2.2细胞中的无机物 课件-2025-2026学年高一生物上学期人教版必修一

该高中生物学课件聚焦“细胞中的无机物”，系统讲解水（自由水、结合水）和无机盐的存在形式与作用。通过运动员饮料成分表设计问题链导入，衔接初中知识，搭建“生活现象-学科概念”学习支架，引导学生逐步梳理无机物功能脉络。 其亮点在于融合生命观念、科学思维与探究实践。用对比表格呈现水的两种形式及功能，小组合作分析自由水/结合水比值与代谢抗逆性的关系，体现结构与功能观；结合叶绿素缺Mg、血红蛋白缺Fe等实例归纳无机盐功能，培养归纳概括能力；设置探究植物必需无机盐的实验设计（空白对照与自身对照），强化科学探究。视频辅助与拓展应用（滴灌原理）联系实际，帮助学生深化理解，教师可直接利用结构化内容提升教学效率。

探索生物课堂 2.1细胞中的无机物 Time：2025.9 第2章 组成细胞的分子 目标素养 通过分析相关资料，了解水和无机盐的存在形式与作用，形成结构与功能相适应的生命观念 生命观念 了解水的重要性，唤醒爱护水资源的意识，通过学习水和无机盐与人体健康的关系，关注人体健康 社会责任 通过对水和无机盐的作用的学习，培养归纳与概括的科学思维方式 科学思维 通过探究无机盐功能的活动，培养科学探究能力 科学探究 2 重点难点 02 01 难点 结合水的概念 无机盐的作用 重点 水和无机盐在细胞中的作用 3 01 新课导入 问题探讨 新课讲授 细胞中的水 细胞中的无机盐 课堂小结 课堂练习 02 03 04 目录 4 01 问题探讨 新课导入 问题探讨 如图是某种运动员饮料的化学成分表，请回忆初中所学知识,结合此表讨论以下问题： 饮料主要为运动员提供什么？ 无机盐和糖类等溶解在水中，说明了水有什么功能？ 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 糖类、水和无机盐等 说明水是良好的溶剂 问题探讨 如图是某种运动员饮料的化学成分表，请回忆初中所学知识,结合此表讨论以下问题： 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 运动员喝了饮料后，饮料中的无机盐随着水分运输到各个细胞，说明水有什么功能？ 表中哪些成分属于无机盐？ 说明水有物质运输功能 氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠 问题探讨 如图是某种运动员饮料的化学成分表，请回忆初中所学知识,结合此表讨论以下问题： 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 为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？ 无机盐在细胞的生活中起什么作用？ 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。 问题探讨 水对人体非常重要，那么细胞中的水到底是以什么形式存在的，其主要功能有哪些呢？ 02 细胞中的水 细胞中的无机盐 新课讲授 细胞中的水 观看视频，阅读教材，总结自由水的功能： 细胞中的水 水是细胞内良好的溶剂 参与细胞内多种生物化学反应 运输营养物质和代谢废物 为细胞提供液体环境 一.自由水的功能 水参与细胞内的光合作用 水在细胞内的运输作用 溶解氨基酸、葡萄糖、无机盐、CO2、O2等 血细胞生活在以水为基础的血浆中 12 细胞中的水 观看视频，阅读教材，回答以下问题： 水为什么能成为良好的溶剂呢？ 水为什么有流动性？ 为什么水的温度不容易改变？ 细胞中的水 空间结构不对称 电子分布不对称 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 二.水分子的结构 共用电子对 细胞中的水 氢键 氢键比较弱,易被破坏,只能维持极短时间,氢键不断地断裂，又不断地形成 具有流动性 具有较高的比热容 使水的温度相对不容易发生改变,有利于维持生命活动的稳定性 二.水分子的结构 氢键的存在 细胞中的水 阅读教材，找出下面这些问题的答案，并填写表格： 什么是自由水？ 细胞中的水除了以自由水的形式存在，还有其他形式吗？ 另一种形式的水的功能是什么？ 水的存在形式 自由水 概念 比例 特点 功能 细胞中的水 三.水的存在形式 水的存在形式 自由水 概念 比例 特点 功能 是细胞内良好的溶剂； 参与细胞内多种生化反应； 运输营养物质和代谢废物； 为细胞提供液体环境 呈游离状态的水 与细胞内其他物质相结合的水 约占95.5% 约占4.5% 能自由流动，容易散失 没有流动性和溶解性，不容易蒸发 是组成细胞结构的重要成分 结合水 主要与蛋白质、多糖等物质结合 细胞中的水 细胞中水的存在形式及功能 归纳总结 细胞中的水 小组合作，完成下面的分析: 1.刚刚收获的鲜种子一般要放在阳光下暴晒。种子变干，质量减轻， 鲜种子失去的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？ 2.将干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠产生。这种 情况下，干种子失去的主要是哪种形式的水？ 种子还有活性吗？ 