2.2细胞中的无机物课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第2章 组成细胞的分子 第2节 细胞中的无机物 学习目标： Ⅰ.细胞中水的存在形态及其生理功能 Ⅱ.简述细胞中无机盐含量低，却必不可少的原因 复习提问: 1.为什么细胞中的化学元素在无机自然界中都能找到？ 2.生物界和非生物界的统一性的依据？差异性的依据？ 3.细胞中最基本的元素？原因？基本元素？主要元素？ 大量元素？微量元素？ 4.细胞中的元素主要存在形式？一般情况下，活细胞内含量最多的化合物是？含量最多的有机化合物？细胞干重中含量最多的化合物？ 5.还原糖、脂肪、蛋白质鉴定的原理分别是？ 6.上述3种物质鉴定时的取材有何要求？原因？常用材料分别是？ 7.斐林试剂与双缩脲试剂的组成成分？使用注意事项？ 8.斐林试剂和双缩脲试剂的异同？ 9.脂肪鉴定的实验步骤？观察脂肪颗粒或脂肪滴一定需要显微镜吗？ 10.实验鉴定生物组织中的有机物时，对生物组织有什么要求？ 【课前准备】必修一课本 干旱会有怎样的危害？ 枯萎 龟裂 干枯 离乡 荒芜 为了喝一口水，各种生物都做了什么？ 迁徙 存水 祈雨 蓄水 增雨 Ⅰ.水的生理功能 1.水是构成细胞的重要成分 2.水是细胞内良好的溶剂 3.参与细胞内的生物化学反应 4.为细胞的生存提供液体环境 5.运输营养物质和代谢废物 探究点一：细胞中的水 水母 血浆 代谢 草履虫 循环系统 3. 人体中几种不同器官或组织中水的含量 组织/器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心肌 血液 百分比 10 22 76 79 83 1. 细胞中各种化合物所占比例 化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸 百分比 85-90 1～1.5 7～10 1～2 1～1.5 2. 几种不同生物体水的含量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳类 藻类 高等植物 百分比 97 80～85 78 65 90 60～80 4. 不同年龄段，人体中水的含量(%) 婴幼儿 青春期 青年 中年 老年 77 70 65 60 55 细胞中含量最多的化合物是水 不同的生物的含水量不同。一般而言，水生生物的含水量大于陆生生物 同种生物，不同器官的含水量不同 同种生物，不同年龄段的含水量不同。一般而言，幼年个体的含水量高于成年 Ⅱ.不同生物、不同年龄段，水含量的差别 探究点一：细胞中的水 ①水分子为什么是极性分子？ ②水分子为什么可以作为良好的溶剂？ ③常温常压下，水为什么是液态？ ④为什么水对于维持生命系统的的稳定十分重要？ Ⅲ.水是生命之源 探究点一：细胞中的水 水是极性分子 水分子由2个氢原子和1个氧原子组成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧原子具有比氢原子更强的吸引共用电子对的能力，使得共用电子对更加偏向氧原子。 6 水在细胞中以两种形式存在：绝大多数的水呈游离状态，可以自由流动，叫做自由水；一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。 问：自由水和结合水的差异表现在哪里？ 结合水大约只占细胞内全部水分的4.5%。它们主要是与蛋白质、多糖(淀粉)等物质相互结合，丧失了流动性和溶解性，成为生物体的结构的的重要组成成分。因与其他物质相结合，故此不容易丢失。一旦丢失，就意味着细胞的死亡。 自由水是细胞内良好的溶剂，负责参与细胞的多种生理活动。相对而言，容易丢失。丢失后，细胞的代谢过程变慢。 Ⅳ.水的存在形式 探究点一：细胞中的水 Ⅳ.水的存在形式 探究点一：细胞中的水 结合水：与细胞内的其他物质相结合 含量：4.5% 性质：与蛋白质、多糖等物质相结合 功能：生物体的结构的的重要组成成分 稳定性：不易丢失；丢失后，细胞死亡 自由水：水呈游离状态，可以自由流动 含量：95.5% 性质：游离状态，自由流动 功能：负责参与多种生理活动 稳定性：易丢失；丢失后，代谢变慢 8 Ⅳ.水的存在形式 探究点一：细胞中的水 结合水： 含量： 性质： 功能： 稳定性： 自由水： 含量： 性质： 功能： 稳定性： 结合水 自由水 环境适宜时；细胞代谢旺盛，抗逆性差 环境变差时；细胞代谢缓慢，抗逆性强 情景：绿色植物在春夏季，自由水含量开始升高，生长旺盛；而在秋冬季，结合水含量开始升高，代谢减弱。