和光合作用需要水的参与。该水是什么形式的水？功能？ 资料3 血液中含有较多的自由水。结合初中所学知识，说明自由水有什么功能？ 资料4 血液含有血细胞和血浆，说明自由水有什么功能？ 资料5 心肌中含有较多的结合水，这说明结合水具有什么功能？ 自由水。是细胞内良好的溶剂。 自由水。参与细胞内生物化学反应。 运送营养物质给各个细胞，以及细胞的代谢废物。 为多细胞生物体的细胞，提供以水为基础的液体环境。 细胞结构重要组成部分。 12 1.3 水的存在形式与功能 存在形式 自由水 结合水 定义 含量 功能 呈游离状态，可以自由流动 与细胞内的其他物质（蛋白质、多糖等）相结合 约4.5% 细胞结构的重要组成部分 约95.5% ②参与细胞内的许多生化反应； ③为细胞提供液体环境； ④运输营养物质和代谢废物 ①细胞内良好的溶剂； 教材P20-21 13 资料1 新鲜鸡蛋蛋清的存在形式是胶体状，而变质鸡蛋蛋清很稀（几乎像水一样），不会出现胶体状。 学以致用 （1）新鲜鸡蛋蛋清中水的主要存在形式_________， 变质鸡蛋蛋清中水的主要存在形式_________。 （2）这说明什么问题？ 结合水 自由水 新鲜鸡蛋蛋清 变质鸡蛋蛋清 结合水可以转化为自由水。 资料2 刚收获的小麦种子，农民往往将其晒干后再储存。干种子吸水后才可萌发。 如果将晒干的种子放在试管中烘烤，会发现试管壁上有小水珠出现。干种子烘烤后浸水也不能萌发。 学以致用 （1）种子晒干过程中，失去的水主要是________，干种子____（有/无）活性。 （2）干种子中水的主要存在形式________，种子烘干后____（有/无）活性。 （3）干种子烘烤过程中，失去的水主要是________，试管上出现水珠，水分以什么形式丢失的？ 自由水 结合水 有 无 结合水 结合水转化为自由水。 资料3 北方冬小麦在冬天来临前，自由水的比例会逐渐降低，而结合水的比例会逐渐上升。 （1）这说明什么问题？ （2）结合以资料，总结自由水与结合水的关系。 自由水可以转化为结合水。 1.4 自由水与结合水之间的联系 自由水 结合水 自由水与结合水可以互相转化。 笔记P21 1.4 自由水与结合水之间的联系 思考讨论以下问题，展示学习成果： 结合以上资料，分析并总结自由水和结合水相对含量与细胞代谢和抗寒、抗旱能力的关系。 资料2 刚收获的小麦种子，农民往往将其晒干后再储存。干种子吸水后才可萌发。为什么种子晒干后储存？吸水后才能萌发？ 资料3 北方冬小麦在冬天来临前，自由水的比例会逐渐降低，而结合水的比例会逐渐上升。为什么？ 资料4 生活在沙漠中的芦荟和仙人掌，体内的汁液比较浓稠。为什么？其中水的主要存在形式？ 教材P21 1.4 自由水与结合水之间的联系 资料2 刚收获的小麦种子，农民往往将其晒干后再储存。干种子吸水后才可萌发。为什么种子晒干后储存？吸水后才能萌发？ 资料3 北方冬小麦在冬天来临前，自由水的比例会逐渐降低，而结合水的比例会逐渐上升。为什么？ 资料4 生活在沙漠中的芦荟和仙人掌，体内的汁液比较浓稠。为什么？其中水的主要存在形式。 减少自由水含量，使其代谢水平降低，便于储藏。 增加自由水含量，使其代谢水平增强，为种子萌发等提供能量。 避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。 教材P21 沙漠芦荟和仙人掌中的水主要以结合水的形成存在。 细胞溶液浓度高，渗透压高，非常容易从周围环境吸收水分， 而且不容易失水，从而适应干旱的环境。 1.4 自由水与结合水之间的联系 结合以上资料，分析并总结自由水和结合水相对含量与细胞代谢和抗寒、抗旱能力的关系。尝试绘制其关系的曲线图。 教材P21 比值高 自由水 结合水 比值低 代谢旺盛，但抗寒、抗旱差 代谢缓慢，但抗寒、抗旱强 自由水/结合水 O 相对强度 抗逆性 细胞代谢 1.5 水的分子结构 视频见U盘该课件文件夹 水的分子结构 20 1.5 水的分子结构 思考讨论以下问题，展示学习成果： 为什么水是细胞内良好的溶剂？ 为什么水具有流动性？ 为什么水具有支持生命的独特性质？ 教材P20-21 21 1.5 水的分子结构 图1-1 水分子结构模型 为什么水是细胞内良好的溶剂？ 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。由于氧原子吸引共用电子对的能力比氢原子更强，氧原子的一端稍带有负电荷，氢原子的一端稍带有正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为极性分子。带正电或负电的分子（或离子）容易与之结合，因此，水良好溶剂。 教材P20 22 1.5 水的分子结构 图1-2 水分子之间靠氢键结合示意图 为什么水具有流动性？ 由于水分子的极性，当水分子的氧端（负电性区）靠近另一个水分子的氢端（正电性区），两个水分子之间静电吸引作用会形成弱的引力，称为氢键。周围水分子靠氢键相互作用在一起。但是氢键比较弱，易被破坏，氢键不停断裂，又不断重新形成，使水在常温下能维持液体状态，具有流动性。 教材P21 23 1.5 水的分子结构 图1-3 水分子之间靠氢键结合示意图 为什么水具有支持生命的独特性质？ 