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章 组成细胞的分子 第2节 细胞中的无机物 核心素养 课标要求 1.重点：简述水和无机盐在细胞中的存在形式和作用。 2.难点：理解并区分自由水与结合水的比例变化。 1.生命观念：通过对水和无机盐的存在形式与作用的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。 2.科学思维：通过对水和无机盐的作用的学习，养成归纳与概括的科学思维方式。 重点难点 1.指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用。 2.举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关。 目标引领 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 人体大量出汗后，需要补充哪些营养 物质？ 问题激疑 第38届泰山国际登山节 1 细胞中的水 跟据资料分析总结水的功能。 资料1：许多物质能够溶解到水中。 资料2：水是光合作用的原料，呼吸作用和许多有机物的合成和分解都需要水的参与。 资料3：组织细胞必需浸润在组织液中，红细胞必须浸润在血液中，淋巴细胞必须浸润在淋巴中。 参与细胞内的许多化学反应 提供液体环境 资料4：水在生物体内流动，把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的代谢废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。 细胞内良好的溶剂 运输营养物质和废物 自主探究 H原子 H原子 O原子 H2O分子 1、水为什么是细胞内的良好溶剂？ 共用电子对 O比H具有更强的吸引共用电子对的能力，使共用电子对移向O，使得O端稍带负电荷，H端稍正电荷。 水分子的空间结构和电子的不对称分布，使水成为极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，水是良好的溶剂。 H2O分子 O H H 精讲点拨：水的特性 2、水具有流动性的原因？ 1）极性分子——良好溶剂 2）氢键易断又易形成——流动性 3）有氢键——较高比热容，维持生命系统的稳定性 由于水分子的极性，当一个水分子的氧端（负 电性区）靠近另一个水分子的氢端（正电性区） 时，它们之间形成静电引力---氢键，每个水分 子可以与周围水分子靠氢键相互作用； 氢键较弱，易被破坏，只能维持极短时间，氢 键不断断裂，又不断形成，使水在常温下维持 液体状态，具有流动性。 氢键比化学键弱，易被破坏，又容易形成，使得水成了一种“剪不断理还乱”的液体流动态，正所谓抽刀断水水更流，BIM是这个道理。 比热容是指使单位质量物体改变单位温度时所吸收或释放的能量。 由于水分子之间数量众多的氢键，所以一方面，想要让液态的水升温后沸腾至气化状态，就必须先破坏这种分子之间的作用力；另一方面，温度已经升高的水在降温时也会释放出更多地热量，很好地起到了缓冲的作用。 1.阅读课本第20-21页，思考并完成以下表格。 合作解疑 形式 自由水 结合水 概念 细胞中绝大部分的水以 的形式存在，可以自由流动 与细胞内的其他物质 的水。 功能 ①细胞内的 ； ②参与 ； ③为细胞提供液体环境； ④运送 和 是细胞结构的 游离 相结合 良好溶剂 生物化学反应 营养物质 代谢废物 重要组成 部分 细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分。 结合水 自由水 判断：以下实例中水主要以什么形式存在？ 自由水 结合水 1.切西瓜时流出的汁水 2.鸡蛋清中的水 3.新鲜小麦种子晒干时丢的水 4.晒干后种子烘烤后，试管壁上的水 新鲜鸡蛋和变质鸡蛋、鸭血中的水分分别主要以什么状态存在？这说明两者之间的关系是怎么样的？ 自由水 结合水 可以相互转化 鸭血凝固 自由水 结合水 2.两种形式水的比例变化有什么规律？对生物体有什么意义？ 细胞内自由水所占比例越大，细胞的代谢越旺盛；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（即抗逆性越强）。 储存前晾晒种子，是为了降低自由水的含量，以降低代谢速率，延长储存时间。 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，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。 自由水和结合水相互关系 1.你是否能据此推断自由水和结合水的比例与植物抗逆性之间的关系？ 旺盛 减弱 降低 增强 比值高：代谢 ，但抗逆性 。 自由水/结合水 比值低：代谢强度 ，但抗寒、抗旱、 抗热等抗逆性 。 2 细胞中的无机盐 大部分以离子形式存在 （1） 存在形式 阳离子： Na⁺、K⁺、Ca2⁺、Mg2⁺、Fe2⁺、Fe3⁺等 阴离子： Cl⁻、SO42⁻、PO43⁻、HCO3⁻等 少数为化合物 骨骼中骨盐的主要成分是Ca3(PO4)2 自主探究 一种叶绿素分子 （局部） 血红素分子 （局部） 合作解疑 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。 1.植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ 2.有一种贫血症叫做缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？ 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。 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。 正常 缺N 缺P 缺K 合作探究 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。 3.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.组成细胞中某些复杂的化合物 2.维持细胞和生物体的生命活动 →叶绿素 →血红蛋白 P →核酸、ATP、细胞膜、细胞核 4.维持细胞的渗透压 Na+ 、K+ 、 Cl- 等 Na+ 、Ca+ 维持神经、肌肉兴奋性 Mg 无机盐生理作用 Fe 3.维持细胞的酸碱平衡 HPO42-、 HCO3-等 精讲点拨 无机盐 自由水 ①细胞内良好的溶剂 细胞中的无机物 水 结合水 含量 功能 含量 功能 ①作为细胞结构的重要组成部分 ①某些化合物的重要组成成分 大多数以离子形式，少数以化合物形式存在 功能 含量 存在形式 存在形式 （95.5 %） （细胞鲜重的1%~1.5%） （4.5 %） ②增强细胞抗逆性 ④运输营养物质和代谢废物 ②参与细胞内的生化反应 ③为绝大多数细胞提供液体环境 ④维持生物体内的酸碱平衡 ②维持细胞和生物体的生命活动 ③维持生物体内的正常渗透压 相互转化 课堂小结 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 巩固训练 20 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 21 1.（2022年夏季学考真题）水和无机盐是构成细胞的重要成分，下列叙述错误的是（ ） A.结合水是细胞结构的重要组成部分 B.自由水可以运输营养物质 C.干种子燃烧后剩余的灰烬是无机盐 D.细胞中的无机盐均以离子形式存在 D 典题演练 2．秋冬季节，大叶黄杨在受到低温侵袭时，细胞呼吸速率先升高后降低，细胞内含水量下降，可溶性糖含量增加，下列说法错误的是（       ） A．冷害初期细胞呼吸增强，释放能量多，有利于抵御寒冷 B．低温会使细胞内自由水的比例升高，从而降低新陈代谢水平，提高抗寒能力 C．低温导致小麦细胞中的细胞液浓度升高，防止细胞结冰 D．同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水含量低 B 典题演练 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升高，原因是__________________________________。 答案：避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身 4．如果Ca2＋的含量太低，动物会出现________等症状，可见无机盐对于维持__________________都有重要作用。 答案：抽搐　细胞和生物体的生命活动 典题演练 Lavf58.20.100 $$