请分析：自由水与结合水相对含量与细胞代谢强弱、抗逆性的关系。 (PS:抗逆性是指植物抵抗不良环境的能力，如抗寒、抗旱、抗盐碱等) 思考：收获的玉米种子，为什么要晒干后储存？ 晒干后，降低自由水的含量，细胞的代谢减弱，消耗的有机物减少，更利于种子的储存。 结合水：与细胞内的其他物质相结合 含量：4.5% 性质：与蛋白质、多糖等物质相结合 功能：生物体的结构的的重要组成成分 稳定性：不易丢失；丢失后，细胞死亡 自由水：水呈游离状态，可以自由流动 含量：95.5% 性质：游离状态，自由流动 功能：负责参与多种生理活动 稳定性：易丢失；丢失后，代谢变慢 Ⅳ.水的存在形式 探究点一：细胞中的水 结合水 自由水 环境适宜时；细胞代谢旺盛，抗逆性差 环境变差时；细胞代谢缓慢，抗逆性强 情景：绿色植物在春夏季，自由水含量开始升高，生长旺盛；而在秋冬季，结合水含量开始升高，代谢减弱。 请分析：自由水与结合水相对含量与细胞代谢强弱、抗逆性的关系。 (PS:抗逆性是指植物抵抗不良环境的能力，如抗寒、抗旱、抗盐碱等) 思考：收获的玉米种子，为什么要晒干后储存？种子萌发时，为什么需要充足的水分？ 晒干后，降低自由水的含量，细胞的代谢减弱，消耗的有机物减少，更利于种子的储存。 种子吸水后，自由水的含量升高，细胞代谢加快，更利于种子萌发 为了吃一口盐，都做了哪些努力？ 舔舐 晒盐 Ⅰ.无机盐的功能 探究点二：细胞中的无机盐 叶绿素分子(局部) ①无机盐是细胞结构和重要化合物的组成成分 ②无机盐对于维持生物体的正常生命活动至关重要 ③维持生物体内的酸碱平衡 ④维持细胞的渗透压平衡（正常形态） 缺B，花而不实 维持pH 生理盐水 【 Mg2+、Fe2+、I-、PO3-等 】 【 Na+、K+、Ca2+等 】 【 HCO3-、HPO42-、H2PO4-等 】 【 Na+、 K+、 Cl-等】 生理盐水： 生理盐水，又称为无菌生理盐，是指生理学实验或临床上常用的渗透压与动物或人体血浆的渗透压基本相等的氯化钠溶液。 浓度：用于两栖类动物时是0.67～0.70%，用于哺乳类动物和人体时是0.85～0.9%。 12 将小麦种子点燃烧尽，得到的灰白色灰烬就是小麦种子中的无机盐。人和动物的细胞中，也含有无机盐。 细胞中的无机盐，绝大多数以离子形式存在。 Ⅱ.无机盐的存在形式 探究点二：细胞中的无机盐 阳离子 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等 阴离子 Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 Ⅱ.无机盐的功能 探究点二：细胞中的无机盐 Ⅱ.植物体缺乏Mg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，而叶绿素中不能缺少的元素之一就是Mg。Mg是叶绿素的组成元素之一，因此，它对于光合作用具有重要意义。缺Mg使叶绿素的形成收到阻碍，进而影响光合作用。 叶绿素分子(局部) 血红素分子(局部) Ⅲ.有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺乏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。血红蛋白中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。 Ⅰ.植物体却P常表现为生长发育不正常，分析原因 P作为植物生长发育所必需的大量元素之一，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。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会影响蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，植株矮小，产量低下。 ①无机盐是细胞结构和重要化合物的组成成分。 N N N N NH 2 CH 2 OH OH H H H H O O O O O O OH OH OH OH P P P O 1 1 2 3 4 5 α γ β 2 3 4 5 6 7 8 9 , , , , , ~ ~ ATP分子 分析生活中的常见的实例，尝试总结无机盐的功能。 