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节 细胞中的无机物 第二章 组成细胞的化合物 无机化合物 有机化合物 水 无机盐 糖类 脂质 蛋白质 核酸 细胞中含量最多的化合物是水。 现代医学研究表明,人在饥饿状态下的生命极限最多20天，而缺水只能活3天。 水如此重要，水在细胞中起什么作用呢？ 细胞中水的含量是不是一成不变呢？ 资料 水母97% 几种不同生物体水的含量 藻类90% 鱼类80-85% 蛙类78% 高等植物60-80% 哺乳动物65% 结论1：不同生物体内水的含量不同 结论2：（水生生物的含水量＞陆生生物的含水量） 水的含量 人体的几种不同年龄阶段水的含量 年龄阶段 胎儿 婴儿 成年 壮年 老年 所占比例（%） 95 75 65 60 50 77% 52%-58% 60%-65% 结论3：幼年生物的含水量>老年生物的含水量 水的含量 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 所占比例（%） 10 22 76 79 83 结论4：同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同。 幼嫩部位>成熟部位 生长器官>休眠部位 水的含量 思考： 血液与心脏含水量相差无几，但两者的形态却截然不同，这是为什么？ 水的存在形式不同。血液中主要是自由水，心脏中结合水比例相对较高。 79% 83% 形式 定义 含量 自由水 结合水 约95.5% 约4.5% 细胞中游离态的水，可以自由流动 细胞中与其他物质相结合的水 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 水在细胞中的存在形式 水在细胞中的存在形式 1. 切西瓜时流出的瓜汁水； 2. 新鲜小麦种子晒干时丢失的水； 3. 干燥的小麦烘烤时丢失的水； 4. 鸡蛋清里的水； 判断：以下实例中水主要以什么形式存在？ 自由水 自由水 结合水 结合水 水在细胞中的功能 结合水功能： 自由水功能： 细胞内的 良好溶剂 参与细胞内的 生化反应 为细胞提供 液体环境 运输营养物质和代谢废物 细胞结构的重要组成成分 水在细胞中的功能 水为什么具有支持生命的独特性质？ 水是极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，故是良好溶剂 水分子之间容易形成氢键，保证水分子具有流动性。 由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容，水可以保持稳定性 带负电，吸引正电荷 带正电，吸引负电荷 形式 定义 含量 功能 自由水 结合水 约95.5% 约4.5% 1.是细胞内的良好溶剂 2.参与细胞内的生化反应 3.为生命活动提供良好的液体环境 4.运输养料和代谢废物 细胞结构的重要组成成分 细胞中游离态的水，可以自由流动 细胞中与其他物质相结合的水 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 水在细胞中的存在形式及功能 ⑴在一定条件下自由水和结合水可相互转化。 自由水 结合水 代谢缓慢、降温 代谢旺盛、升温 水在细胞中的存在形式及功能 血液凝固时，血液中的部分自由水会转化成结合水。 鸡蛋变质时，结合水变成自由水。 ⑵两者的相对含量和生物组织的代谢速率相关： 细胞代谢增强 如:萌发的种子 细胞代谢减弱，抗逆性增强 自由水 结合水 上升 下降 如:冬小麦在冬季来临时，结合水增多，自由水减少，增强抗冻能力。 自由水含量越高 结合水含量越高 水在细胞中的存在形式及功能 自由水和结合水的比值 抗逆性 代谢强度 实际应用 1. 储存种子晒干是为了减少自由水的含量，降低代谢速率，以延长种子寿命 2.播种前浸种，增加自由水含量，有助于种子萌发 3.越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性 注意：干种子不是不含自由水，而是自由水比例降低 【例】下列关于生物体内的水的叙述，错误的是(　　) A.活细胞中含量最多的化合物是水，生物体衰老过程中水的含量逐渐减少，代谢随之减弱 B.细胞中的水大都以自由水的形式存在，自由水是良好的溶剂 C.越冬植物体内自由水与结合水的比值下降，有利于增强代谢等生命活动以对抗寒冷环境 D.小麦种子在入库储存前需要经晾晒处理以减少自由水含量，延长储存期限 C 新鲜小麦种子 在阳光下晒干 晒干后的小麦种子 失去自由水 说明：失去大部分自由水的种子仍保持其生理活性 小麦晒干后为什么会体重减轻？ 晒干后的小麦种子用水浸泡后还能萌发吗？ 在酒精灯上烘干 晒干后的小麦种子 失去结合水 说明：失去结合水的种子失去生理活性 小麦烘干后为什么会体重减轻？ 烘干后的小麦种子用水浸泡后还能萌发吗？ 点燃 烘干后的小麦种子 水和CO2 灰烬 小麦剧烈氧化分解（燃烧）后的产物是什么呢？ 小麦燃烧后的灰烬是什么呢？ 无机盐 问题探讨 成分 质量浓度/g.L-1 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 运动员饮料的化学成分表 ▶表中哪些成分属于无机盐？它们在饮料中以什么形式存在？ 氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等属于无机盐。它们在饮料中以离子的形式存在。 ▶为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？ 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。 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合态形式存在。 