1.1水和无机盐是构成细胞的重要无机物课件-2025-2026学年高一上学期生物浙科版必修1

1.1水和无机盐构成细胞的重要无机物 学习目标 简述组成细胞的主要元素，认同生命的物质性。 说出水在细胞中的存在形式和作用。 说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。 生命是物质的，组成生物体的各种化合物是由化学元素构成的。 组成细胞的分子，既包含简单的无机物，也包含复杂的有机物。细胞内的无机物主要是水和无机盐。 水和无机盐与细胞的生活有什么关系？ 情境导入 细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成 元素 符号 在人体中所占比重/% 元素 符号 在人体中所占比重 氧 O 65.0 铁 Fe 微量 碳 C 18.5 锌 Zn 微量 氢 H 9.5 铜 Cu 微量 氮 N 3.3 碘 I 微量 钙 Ca 1.5 锰 Mn 微量 磷 P 1.0 硼 B 微量 钾 K 0.4 铬 Cr 微量 硫 S 0.3 钼 Mo 微量 钠 Na 0.2 钴 Co 微量 氯 Cl 0.2 硒 Se 微量 镁 Mg 0.1 氟 F 微量 组成人体的主要元素 地壳 元素 细胞 O Si C N H 48.60 26.30 0.087 0.03 0.76 65.0 极少 18.0 3.0 10.0 (1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明了什么？ 请比较地壳和细胞的部分元素组成并回答下列问题(单位为%)： 生物界和非生物界具有统一性。 注：Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。 细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成 (2)细胞中的各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同，这说明了什么？ 生物界和非生物界还具有差异性。 地壳 元素 细胞 O Si C N H 48.60 26.30 0.087 0.03 0.76 65.0 极少 18.0 3.0 10.0 注：Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。 细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成 请比较地壳和细胞的部分元素组成并回答下列问题(单位为%)： (3)组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界，为什么细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同？ 生物体是按照自身生命活动的需要，有选择地从无机自然界获取元素 地壳 元素 细胞 O Si C N H 48.60 26.30 0.087 0.03 0.76 65.0 极少 18.0 3.0 10.0 注：Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。 细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成 请比较地壳和细胞的部分元素组成并回答下列问题(单位为%)： (4)微量元素在细胞中的含量非常少，是否就不重要？为什么？ 不是；微量元素在生物体中虽然含量很少，但非常重要。例如，缺“B”(硼)会造成“花而不实”。 地壳 元素 细胞 O Si C N H 48.60 26.30 0.087 0.03 0.76 65.0 极少 18.0 3.0 10.0 注：Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。 请比较地壳和细胞的部分元素组成并回答下列问题(单位为%)： 细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成 C H O N P S K Ca Mg 等 Fe Mn B Zn Mo Cu 等 主要元素 自然界中的元素 基本元素 大量元素 微量元素 构成细胞的主要元素 细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成 (如：人体) 大量元素：C H O N P S K Ca Mg 微量元素：Fe Mn B Zn Mo Cu Co Se 最基本元素 基本元素 主要元素 铁 锰 硼 锌 钼 铜 钴 硒 C是构成生物大分子的基本骨架 有些元素在人体中的含量很低，称为微量元素。 微量元素含量虽少，但它们对维持细胞正常的结构和生命活动均起着重要作用。 含量多少 细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成 水母97% 藻类90% 鱼类80-85% 蛙78% 高等植物60-80% 哺乳动物65% 细胞的含水量一般为60%~90%，有些细胞含水量可超过90%，如水母的含水量可达97%。 