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（2019）必修1

组成细胞的分子 第2章 2.2 细胞中的无机物 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 口渴了，你选择喝什么？ Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 地球表面约3/4的部分是水；我们的胚胎发育离不开水。 一个人在极限状况下，可坚持20天以上不进食。 一个人不喝水，2-3天后就会丧失意识，生命濒临终点。 水——生命之源 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 水是生命之源，没有水就没有生命 水母97% 藻类90% 鱼类80—85% 蛙78% 高等植物 60—80% 哺乳动物65% 生物体内的含水量 不同生物体内都含有大量的水 水对于生物来说至关重要 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. ①水蜜桃香甜多汁，当你咬开水蜜桃时冒出的汁水主要是什么形式的水？有哪些物质溶解其中？这说明自由水有什么功能？ ②回忆初中所学的知识，植物光合作用需要水的参与吗？这又说明自由水有什么功能？ ③血液中含有自由水较多。你能否根据血液功能判断自由水的功能？ ④血液是由血细胞和血浆组成，离开血浆的血细胞很快就会 死亡，这又说明自由水可以为细胞提供什么环境？ 细胞中水的作用 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. ①良好的溶剂 ③运输养料与废物 ②参与生物化学反应 ④为细胞提供液体环境 水有何特别之处能承担这些功能？ 细胞中水的作用 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 许多物质可以在水中溶解，我们知道生物其中一个主要特征就是能够进行新陈代谢，生物体内无时无刻不在进行化学反应，生物所需要的很多物质就通过溶解在水中，此外，水本身也作为反应原料参与到生物的化学反应中，第三，水在常温下是液体，可以流动，所以生物体的养料与废物运输离不开水，同时，大多数细胞必须沁润在以水为基础的液体环境中。。。 水到底有何特别之处，让他在生物体内可以有如此重要的作用，让我们一起来看看水的特性 极性分子 良好的溶剂 具流动性 形成氢键 高比热容 参与物质运输 温度相对稳定 当吸收或放出相同热量时，比热容大的物质温度变化小 糖溶解 水分子 糖晶体 糖分子 糖分子 水的特性 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。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都容易与水结合，因此水是良好的溶剂。由于水分子的极性，当一个水分子的氧端靠近另一个水分子的氧端时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力称为氢键。氢键比较弱，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。由于氢键的存在，水具有较高的比热容，相同质量的物质在温度变化相同的情况下需要吸收或释放更多的热量，或者说，物质的温度变化较慢，因为需要更多的能量来改变其温度。例如油温和水温的变化快慢。这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，有利于维持生命系统的稳定性。湖水温度相对不变，水里的生物才能生存。 水的存在形式 液态 固态 气态 水在生物体内以何种形式存在？ Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 女人52%-58% 婴儿77% 男人60%-65% 老人51% 牙齿10% 骨骼22% 骨骼肌76% 心肌79% 血液83% 代谢旺盛的组织/个体中含水量较多 水的存在形式 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 俗话说，女人是水做的，但其实男人的含水量比女人还要高，所以从生物学角度看男人才是真正水做的。同时，我们发现，婴儿、成人和老人的含水量差距也是很大的，这说明同种生物在不同的生长阶段含水量是不一样的；此外，我们再来看看人体的不同组织的含水量，我们发现牙齿的含水量为10%，骨骼22%，但是肌肉和血液中的含水量却很高，这说明同种生物不同的组织器官含水量也是差距很大，应该怎么来解释这一现象呢？心机的含水量和血液的含水量是相近的，但是我们可以看到血液是液体，心脏是肌肉，是固体，为什么同样的含水量，形态却完全不一样呢？这说明水在生物体内的存在形式是有差异的；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？ 自由水（ 95.5% ） （以游离的形式存在，可以自由流动） 结合水(4.5%) （与细胞内其他化合物（糖类、蛋白质等）以氢键相结合的水） 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 水的存在形式 相互转化 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为结合水，是细胞和生物体的组成成分；而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分结合水释放出来，转变为自由水。这个时候细胞结构被破坏，这也说明自由水和结合水两者是可以相互转化的。 自由水与结合水 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。 温度降低 结合水 自由水 温度升高 代谢旺盛 代谢缓慢 自由水的比例高——代谢活跃，生长快，但抗逆性弱 （抗逆性：动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒、抗盐碱等） 代谢速率 抗逆性 自由水 结合水 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 注意自由水、结合水比值先后顺序；霜打的茄子 刚收获的小麦/水稻种子，农民往往将其晒干后再储存，在这个过程中，种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？为什么？ 自由水，有活性。种子晒干后，细胞内自由水含量降低，细胞代谢减慢，有机物消耗减少，以延长储存期；种子有活性。 如果将晒干的种子放在试管中加热，会发现试管壁上有小水珠出现，该过程中种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？为什么？ 结合水，无活性。晒干的种子加热后，细胞内结合水转化为自由水散失；种子死亡，无活性。 自由水与结合水 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 结合水丢失，榨干最后一点水分，水是生命之源，没有水就没有生命，所以自然是不能存活。 