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一

1、水在细胞中起什么作用？ 2、表中哪些成分属于无机盐？ 为什么要在运动员的饮料中添加无机盐？无机盐在生物体中起什么作用？ 成分 质量浓度/g/l 水 947 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 问题探究P20 运动员饮料中的化学成分 A 1 干燥的种子必须吸足水才能萌发；人的胚胎也要浸润在羊水中发育；仙人掌身处如此干旱的环境，它那肥硕的变态茎中仍贮存着大量的水分。 1.细胞中的水 水是生物生存必不可少的，水是构成细胞的重要无机化合物。 生命起源于海洋 2 水在细胞中的含量 化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸 所占比例％ 60-95 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 1-1.5 细胞、生物体内水的含量比较，说明了什么？ 讨论1： 结论1：细胞中水含量可以达到60％—95％。 细胞中含量最多的化合物是水 A 3 水母97% 藻类90% 鱼类80—85% 蛙78% 高等植物60—80% 哺乳动物65% 结论2：生物种类不同含水量不同。 几种不同生物体水的含量 讨论2： 水生生物>陆生生物 结论3：同一生物生长发育时期不同含水量也不同 同种生物体水的含量 讨论3： 幼年>成年>老年 A 5 所谓“含水量”就是体液 而体液的主要成分是水和电解质 一般肌肉组织含水量较多（75％-80％） 而脂肪组织含水量较少（10％-30％） 一般来说 男性的体脂含量少于女性 而肌肉含量明显高于女性 所以 相较而言，“男人才真真是水做的呢” What ？ 结论4：同种生物，在不同组织、器官中的含水量不同 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心肌 血液 所占比例％ 10 22 76 79 83 讨论4： 人体中几种不同器官或组织中水的含量 代谢快的组织或器官含水量高 A 7 1.细胞中水是所有化合物中含量最高的。 2.生物种类不同含水量不同。 3.同一生物生长发育时期不同含水量也不同 4.同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同 小结： 细胞中的水 A 8 组织器官 心脏 血液 质量分数％ 79 ％ 83 ％ 讨论： 问：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？ 水的存在形式不同 血液与心脏的比较 水在自然界中的存在形式 水在细胞中的存在形式？ A 10 自由水 结合水 水在细胞中的存在形式 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 绝大多数水以游离的形式存在，可以自由流动 与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水 11 (1)血液是流动的，心肌是坚实的，为什么两者含水量这么接近？ (2)农民晒干葵花籽与炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？ 血液与心脏的比较 组织器官 心脏 血液 质量分数％ 79 ％ 83 ％ 血液主要以自由水的形式存在；心脏主要以结合水的形式存在 自由水； 结合水 (1)血液是流动的，心肌是坚实的，为什么两者含水量这么接近？血液中水主要以自由水的形式存在 心肌细胞中水主要以结合水的形式存在 (2)农民晒干葵花籽与炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？自由水 结合水 12 细胞中的水 Water in cells 水的存在及其功能的探究 将种子放在阳光下2天 重量 减轻 ________大量散失 晒干的种子用水浸泡 仍能 萌发 失去大部分________的种子仍保持其生理活性 晒干的种子不浸泡 不萌发 _______少，代谢弱 自由水 自由水 自由水 13 细胞中的水 Water in cells 水的存在及其功能的探究 将种子放在试管中，用酒精灯加热 管壁上有水珠 失去的主要是________ 失去________的种子浸泡 不萌发 失去________的种子失去生理活性 结合水 结合水 结合水 14 刚收获的小麦种子经过曝晒，失去的主要是什么形式的水？种子还有活性吗？ 将晒干的种子放在试管内用酒精灯加热，失去的主要是什么形式的水？种子还有活性吗？ 自由水；有 结合水；无 结论1：一般而言，代谢越旺盛自由水含量越高 自由水与结合水之间的转化 新鲜的青豆 干豆 哪一个自由水含量多？谁的新陈代谢相对旺盛？ A 16 结论2：结合水含量越高，抗逆性相对越强。 自由水与结合水之间的转化 沙漠植物 热带雨林植物 谁的结合水含量更多？谁的抗逆性更强？ A 17 种子的萌发与休眠中，结合水和自由水又是怎么变化的？ 