自由水 种子仍有活性 结合水 种子失去活性 （1）比值大，表示代谢_______，但 抗逆性_______。 （2）比值小，表示代谢强度_______， 但抗寒、抗旱等抗逆性_______。 旺盛 差 低 强 细胞中的水 3.根据冬小麦在不同时期含水量（自由水/结合水）和呼吸速率变化关系图，归纳总结自由水与结合水含量的比值大小与代谢和抗逆性的关系。 小组合作，完成下面的分析: 细胞中的水 小组合作，完成下面的分析: 新鲜鸡蛋和变质鸡蛋中的水分别主要以什么状态存在？这说明两者之间的关系是怎样的？ 新鲜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；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。 由此可见自由水与结合水可相互转换的 细胞中的水 在正常情况下，细胞内： 自由水所占比例越大，细胞的代谢就越旺盛；种子萌发 结合水所占比例越大，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力越强；种子休眠 两者在一定条件下可相互转化：动态平衡 自由水与结合水比值关系 归纳总结 现代节水灌溉(滴灌)的生物学原理: 精准控制，维持自由水高效利用 滴灌直接将水送到植物根部，极大减少了蒸发和渗漏损失，保证了参与细胞代谢的自由水被最有效地用于光合作用、物质运输等生命活动，而不是浪费在土壤中。 细胞中的水 拓展应用 优化细胞内“自由水/结合水”比例 促进生长:由于水分供应稳定，植物无需启动强烈的抗旱应急机制。细胞内的自由水含量保持较高水平，新陈代谢(如光合作用、蛋白质合成)非常旺盛，植物“心无旁鹜”地快速生长，作物产量高、品质好。 避免胁迫:植物不需要通过大幅提高结合水比例来抵抗干旱，节省的能量可以完全用于生长发育。 细胞中的水 拓展应用 细胞中的水 生物体的含水量是一成不变的吗？ 不同生物的含水量是否相同？ 细胞中的水 四.生物体的含水量 不同生物的含水量 水母：97% 鱼：80%~85% 蛙：78% 哺乳动物：65% 不同生物含水量不同，水生生物含水量>陆生生物 细胞中的水 四.生物体的含水量 人在不同生长时期的含水量 婴儿：80%以上 幼儿：77% 成年：52%~58% 成年：60%~65% 同一生物在生长发育的不同时期含水量不同，婴幼儿含水量>成年 细胞中的水 四.生物体的含水量 人部分组织器官的含水量 牙齿：10% 骨骼：22% 骨骼肌：76% 心脏：79% 血液：83% 同一生物的不同组织、器官含水量不同，代谢活动较为旺盛的部位含水量相对较多 血液是流动的，心肌是坚实的，为什么两者含水量这么接近？ 相对于血液，心肌中结合水比例相对高 无论是血液，还是心肌，自由水都比结合水高 细胞中的水 四.生物体的含水量 心脏：79% 血液：83% 细胞中的无机盐 细胞中的无机盐的含量约为多少？ 无机盐在细胞中的存在形式是怎样的? 请举例。 1%~1.5% 多数为离子状态 当你烘干一粒小麦种子，然后点燃，最终会得到一些白色灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的无机盐，人和动物体内也含有无机盐。 阅读教材，回答以下问题： 阳离子：Na+ 、K+ 、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+ 、Fe3+ 等 阴离子：Cl- 、SO42- 、PO43- 、HCO3- 等 少数为化合物，如骨骼中的Ca主要以CaCO3的形式存在 一.无机盐的存在形式 细胞中的无机盐 如图是一种叶绿素分子局部结构简图，分析结构，回答下列问题： 植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ Mg是叶绿素的组成元素之一，缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。 细胞中的无机盐 如图是血红素分子局部结构简图，分析结构，回答下列问题： 为什么缺铁会导致贫血？ 人体内血红蛋白和红细胞的减少都会导致贫血。Fe是组成血红素的元素。缺Fe会导致血红蛋白的合成受阻，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。 无机盐功能1：有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分 血红素分子的局部结构 细胞中的无机盐 植物缺P、K、N元素时会出现各种缺素症症状，如图所示： 植物体缺P、K、N常表现为生长发育不正常，这说明了什么？ 正常 缺磷 缺钾 正常 正常 早期缺氮 明显缺氮 重度缺氮 细胞中的无机盐 植物体缺P、K、N常表现为生长发育不正常，这说明了什么？ 说明P、K、N对于植物正常的生长发育是必不可少的 不仅如此，P、K、N对任何细胞的正常生长发育也是必不可少的。 因为细胞中有许多重要的化合物含P、K、N元素，如DNA、RNA、磷脂等都含有N和P,细胞内有许多酶含有K+或活性依赖于K+ 无机盐功能2：无机盐对维持细胞和生物体正常的生命活动有重要意义 细胞中的无机盐 无机盐功能2：无机盐对维持细胞和生物体正常的生命活动有重要意义 阅读教材，举例说明无机盐功能2的例子还有哪些？ 