存在形式 自由水95.5% 结合水4.5% 含义 细胞中绝大部分水以游离的形式存在，是可以　　　　的水 与细胞内_________相结合的水 功能 ①细胞内的________ 是细胞结构的重要组成成分 ②参与____________ ③为细胞提供　　　环境 ④运送　　　　和代谢废物 联系 自由流动 其他物质 良好溶剂 生物化学反应 液体 营养物质 自由水与结合水 温度降低 结合水 自由水 温度升高 代谢旺盛 代谢缓慢 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 细胞中的无机盐 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 天壤之间，水居其多，人生百味，却独爱盐 运动员饮料的化学成分表 成分 质量浓度（g/L 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 普通饮料的化学成分表 运动饮料和普通饮料成分上有何差异？ 无机盐 细胞中的无机盐 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞生活中起什么作用？ 运动员饮料的化学成分表 成分 质量浓度（g/L 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 运动员在运动中会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐，所以要给他们补充无机盐。 无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。 细胞中的无机盐 无机盐 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 出汗后衣服上留下的白色汗渍即为无机盐 “有收无收在于水，多收少收在于肥” 阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 细胞中的无机盐 存在形式和含量 离子 很少 无机盐在细胞中含量是最低的，对生命活动来讲是不是可有可无呢？ Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 细胞中的无机盐 ①构成细胞结构的组成成分 CaCO3是动物和人体的骨骼、 牙齿中的重要成分 无机盐的作用—— Mg是构成叶绿素的主要成分，Fe是构成血红素的主要成分 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 镁、铁动植物均含有 细胞中的无机盐 无机盐的作用—— ②维持生物体的生命活动 血钙不足→抽搐 血钙过高→肌无力 Na+、Ca2+等对于生命活动是必不可少的 Na+缺乏→肌肉酸痛无力 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 二、细胞中的无机盐 无机盐的作用—— ③维持细胞的酸碱平衡 进行剧烈运动时，身体无氧呼吸产生了乳酸（一种强酸），因此人体会感到肌肉酸痛，但体液的PH没有明显降低,仍维持在7.35—7.45之间，为什么呢？ 乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3 CO2＋H2O - HCO3 , H2CO3 HPO3 , H2PO3 - 2- Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 二、细胞中的无机盐 无机盐的作用—— ④维持细胞的渗透压平衡 低渗溶液 高渗溶液 生理盐水 医生给病人输入药物时，为什么常用生理盐水（0.9%NaCl）作溶剂？用0.09%或9%浓度可以吗？ Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 维持生理状态的盐水；等渗溶液，渗透压与人体细胞所处液体环境的浓度相当，维持细胞正常形态 常见无机盐的作用与缺乏症 种类 作用 缺乏时引起的症状 Fe 构成血红素的元素 缺铁性贫血症 Mg 构成叶绿素的元素 植物叶绿素合成受阻，影响光合作用 Zn 很多酶的组成成分 生长发育不良，生殖腺功能受影响 Ca 骨骼、牙齿的重要组成成分 骨骼畸形；抽搐等 I 甲状腺激素的重要组成成分 甲状腺肿大；呆小症 B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺B时，“花而不实” Na 维持神经、肌肉细胞的兴奋性等 神经、肌肉细胞的兴奋性降低，肌肉酸痛、无力等 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 与生活的联系 细胞中的无机盐 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，这时应多喝 。 患急性肠炎的病人（腹泻）脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，因此，输入 是常见的治疗方法。 淡盐水或电解质水 葡萄糖盐水 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 课堂总结 细胞中的无机物 水 无机盐 自由水(95.5%) 结合水(4.5%) ①良好的溶剂 ②参与生化反应 ③为细胞提供液体环境 ④运输养料和废物 细胞结构的重要组成成分 自由水高：代谢旺盛，抗逆性弱 结合水高：代谢缓慢，抗逆性强 相互 转化 关系 功能 功能 存在形式 主要以离子形式存在 ①构成细胞结构的组成成分 ②维持生物体的生命活动 功能 ③维持细胞酸碱平衡 存在形式 ④维持细胞渗透压平衡 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 练习与应用 一、概念检测 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。( ） × × × Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 二、拓展应用 1.医用生理盐水是质量分数为0.9％的氯化钠溶液。 生理盐水的含义是什么?在什么情况下需要用生理盐水? 质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，所以叫生理盐水。 当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在稳定的状态。 练习与应用 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved.  摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？ 盐是生活中不可缺少的调味品，成分是 NaCl。 摄入盐过多会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险；与骨质疏松症相关；还会造成胃癌。 也不能过少，钠与氯都是机体内的重要无机盐，维持细胞外液的渗透压和体内的酸碱平衡，保持信息传递和骨骼肌的兴奋性，还参与胃酸的生成。若长期少盐，就会出现生理功能紊乱，导致低钠血症，出现无力、失眠、烦躁不安、癫痫样发作、昏迷、精神失常等。 世界卫生组织建议每日吃盐控制在5克左右为宜。 与生活的联系 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. $$