由于氢键的存在，水具有较高的比热容，水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性对水维持生命系统的稳定性十分重要。 学科交叉 比热容是热力学中常用的一个物理量，它指单位质量的某种物质升高（或下降）单位温度所吸收（或放出）的热量。 教材P21 24 小结 各种生物体的一切生命活动都离不开水。 水是活细胞中含量最多的化合物，是构成细胞的重要成分。 25 26 2 细胞中的无机盐 27 教材P21-22 细胞中的无机盐存在形式？含量？ 2.1 无机盐的存在形式 细胞中绝大多数的无机盐以离子的形式存在。 含较多的阳离子： 含较多的阴离子： Na+、K+、Ca+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等 Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 少数与其他化合物结合。 Fe是构成血红素的元素，Mg是构成叶绿素的元素等。 含量：仅占细胞鲜重的1%~1.5%。 28 图2-1 叶绿素分子、血红素分子局部简图 资料1 下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。 思考·讨论 笔记P22 讨论： 1.植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ 2.有一种贫血症叫缺铁性贫血，为什么缺铁会导致贫血？ 3.这说明无机盐有什么作用？ Mg是叶绿素分子的组成元素之一。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，影响光合作用。 Fe是构成血红素的重要元素之一，参与构成血红蛋白。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。 是细胞内复杂化合物的重要组成部分。 29 思考·讨论 资料2 植物在缺乏N、P、K等营养物质时会出现各种症状，因此生成过程中常要给植物施肥。玉米在生长过程中缺乏P，植物就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。 图2-2 玉米植物缺P 教材P22 讨论： 4.植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么？（说明无机盐有什么作用？） 5.分析为什么植物体缺P会影响其生长发育。 P对于植物正常的生长发育必不可少。 维持生物体的生命活动。 P作为大量元素之一，是细胞膜、细胞核等的重要成分，也是细胞许多重要化合物的成分，比如，ATP、核酸（DNA、RNA）。 30 思考·讨论 资料3 人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，如果Ca2+含量太低,动物会出现抽搐等症状。 资料4 医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液，正是人体内细胞所处的液体环境溶质的浓度，该液体环境渗透压90%以上来源于Na+和Cl-。 资料5 人体代谢过程中产生一些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。 教材P22 结合以下资料分析无机盐的作用？ 参与神经系统神经兴奋的传递，维持细胞和生物体的生命活动。 31 思考·讨论 资料4 医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液，正是人体内细胞所处的液体环境溶质的浓度，该液体环境渗透压90%以上来源于Na+和Cl-。 笔记P22 0.09% 9% 膨胀 皱缩 质量分数为0.9%的Nacl溶液 维持细胞的正常形态（渗透压平衡） 结合以下资料分析无机盐的作用？ 32 思考·讨论 资料5 人体代谢过程中产生一些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。 教材P22 结合以下资料分析无机盐的作用？ 维持细胞的酸碱平衡 33 小结 无机盐对维持细胞和生物体的生命活动 具有重要作用 34 3 课堂小结 35 4 练习与应用 37 1.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。（ ） 4.1 概念检测 ✖ ✖ ✖ 38 4.2 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。 39 4.2 拓展应用 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Mg2+、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？ 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。 40 谢谢聆听! 同学们辛苦啦！ 41 $$