自由水与结合水之间的转化 结合水 自由水 温度升高，种子萌发时 生命活动旺盛 新陈代谢加快 温度降低；种子休眠时 生命活动缓慢 新陈代谢降低 A 18 自由水与结合水之间的转化 图 自由水含量与代谢速率和抗逆性的关系 自由水含量 晒干的种子，自由水减少，利用储存； 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。衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。 19 细胞中的水 Water in cells 结合水功能：细胞结构的重要组成成分 自由水功能：细胞内的良好溶剂 参加许多生物化学反应（代谢） 为细胞生活提供液体环境 运输营养物质和代谢废物 水在细胞中的功能： 20 水为什么是细胞内的良好溶剂？（教材P20） 水是极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，故是良好溶剂 水分子之间容易形成氢键，保证水分子具有流动性。 由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容，水可以保持稳定性 水分子 结构模型 21 极性分子，良好的溶剂 任务1：小结 Water in cells 细胞中的水 1 1.细胞中的良好溶剂 2.参与生物化学反应 3.运输营养物质和代谢废物 4.为细胞提供液体环境 小结： 水的重要功能 自由水 结合水 构成细胞结构的重要组成成分 A 24 能燃烧的是_______ 不能燃烧的是______ 有机物 ？ 当你烘干一粒小麦种子，然后点燃烧尽，最终会得到一些白色灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的？ 水在细胞中的功能 细胞中的无机盐 1、水在细胞中起什么作用？ 2、表中哪些成分属于无机盐？ 为什么要在运动员的饮料中添加无机盐？无机盐在生物体中起什么作用？ 成分 质量浓度/g/l 水 947 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 问题探究 运动员饮料中的化学成分 A 27 1.无机盐在细胞中的存在形式： ——绝大多数以离子形式 少数构成化合物。 阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 阴离子：CI-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 2.含量：很少，仅占1%-1.5% 细胞中的无机盐 A 28 (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？ 无机盐的功能 Fe2+是血红蛋白的重要组分，血红蛋白运输氧气。 镁是叶绿素的重要组分，叶绿素参与光合作用。 功能1：组成细胞中某些复杂的化合物 A 29 为什么大量出汗时应当多喝淡盐水？ 无机盐的功能 大量出汗会排出过量的无机盐，如Na+,会引起神经肌细胞兴奋性降低，肌肉酸痛无力。这时应当多喝淡盐水。 功能2：维持细胞和生物体的生命活动 血钙过高→肌无力 血钙过低→抽搐 A 30 各种蛋白质对于pH的改变异常敏感，人体血浆pH降低 0.5个单位，立即发生酸中毒。 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，但体液的PH没有因此而降低, 食物中往往含有一些碱性物质（如Na2CO3), 人吃后体内血液的pH值会不会有较大变化？ 无机盐的功能 缓冲对：H2CO3\NaHCO3 NaH2PO4\Na2HPO4 功能3：维持细胞和生物体的酸碱平衡 A 31 剧烈运动时：H+ H2O+CO2由肺排出 蔬果中的碱：OH- + H2CO3 + NaHCO3 过多HCO3-由肾脏排出 Na+ + H2CO3 H2O + HCO3- ￭ 无机盐的功能 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？ 功能4：维持细胞的正常形态 无机盐的功能 9％ 0.09％ A 33 常见无机盐的作用及其缺乏症总结 缺乏症 作用 无机盐 Fe 2+ 甲状腺激素的重要组成 成分 I - 叶绿素的组成成分 Mg 2+ 骨骼、牙齿的重要组成 成分 Ca 2+ 维持动物细胞渗透压 Na + 促进花粉的萌发和花粉 管的伸长 B 参与构成血红蛋白 缺铁性贫血 “ ” 大脖子病 、 呆小症 植物叶绿素合成受阻，影响光合作用 骨骼畸形，肌肉抽搐 动物细胞渗透压降低，影响细胞形态 的维持 花而不实 1.急性肠胃炎疾病，突出的症状是又拉又吐，使身体丢失大量的水分和无机盐，医学上称之为“脱水”。这时要及时补充水分，同时也要补充无机盐、葡萄糖。 2.大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，应多喝淡盐水。 