水为生命活动提供了条件 水为生命活动提供了条件 作为生物体内含量最多的化合物，水是生物体的重要组成成分。可以说，一切生命活动都离不开水，没有水就没有生命。 水为生命活动提供了条件 水分子中氧原子的原子核周围电子较多，使氧略带负电性而氢略带正电性，水成为极性分子，一端略正，一端略负。由于正负电荷的吸引，水分子之间便会形成氢键。 水分子中带有部分正电性的氢原子与带有部分负电性的氧原子通过彼此间的相互吸引而形成的一种特殊的分子间作用力。水分子之间的氢键使得水具有调节温度的作用。 NaCl颗粒被溶解 水分子中带负电荷的氧原子聚集在Na+周围，形成水膜 水分子中带正电荷的氢原子聚集在Cl+周围，形成水膜 结合水的组成及特性，水分子中 H、O 原子的结合方式和带电情况， 尝试解释水为什么能成为良好的溶剂。 水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。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。 水为生命活动提供了条件 每个水分子可以与周围水 分子靠氢键互相作用在一 起。氢键比较弱，易被破 坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。 水分子的氢键是怎样形成的？为什么在常温下水是液体状态,具有流动性？ 一个水分子可形成 4 个氢键 水为生命活动提供了条件 水的哪一特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要？ 水分子之间的氢键使得水具有调节温度的作用。 因此水对维持生命系统的稳定性十分重要 氢键 水分子间大量的氢键使水蒸发时要消耗大量的热，如出汗能有效地降低体温。水温的增高需要较多的热，因为先要破坏氢键才能促进分子的运动；反之，水温的降低就会形成较多的氢键，而氢键的形成会释放热量，这就使得细胞内水的温度变化不那么剧烈。 水为生命活动提供了条件 水为生命活动提供了条件 此外，水还是细胞中某些代谢的反应物和产物，水在动、植物的分布、繁殖、生长发育以及动物体色、动物行为等方面有着深远的影响。 1.存在形式 (1)大多数以离子形式 (2)少数以化合物形式 阳离子 阴离子 Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等 Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 2.含量 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%。 如：DNA中的磷酸，骨骼中的钙等 无机盐与细胞生活密切相关 无机盐还是某些复杂化合物的重要组成成分，如Mg2+是叶绿素的必需成分、Fe2+是血红蛋白的必需成分。 一种叶绿素分子的局部结构 血红素分子的局部结构 无机盐与细胞生活密切相关 无机盐与细胞生活密切相关 人在剧烈运动时，会大量排汗，可能会引起肌肉抽搐，这是因为有大量的Ca2+随汗液排出，造成血钙过低；而血钙过高则出现肌无力。人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最后引起肌肉酸疼、无力等。这说明无机盐有什么作用?  血钙不足→抽搐 血钙过高→肌无力 （2）维持细胞和生物体的生命活动 生理盐水 （3）维持细胞的渗透压平衡（正常形态） 9% 0.09% 皱缩 膨胀 正常形态 无机盐与细胞生活密切相关 课堂小结 1.地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水。下列关于水在生物体中作用的叙述，错误的是(   ) A.参与组成细胞的结构 B.参与细胞内的许多化学反应 C.是细胞内良好的溶剂 D.为细胞的生命活动提供能量 随堂小测 答案：D 解析：A、结合水是细胞结构的重要组成成分，A正确； B、水可参与细胞内的许多化学反应，如有氧呼吸、蛋白质的合成等，B正确； C、自由水是细胞内良好的溶剂，C正确； D、水不能为细胞的生命活动提供能量，D错误。 故选D。 2.人体血液中的红细胞具有携氧能力。若体内缺乏某种无机盐离子，会影响红细胞中血红蛋白的合成而导致贫血，该无机盐离子是(   ) A.Mg2+ B.Fe2+ C.Zn2+ D.Ca2+ 随堂小测 答案：B 解析：Fe2+是血红蛋白的主要成分，人体内缺乏Fe2+会影响血红蛋白的合成而导致贫血，B正确，ACD错误。 故选B。 随堂小测 3.无机盐在生物体内起重要作用。下列关于无机盐的叙述，错误的是(   ) A.秸秆燃烧后的灰烬主要是无机盐 B.无机盐是细胞中含量很少的无机物 C.人体内的无机盐都以离子状态存在 D.人体内Na+缺乏会引发肌肉酸痛、无力 答案：C 解析：A、有机物能够燃烧释放出能量，其中绝大部分能量转化为热量，玉米秸秆中的水在秸秆燃烧的过程中，被气化成水蒸气，剩余的灰烬就是无机盐，A正确； B、细胞中的无机物主要是水和无机盐，无机盐是细胞中含量很少的无机物，B正确； C、人体内的无机盐大多数以离子状态存在，少数以化合物形式存在，C错误； D、Na+内流会引起动作电位，引发兴奋的传导和传递，人体内Na+缺乏会引发肌肉酸痛、无力，D正确。故选C。 感谢使用 $$