人体内缺乏Na＋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； 哺乳动物血液中Ca2＋含量太低，会出现抽搐等症状 细胞中的无机盐 可以中和代谢产物，维持pH的相对稳定 蛋白质行使功能需要有较高的活性，但各种蛋白质对于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。 人体代谢过程中产生的一些代谢产物如乳酸，会改变体液的酸碱度。 人体体液中存在H2CO3、NaHCO3等物质。 结合化学知识想一想，H2CO3、NaHCO3等物质具有什么功能？ 阅读下列材料，分析问题： 无机盐功能3：无机盐对于维持人体内环境的酸碱平衡具有重要作用 0.9% 9% 0.09% 细胞中的无机盐 阅读下列材料，分析问题： 生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人们把哺乳动物的红细胞分别置于质量分数为0.9%、9%和0.09%的氯化钠溶液中，在显微镜下可见红细胞的形态如图。这说明细胞中的无机盐还具有什么功能? 无机盐功能4：无机盐具有维持细胞正常形态和功能的作用 细胞中的无机盐 二.无机盐的功能 无机盐功能1：有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分 无机盐功能2：无机盐对维持细胞和生物体正常的生命活动有重要意义 无机盐功能3：无机盐对于维持人体内环境的酸碱平衡具有重要作用 综合以上分析，总结无机盐的功能 无机盐功能4：无机盐具有维持细胞正常形态和功能的作用 细胞中的无机盐 细胞中的无机盐 Na+ 、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+ 、Cl- 、PO43- 、HCO3- 等 归纳总结 患急性肠炎的病人（肚泻）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，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法。 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，这时应多喝淡盐水。 细胞中的无机盐 葡萄糖+（Na+、Cl-）+水 （补充能量、无机盐和水） 拓展应用 空白对照 对照组：植物＋完全培养液 实验组：植物＋缺X培养液 自身对照 对照组：植物＋缺X培养液(加入无机盐X之前) 实验组：加入无机盐X后 细胞中的无机盐 三.探究植物必需无机盐的实验设计 设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下： 细胞中的无机盐 三.探究植物必需无机盐的实验设计 应用体验 本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。两次对照中属于实验组的依次是 (　　) A．甲组、乙组实验前　 B．甲组、乙组实验后 C．乙组、乙组实验前 D．乙组、乙组实验后 解析：所谓实验组是接受实验变量处理的对象组，故两次对照中属于实验组的依次为乙组、乙组实验后。 D 细胞中的无机盐 03 课堂小结 课堂小结 04 课堂练习 课堂练习 种子萌发过程中需要大量吸收水分，下列有关分析正确的是( ) 风干种子细胞中的水都以结合水的形式存在 种子吸水后自由水与结合水的比值下降，细胞代谢旺盛 油料作物种子萌发初期，许多物质主要溶解在结合水中 种子萌发初期，有些生物化学反应需要在水的参与下进行 D 课堂练习 下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，①表示经晒干处理后的种子，②表示经100℃高温烘干处理后的种子，③表示种子燃烧后的灰烬，④和⑤表示导致种子重量减轻的成分，据图分析有关说法正确的是（ ） ①和②均能萌发形成幼苗 ③在生物体内主要以化合物形式存在 点燃后产生的CO2中的C只来自种子中的糖类 ④和⑤是同一种物质，但是在细胞中的存在形式不同 D 对离体蛙心进行实验时发现，用不含钙离子和钾离子的生理盐水灌注蛙心，蛙心收缩不能维持；用含有少量钙离子和钾离子的生理盐水灌注蛙心时，蛙心可以持续跳动数小时，该实验说明钙和钾 （ ） 是某些重要化合物的组成成分 对维持细胞形态有重要作用 对维持生命活动有重要作用 为蛙心持续跳动提供能量 课堂练习 C 无机盐能维持生物体正常的生命活动。“完全培养液”是指含有植物生长发育所需全部无机盐离子的浓度适宜的营养液。植株在“完全培养液”中可正常生长和发育，下面列出了若干确定无机盐X是否是植物必需的实验方案，其中正确的设计是（ ） 以土壤为基质盆栽，浇缺少无机盐X的“完全培养液” 以沙土为基质盆栽，浇缺少无机盐X的“完全培养液” 只用缺少无机盐X的“完全培养液”，不用基质 以土壤为基质盆栽，浇蒸馏水 以沙土为基质盆栽，浇“完全培养液” 不用基质，只用“完全培养液” 不用基质，只用含无机盐X的培养液 不用基质，只用蒸馏水 A.以③为实验组，⑥为对照组 B.以④为实验组，①为对照组 C.以②为实验组，⑤为对照组 D.以⑦为实验组，⑧为对照组 课堂练习 A 同 学 们 再 见 Time：2025.9 $