如阳离子有K＋、Na＋、Mg2+、Fe2+、Fe3+等,阴离子有SO42-、PO43-、HCO3-、Cl－等 1、无机盐的含量 2、无机盐的存在形式 与水不同，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%。 细胞中的无机盐 血红素分子 功能1：构成细胞内某些复杂的化合物 3、无机盐的生理功能 材料一 P是构成细胞膜、细胞核的重要成分 功能2:维持生命活动的正常进行 生物体缺乏某种无机盐的症状 人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等 血液中Ca2+含量太低，动物会出现抽搐等症状 材料二 大家都有这样的体会，进行激烈运动时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的pH没有因此而降低，还是维持在7.35—7.45之间，为什么呢？（各种蛋白质对于pH的改变异常敏感，人体血浆pH降低0.5个单位，立即发生酸中毒。） 这是因为无机离子如HPO42-/H2PO4-和H2CO3/HCO3-等组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。 功能3:维持细胞和生物体的酸碱平衡。 材料三 9% 0.09% 0.09% 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？ 质量分数为0.9%的氯化钠溶液 功能4:维持细胞的渗透压，保持细胞的正常形态。 材料四 阳离子 阴离子 Na+、K+、Ca2+、 Mg2+、Fe2+等 Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 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 _____→叶绿素 _____→血红蛋白 维持生物体内的________和细胞的_______ Na+ 、K+ 、Cl- 、HPO42-、HCO3-等 血钙过高→肌无力 血钙过低→抽搐 酸碱平衡 渗透压 Mg2+ 作用 Fe2+ 元素 功能 缺乏引起的疾病 过量引起的疾病 Mg 叶绿素的成分，与生物酶活性有关 惊厥；叶片发黄 麻木症 Fe 血红蛋白的成分 缺铁性贫血 色素肝硬化 P 牙齿、骨骼的成分；ATP和各种膜的重要成分 促进幼苗发育和花的开放，促使果实成熟 植物矮小，根系发育差 Na 体液的主要组成成分，调节体液渗透压 Addison病 Ca 促进骨骼、牙齿生长；调节神经、肌肉的敏感性 骨骼畸形、痉挛 白内障、胆结石、动脉粥样化 Zn 影响人体生长发育、大脑发育和性成熟 侏儒症、生殖腺功能受影响 金属烟雾发烧症 K 使正常生长，调节体液渗透压；促进植物茎秆粗壮及淀粉的形成和运输 心率失常等 植物茎秆软弱，果实少而不饱满 Addison病 I 合成甲状腺激素的主要原料 甲状腺肿大等 F 维持骨骼结构 氟斑牙、氟骨症 细胞中的无机物 水 存在形式 含量特点： 在各种化学成分中含量最多 含量特点：很少 无机盐 存在形式 离子(大多数) 化合物 （少数） 生理作用 维持细胞和生物体生命活动的正常进行 维持渗透压、酸碱平衡 构成细胞内不可缺少的化合物 组成细胞的重要结构 自由水 作用 含义 结合水 作用 ：是细胞结构的重要成分 含义 是细胞内的良好溶剂 参与细胞内的生化反应 运输营养和代谢废物 为细胞提供液体生活环境 (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。 ( ) × × × 某人近来脸色苍白、四肢无力，总是感到头昏眼花，到医院里进行血常规化验，医生发现其血红蛋白含量减少。如果你是医生，除了对他进行药物治疗外，还应建议他在饮食上补充下列哪种食品 A．含糖较多的食品 B．含铁丰富的食品 C．含钙丰富的食品 D．含锌丰富的食品 苹果含有微量元素Zn，而Zn是构成与记忆力息息相关的物质不可缺少的元素，儿童缺锌会导致大脑发育不良，因此苹果又被称为“记忆之果”。这说明无机盐离子(　　) A．对维持酸碱平衡有重要作用 B．对维持细胞形态有重要作用 C．对调节细胞内的渗透压有重要作用 D．对维持生物体的生命活动有重要作用 B D 下列关于生物体内的水的叙述，不正确的是 A．活细胞中含量最多的化合物是水，生物体衰老过程中水的含量逐渐减少，代谢随之减弱 B．细胞中的水大都以自由水的形式游离存在，是良好的溶剂 C．越冬植物体内自由水与结合水比值下降，有利于加强生命活动以对抗寒冷环境 D．小麦种子在入库储存前需要经晾晒处理以减少自由水含量，延长储存期限 C 下列有关水和无机盐的叙述，不正确的有（ ） ①水能溶解、运输营养物质和代谢废物，并维持细胞形态 ②细胞中无机盐含量很少且大多数是以化合物形式存在 ③哺乳动物的血液中钙离子含量过高，会出现抽搐等症状 ④无机盐可以为人体生命活动提供能量 ⑤休眠种子与萌发种子相比，结合水与自由水的比值更小 ⑥缺碘会引起儿童佝偻病 A．六项 B．五项 C．四项 D．三项 B 非选择题 1.在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。 【答案】冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著下降有助于抵抗低温冻害。 回答下列问题。 (1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，请解释原因。 非选择题 1.在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。 【答案】在寒冷的情况下，自由水可以结成冰而伤害植物，结合水则不会结冰。因此，冬季来临时，冬小麦细胞内自由水的比例逐渐降低，而结合水的比例逐渐上升，可以避免气温下降时自由水过多导致容易结冰而损害自身，这是植物适应环境的一种表现，是生物进化的结果。 (2)冬小麦的自由水下降非常快，而结合水则上升比较多，这是为什么？ $$