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 【课本P20】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。 讨论: 1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用? 2.表中哪些成分属于无机盐?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? 问题探讨 “解口渴,更解体渴”? 各种生物体的一切生命活动都离不开水 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,1天后就会丧失意识,生命濒临终点。 3 1.细胞中水含量的特点 水母 97% 鱼类 80%-85% 藻类 90% 高等动物 65% 蛙 78% 高等植物 60%~80% 水生生物>陆生生物 结论1: 生物体的含水量随着 的不同有所差别。 活动1:思考图中各种生物的含水量,得出什么结论? 生物种类 细胞中的水 一 1.细胞中水含量的特点 结论2:同种生物在 ,含水量不同 。 不同生长发育时期 细胞中的水 一 55%左右 77% >90% 50% 99% 83% 79% 76% 22% 10% 84% 结论3: 同一生物体的 ,含水量不同 不同的组织器官 1.细胞中水含量的特点 活动2:小组合作,阅读教材P20-21,思考以下问题: 1. 细胞中的水的作用是什么? 2. 细胞中的水是以什么形式存在的? 3. 不同形式的水与细胞的代谢以及抗逆性的关系? 细胞中的水 一 (一) 水的功能 一、 细胞中的水 请同桌之间相互讨论以下问题。 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.植物光合作用需要水的参与,这又说明自由水有什么功能? 功能1 细胞内的良好溶剂 ——物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用。 自由水 功能2 参加许多生物化学反应(代谢) 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?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? 4.人体每天补充的营养物质进入血液后,会被运输到各个细胞进行吸收和利用,细胞产生的代谢废物又通过泌尿系统和消化系统排出,这说明自由水有什么功能? 一、 细胞中的水 (一)水的功能 功能3 为细胞生活提供液体环境 -多数细胞必须浸润在以水为基 础的液体环境中。 功能4 运输营养物质和代谢废物 为什么水具有如此重要的功能? 结构 决定 功能 一、 细胞中的水 请同学们阅读教材20-21页,讨论以下问题。 1.水分子中的H、O原子的结合方式和带电情况如何?为什么说水是一种良好的溶剂? 2.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? 3.为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要? (二)水分子结构和理化特性 2. 水分子结构和理化特性 负电荷 正电荷 (1)水是极性分子(结构1) 带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合 水是良好的溶剂(理化特性1) 1.水分子中的H、O原子的结合方式和带电情况如何?为什么说水是一种良好的溶剂? (2)分子间能形成氢键(结构2) 氢键易被破坏,也易形成,这样水中的氢键不断地断开,又不断地形成,使水在常温下能够维持液体的状态。 水具有流动性(理化特性2) 2.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? 结构 功能 决定 由于氢键的存在,水具有较高的比热容,这就意味着水的温度相对不容易改变,水的这种特性,对于维持生命系统的稳定性十分重要。 水具有较高的比热容(理化特性3) 3.为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要? 83% 79% 思考:心脏和血液的含水量差不多,为什么它们形态上的区别那么大? (三)细胞中的水的存在形式 请阅读教材P21第一段,对此现象做出解释,并完成下列表格。 存在形式 定义 含量 作用 自由水 细胞内呈游离状态,可以自由流动的水 95.5% 良好的溶剂等 特点:易蒸发,可流动 结合水 细胞内与其他物质相结合的水 4.5% 生物体的构成成分 特点:失去了流动性和溶解性 (三)细胞中的水的存在形式 自由水有多种多样的功能,它与结合水又存在什么样的关系呢? 由此可以看出水是如此的重要,生命活动都离不开水,目前我国水资源日益匮乏,希望同学们做一个节水爱水的有心人,不要让“地球上最后一滴水成为人类的眼泪” 【思考并讨论】 1.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? 2.晒干的小麦丢失什么形式的水?为什么晒干的小麦种子无法萌发,而浸泡处理的种子可以萌发?由此能得出什么结论? 前者主要是 结合水; 后者主要是 自由水 说明自由水和结合水在一定条件下可以相互转换 ①晒干的种子,自由水减少,代谢减弱,利于储存。 ②浸泡的种子时,吸收水分,自由水增多,代谢增强,种子萌发 结论:自由水增多,代谢增强;自由水减少,代谢减弱 活动3:[情境分析] 3.高温烘烤已晒干的小麦种子产生的是什么形式的水?此时的种子无法萌发说明什么问题? 4.北方冬小麦在冬天来临前,结合水的比例会上升,你是否能据此判断自由水和结合水的比例与植物抗逆性之间的关系? 