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（2019）必修1

第2节 细胞中的无机物 第二章 组成细胞的分子 问题探讨 口渴了,你喝什么？ 运动员在运动时怎么补水？ 问题探讨 成分 质量浓度（g.L-1） 蔗糖等糖类 40 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 水 1000 运动员饮料的化学成分表 右图是某种运动员饮料的化学成分表。思考讨论各成分的作用。 提供能量 调 味 补充失去的水 补充失去的无机盐（解体渴） 一、细胞中的水 1.水在细胞中的含量 结论：不同种类的生物含水量不同（水生生物＞陆生生物） 一、细胞中的水 1.水在细胞中的含量 结论：同一生物在不同的生长发育时期含水量不同（幼年＞成年＞老年，男性＞女性）。 77% 52%-58% 60%-65% 一、细胞中的水 1.水在细胞中的含量 结论：同一生物个体，不同组织、器官含水量不同. 思考：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？ 一、细胞中的水 2.水在细胞中存在的形式 自由水：以游离形式存在，可以自由流动，占95％以上。 结合水：与细胞内其它物质如蛋白质、多糖等物质）相结合，约占4.5％。 细胞中的水的 存在形式 自由水 结合水 自由水 结合水 一、细胞中的水 3.水的生理功能 d.为细胞提供液体环境（如血细胞生活在血浆中） a.细胞内良好的溶剂：许多物质溶解在水中 b.参与细胞内许多生物化学反应（光合作用、呼吸作用） c.运输营养物质和代谢废物（如血液运输氧气和二氧化碳） 是细胞结构的重要组成成分。 (2)结合水 (1)自由水 一、细胞中的水 4.自由水与结合水的转换   新陈代谢 抗逆性 温度降低 结合水 自由水 温度升高 低温时自由水转化成结合水这对植物生存有什么意义？ 防止冻害 结合水比例越高，抗寒能力越强。 代谢旺盛 代谢缓慢 （抗逆性：动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒、抗热性能） 理论联系实际 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 将种子放在试管中酒精灯用加热 管壁上有水珠 失去的主要是结合水 失去结合水的种子再浸泡 失去结合水的种子失去生理活性 不能萌发 思考与讨论 血液与心肌的比较 形态 含水量% 血液 液态 83 心肌 坚韧的固态 79 （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）血液凝固时，自由水与结合水是怎么转变的？ 自由水转化为结合水 思考与讨论 结论：一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高。 哪一个新陈代谢旺盛？ 哪一个自由水含量更多呢？ 思考与讨论 结论：结合水含量越高，抗逆性相对越强。 谁的结合水含量更多呢？ 谁的抗逆性更强呢? 热带雨林植物 沙漠植物 一、细胞中的水 5.水的分子结构 O H H O H H （2）正负电荷中心不重合的现象叫做分子的极性 构成生物的分子大部分都是极性的，根据相似相溶的原理水就成为了一种很好的溶剂 （1）一个水分子是由2个H原子和一个O原子构成的 H原子和O原子吸引电子的能力不一样，O原子更容易吸引电子，使得整个水分子中O原子一侧带负电。 （3）O原子一侧带负电，H原子另一侧带正电 两个水分子之间会产生一定的吸引力，这种作用力叫氢键。氢键是一种比较弱的作用力能不断地断裂，又不断形成使得水在常温下具有流动性。 一、细胞中的水 O H H - ＋ ＋ O H H - ＋ ＋ O H H - ＋ ＋ 氢键 ①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 因此，水是良好的溶剂。 ②水分子之间形成氢键 氢键比较弱，易被破坏，不断断裂又不断形成， 使水能维持液体状态 ③水具有较高的比热容，不易发生改变 维持生命系统的稳定性 5.水的分子结构 情境导入 将木材点燃烧尽, 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 二、细胞中的无机盐 1.无机盐的存在形式 阴离子:Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 阳离子:Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等 无机盐的存在形式 大多数以离子形式 少数以化合物形式 如：DNA中的磷酸，骨骼中的钙等 无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%-1.5%。 二、细胞中的无机盐 2.无机盐的作用 无机盐的作用 思考.讨论 【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如图： 思考: 植物体缺镁会影响光合作用，为什么？ 光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，Mg是叶绿素分子的组成元素之一，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。 二、细胞中的无机盐 【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如图： 思考: 有一种贫血症叫做缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？ 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。 无机盐的作用 思考.讨论 二、细胞中的无机盐 无机盐的作用 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，因此生产过程中常要给植物施肥。玉米在生长过程中缺乏P，植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小呈暗绿色偏紫色。 正常 缺N 缺P 缺K 思考: 植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺P会影响其生长发育。 这说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P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扮演重要角色。 （1）构成细胞中某些复杂化合物的组成成分 二、细胞中的无机盐 血钙不足→抽搐 血钙过高→肌无力 （2）维持细胞和生物体的正常生命活动 Na+缺乏 肌肉酸痛 无力等。 2.无机盐的作用 二、细胞中的无机盐 运动后会感到腰酸、膝盖酸，为什么过一阵子酸痛感会消失？ 缓冲对：H2CO3\ NaHCO3 NaH2PO4\Na2HPO4 （3）维持细胞的酸碱平衡 2.无机盐的作用 二、细胞中的无机盐 （4）维持细胞的渗透压平衡 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？ 9% 0.09% 失水皱缩 吸水膨胀 0.9% 2.无机盐的作用 二、细胞中的无机盐 组成细胞中某些复杂的化合物 维持细胞和生物体的生命活动 维持细胞的渗透压平衡 Mg→叶绿素 Fe→血红蛋白 维持细胞的酸碱平衡 血Ca+过高→肌无力 血Ca+过低→抽搐 Na+ 缺乏→肌肉酸痛 无力 HPO42-、 HCO3-等 Na+ 、K+ 、 Cl- 等 2.无机盐的作用 拓展延伸:探究无机盐X是否为植物生长发育所必需 1.完全培养液 2.缺素培养液 满足植物生长发育必需营养素的培养液。 缺乏植物生长发育所必需的某种或几种营养素的培养液。 拓展延伸:探究无机盐X是否为植物生长发育所必需 该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。 实验组中加入Fe的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。 每组放入的植物不能是一株，因为一株植物存在偶然性。 甲组：实验组; 乙组：对照组。 实验中应保证实验组和对照组中实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同； 无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，设计实验证明Mg是植物生长发育所必需元素。 （1）材料 生长状态相同、长势良好的植物若干，完全营养培养液，缺Mg的培养液，无机盐Mg。 （2）实验思想 设置对照实验 拓展延伸:探究无机盐X是否为植物生长发育所必需 习题检测 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。（ ） ✘ ✘ ✘ 29 习题检测 2.下列对于水分和无机盐的叙述，错误的是(　 　) A.细胞中的无机盐有些以化合物的形式存在， 如铁是合成血红蛋白不可缺少的成分 B.植物缺Mg2＋会影响光合作用， 食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿 C.各种生物体的生命活动不能离开水 D.休眠或越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升， 正在萌发的种子中结合水和自由水比值则下降 D 30 习题检测 3.人体某些组织的含水量近似，但存在形式却不同，例如：心肌含水量约79%，而呈坚韧状态，血液含水量约 82%，却呈川流不息的液态。从水在生物体内的存在形式来看，对这种差异的解释为( ) A.心肌内结合水较多 B.血液中结合水较多 C.心肌内全是结合水 D.血液中全是自由水 A 31 $$