联系生活 A 35 细胞中的无机物 水 无机盐 结合水 自由水 细胞的重要组成成分 细胞内的良好溶剂 参加许多生物化学反应（代谢） 是细胞生活的液体环境 运输营养和废物 存在形式 作 用 构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分 维持细胞和生物体的生命活动 大多数是离子，少数以化合物形式 维持细胞渗透压和酸碱平衡 小结： —证明某种无机盐是否是植物必需的方法— （以Fe元素为例） ______________________植物分两组 甲组： _______________ 乙组：完全培养液 出现缺乏症 _________再培养 __________ Fe为植物生长的必需元素 植物正常生长 植物正常生长 Fe为植物生长的__________ 方法：控制变量法 原则：对照原则 37 —证明某种无机盐是否是植物必需的方法— （以Fe元素为例） 生长状况相同的正常同种植物分两组 甲组：缺Fe的完全培养液 乙组：完全培养液 出现缺乏症 加入Fe元素再培养 缺乏症消失 Fe为植物生长的必需元素 植物正常生长 植物正常生长 Fe为植物生长的非必需元素 要有多株，防止偶然性 此处为二次对照,使得实验组前后 形成对照，以增强说服力 38 探究无机盐X是否为植物生长发育所必需 （1）空白对照 对照组：植物+完全培养液 实验组：植物+缺X培养液 （2）自身对照 对照组：缺X培养液（加入X之前） 实验组：加入无机盐X之后 设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照；以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是(　　) A．对照组是乙组、实验组是甲组 B．控制此实验的无关变量只需选一些相同的植物 C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液要灭菌 D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行 c 1．细胞内无机盐的作用不包括( ) A．维持细胞的渗透压 B．维持酸碱平衡 C．提供细胞代谢所需的能量 D．组成某些复杂化合物 随堂练习 In-class practice C 41 2．结合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是（ ） A．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线 B．曲线②可表示细胞由休眠转入旺盛代谢过程中自由水与结合水比值的变化 C．曲线②可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化 D．曲线③可以表示人从幼年到成年体内相对含水量的变化 D 42 3．下列有关水和无机盐的叙述，不正确的有（ ） ①水能溶解、运输营养物质和代谢废物，并维持细胞形态 ②细胞中无机盐含量很少且大多数是以化合物形式存在 ③哺乳动物的血液中钙离子含量过高，会出现抽搐等症状 ④无机盐可以为人体生命活动提供能量 ⑤休眠种子与萌发种子相比，结合水与自由水的比值更小 ⑥缺碘会引起儿童佝偻病 A．六项 B．五项 C．四项 D．三项 B 43 4．在细胞内的液体、血浆等人和动物的体液及植物的汁液中，都含有多种多样生物必需的溶质。下列说法不正确的是（ ） A．水既是良好的溶剂，又是物质运输的主要介质，还可以缓和温度变化 B．血浆中多种正、负离子对维持血浆的正常浓度非常重要 C．哺乳动物血液中Ca2+含量过低会导致肌肉发生抽搐 D．Mg2+是色素的必要成分，Fe3+是血红蛋白的必要成分 D 44 生物体内含Zn²+的酶最多，有70多种酶的活性与Zn²有关，缺乏Zn2+生物就无法正常生活，这说明无机盐 A 对维持生物体的生命活动有重要作用 B 对维持细胞的形态有重要作用 C 对维持酸碱平衡有重要作用 D 对调节细胞内的浓度有重要作用 A 45 判断：以下实例中水主要以什么形式存在？ （A） 切西瓜时流出的瓜汁水 （B） 新鲜小麦种子晒干时丢失的水 （C） 小麦烘烤时丢失的水 （D） 鸡蛋清里的水 以自由水方式存在的有： 以结合水方式存在的有： ＡＢ　 Ｃ D 　　　 生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是 A 冬季来临时，植物体内结合水与自由水的比值增大导致抗寒性增强 B 由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基 C 水可以是细胞代谢的反应物，结合水可以参与核酸的水解反应 D 水可以是细胞代谢的产物，细胞在合成蛋白质、多糖时均有水产生 C 47 (单选）无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是 A 大量出汗排出过多的无机盐会导致体内酸碱平衡失调 B 缺铁会导致哺乳动物的血液运输O2的能力下降 C 多数无机盐在人体细胞内以稳定化合物的形式存在 D 植物秸秆燃烧产生的灰烟中含有丰富的无机盐 C 离子形式 48 (单选）人的红细胞必须生活在含有0.9%的氯化钠的溶液中。若将红细胞置于蒸馏水中，红细胞会因吸水过多而胀破；若将细胞置于浓盐水中，红细胞会因为失水而皱缩，因而丧失输送氧气的功能，所以医生给脱水病人注射用0.9%的生理盐水，这个事例主要说明 A 无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用 B 只有红细胞有这种特征 C 水分子容易进出细胞 D 无机盐离子容易进出细胞 A 49 $$