Ⅰ.婴幼儿严重缺钙会得佝偻病，老年人缺钙会患骨质疏松病，血液中Ca2+含量低，会引起肌肉抽搐；过高又会引起肌无力。 Ⅱ.硼(B)能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺乏植物会出现“花而不实”。 Ⅲ.碘(I)是构成甲状腺激素的必备成分，幼儿缺乏会患呆小症，成人会患地方性甲状腺肿。 Ⅱ.无机盐的功能 探究点二：细胞中的无机盐 ②无机盐对于维持生物体的正常生命活动至关重要。 大家都有这样的体会，剧烈运动后，会感到腰腿酸痛。为什么呢？这是因为运动时产生了大量乳酸，引起肌肉酸痛。但体液的pH却没有因此而明显下降，还是维持在7.35—7.45之间，为什么呢？ 乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3 CO2＋H2O Ⅱ.无机盐的功能 探究点二：细胞中的无机盐 ③维持生物体内的酸碱平衡 某人生病需要输液时，是把药物溶解在生理盐水中，再进行静脉注射。那么，生理盐水的浓度是多少？为什么用9%或0.09%浓度不可以？说明无机盐具有什么作用？ 生理盐水(医用)：质量浓度为0.9%的NaCl溶液。 失水皱缩 吸水膨胀,甚至涨破 维持正常形态 0.09% 9% 0.9% Ⅱ.无机盐的功能 探究点二：细胞中的无机盐 ④无机盐能维持细胞的渗透压平衡 生理盐水： 生理盐水，又称为无菌生理盐，是指生理学实验或临床上常用的渗透压与动物或人体血浆的渗透压基本相等的氯化钠溶液。 浓度：用于两栖类动物时是0.67～0.70%，用于哺乳类动物和人体时是0.85～0.9%。 17 参与构成细胞内的重要化合物。 【 Mg2+、Fe2+、PO3-等 】 维持生物体的正常生命活动。 【 Na+、K+、Ca2+等 】 维持细胞内的酸碱平衡。 【 HCO3-、HPO42-、H2PO4-等 】 维持细胞内外的渗透压平衡(水盐平衡)。 【 Na+、 K+、 Cl-等】 Ⅱ.无机盐的功能 探究点二：细胞中的无机盐 均衡营养，合理膳食，荤素搭配。一定要注意矿物质的适量摄取 由于正常的生理代谢，人体每天都排出一定量的无机盐；同时，由于地球化学环境的不同，导致某些元素在全球分布严重不均。在人体内无机盐的作用相互关联。在合适的浓度范围内有益于人和动植物的健康，缺乏或过多都能致病。在我国钙、铁和碘的缺乏较常见。硒、氟等随地球化学环境的不同，既有缺乏病如克山病和大骨节病、龊齿等，又有过多症如氟骨症和硒中毒。那么该如何保证这些无机盐的含量呢？ Ⅲ.科学地补充无机盐 探究点二：细胞中的无机盐 设计实验，探究镁是否为植物生长所必需的元素，写出思路(包括步骤、预测结果与结论)。 Ⅳ.思维拓展 探究点二：细胞中的无机盐 对照组 用含X的全素营养液培养幼苗，一段时间后，观察记录幼苗的生状况 实验组 用不含X的营养液培养幼苗，一段时间后，观察记录幼苗的生状况 20 设计实验，探究镁是否为植物生长所必需的元素，写出思路(包括步骤、预测结果与结论)。 Ⅳ.思维拓展 探究点二：细胞中的无机盐 对照组 用含X的全素营养液培养幼苗，一段时间后，观察记录幼苗的生状况 实验组 用缺X的营养液培养幼苗，一段时间后，观察幼苗的生状况，再添加X后，继续培养一段时间，观察幼苗生长状况 一段 时间后 一段 时间后 正常培养 加X后 培养 为什么要“添加X后，继续培养一段时间”？ 为了进一步验证该不良症状确实是由缺少X元素引起的。 21 下列有关水和无机盐的说法错误的是 ( ) A．水是生物体中含量最多的物质 B．水作为良好的溶剂，不参与细胞代谢 C．无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分 D．无机盐离子对维持血浆的正常浓度有重要作用 下列关于植物体内水分的叙述，错误的是 ( ) A．植物体内的水分参与营养物质的运输 B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一 C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物 D．同种植物的种子，在萌发时和休眠时自由水含量相同 课堂总结： 水的存在形式（2种） 水的功能（5个） 水的存在形式与细胞代谢的关系。 无机盐的存在形式（2种） 无机盐的功能（4个） 解释：谚语“有收无收在于水，收多收少在于肥”的科学原理。 $$