【思考并讨论】 晒干的种子,经过加热,失去结合水,细胞的结构被破坏,不能萌发。 自由水的比例高——代谢活跃,生长快,但抗逆性弱 结合水的比例高——代谢下降,生长慢,但抗逆性强 活动3:[情境分析] 4. 总结 自由水与结合水的关系 (1)自由水与结合水的相互转换 温度降低 温度升高 (2)水分含量与新陈代谢的关系 自由水 结合水 自由水 结合水 下降 细胞代谢下降,但抗寒抗旱等能力增强 上升 细胞代谢增强,如:干种子吸水萌发 如:冬天植物结合水比例上升 (3)曲线 关于生物体内水分的两个理解误区 (1)误认为水越多越好。水是生命之源,但并不是水越多越好,如长期浸泡在水中的陆生植物会因为氧气供应不足而死亡。 (2)误认为晒干的种子不含自由水。晒干的种子失去自由水,并不是不含自由水,而是自由水含量大幅度降低。 总结: 自由水 结合水 概念: 在细胞中呈游离状态,可以自由流动; 含量: 多,占细胞水分的95.5% 功能: ①细胞内良好的溶剂 ②参与细胞内的生化反应。 ③为细胞提供液体环境 ④运输营养物质和代谢废物 概念: 与细胞内其他物质结合,不能流动的水 含量: 少,占细胞水分的4.5% 功能: 细胞结构的重要组成成分 转 化 一、细胞中的水 物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用;水是光合作用的原料,还有呼吸作用以及许多有机物的合成和分解都需要水的参与。这说明了自由水有何功能呢? 21 3.下图所示为细胞中水的两种存在形式及其作用,下列相关叙述正确的是 ( ) A.种子晒干过程中减少的是图中的①,不会导致细胞死亡 B.与萌发种子相比,休眠种子中①/②的值更小 C.水的存在形式由①转变成②,有利于提高植物的抗寒性、抗旱性等抗逆性 D.图中的甲可表示“组成细胞结构”,乙可表示“运输营养物质和代谢废物” D 思考 将种子直接在酒精灯火焰上燃烧,烧尽时会看到灰白色粉末。种子燃尽后产生的粉末是什么物质? 1.含量: 2.存在方式: 很少,1%-1.5% 大多数以离子的形式存在 少数以化合物的形式存在, 如:牙齿中的CaCO3 阳离子: Na+、K+、Ca2+ 、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等 阴离子: Cl-、SO42-、PO43-、HCO3- 等 二、 细胞中的无机盐 Mg Fe 1. 植物体缺Mg会影响光合作用,为什么? Mg是构成叶绿素的元素, 缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍,进而影响光合作用。 2. 有一种贫血症叫缺铁性贫血症,为什么缺Fe会导致贫血? Fe是构成血红素的元素, 血红蛋白组成成分之一是血红素。 因此缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍,从而引起贫血。 血红素分子(局部) 叶绿素分子(局部) 思考、讨论:无机盐的作用 从这两个实例,尝试概括无机盐有怎样的生理功能? ① 构成复杂化合物的元素 3. 无机盐的作用 广告一:健康体魄,来源于“碘碘”滴滴! 地方性甲状腺肿 广告二:用心的妈妈会用锌 儿童发育不良 广告三:万丈高楼平地起 层层都是“钙”起来 Ca过低:抽搐 Ca过高:肌无力 3.无机盐的作用 细胞中的无机盐 二 盐摄入过多:高血压、肾病 Na+缺乏会引发肌肉酸痛、无力等 ②维持细胞和生物体的生命活动 3.无机盐的作用 细胞中的无机盐 二 从上述实例,尝试概括无机盐还有怎样的生理功能? 3. 无机盐的作用 进行剧烈运动之后, 会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸, 但体液中的PH并没有明显降低,还维持在7.35-7.45,为什么? 乳酸+NaHCO3 乳酸钠+H2CO3 呼吸排出 资料3 CO2+H2O 无机离子如H2CO3/NaHCO3等组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。 ③ 无机盐能维持细胞和生物体的酸碱平衡 3. 无机盐的功能 在正常情况下,人体细胞所处液体环境的浓度为0.9%(等渗溶液), 为患者输入0.9%的氯化钠溶液有利于维持机体的渗透压平衡。 资料4 ④ 无机盐能维持细胞正常渗透压(形态) 【检测】下面是关于细胞中水的叙述,其中错误的是( ) A. 水是人体细胞中含量最多的化合物 B. 新陈代谢旺盛的植物细胞含自由水量较高 C. 越冬植物的细胞内自由水含量较高 D. 把晒干的种子放在一洁净的试管中加热,试管壁上有水珠出现,这些水主要是结合水 C 【检测】如图为对刚收获的种子所做的一系列处理,据图分析有关说法正确的是( ) A. ④和⑤是同一种物质,但是在细胞中存在形式不同 B. ①和②均能萌发形成幼苗 C. ③在生物体内主要以化合物形式存在 D. 点燃后产生的CO2中的C只来自种子中的糖类 种子点燃后,糖类和其他有机物形成二氧化碳和水等散失,留下的物质为无机盐 A 扩展:探究某种无机盐是否为植物生长发育所必需的 思考: 1、甲乙两组谁为实验组,谁为对照组? 2、实验组中加入Fe的目的是? 甲组:实验组 乙组:对照组 进行二次对照,使实验组前后对照,以增强说服力。 扩展:探究无机盐X是否为植物生长发育所必需 注意: ①实验中应保证实验组和对照组中实验材料的统一性,即材料的种类、生长状况等相同; ②每组放入的植物不能是一株,因为一株植物存在偶然性。 (1)空白对照 对照组: 实验组: 植物+完全培养液 植物+缺X培养液 (2)自身对照 对照组: 实验组: 缺X培养液(加入X之前) 加入无机盐X后 扩展:探究某种无机盐是否为植物生长发育所必需的 空白对照是指不给予任何处理的对照 35 Lavf60.16.100 $