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

第二章组成细胞的分子 第2节 细胞中的无机物 成分 质量浓度 (g.L-1) 提供能量 蔗糖等糖类 40 调 味 柠檬酸 10 柠檬香精 0.8 补充失去的 无机盐 NaCl 1.0 KCI 0.1 NaH₂PO₄ 0.1 KH₂PO₄ 0.1 NaHCO₃ 0.1 补充失去的 水 水 1000 问题探讨 (P20) 右侧是某种运动饮料的化学成分表， 请结合所学的知识讨论下列问题： 1、 喝饮料主要是给身体补充水。 水在人体中起什么作用? 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? 运动型饮料的化学成分表 ①生物种类不同，含水 量不同。 ②同种生物，在不同组织 器官中含水量不同 ③同种生物，在不同的生 长发育时期含水量不同 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心肌 血液 所占比例 10% 22% 76% 79% 83% 1、水的含量 细胞、生物体内水的含量比较，说明了什么? 含水量差不多，为何 形态不同? 1.2人体中不同器官/组织中水的含量 哺乳动物65% 高等植物60-80% 一、细胞中的水 阅读教材P20-P21 的内容，思考以下问题 1. 细胞中的水是以什么形式存在的? 2.不同形式的水的作用是什么? 3.不同形式的水与细胞的代谢以及抗逆性的关系? 1.结合水 2.自由水 含 量 ： 特 点 ： 作 用： 含 量 ： 特 点 ： 作 用 ： 一、细胞中的水 资料2:水是光合作用的原料，呼吸作用和许多有机物的合成和分解都需 要水的参与。 参与细胞内的许多化学反应 资料3:组织细胞必需浸润在组织液中，红细胞必须浸润在血液中，淋巴 细胞必须浸润在淋巴中。 提供液体环境 资料4:物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用。 细胞内良好的溶剂 资料5:水在生物体内流动，把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个 细胞在新陈代谢中产生的代谢废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。 运输营养物质和废物 考考你——水的功能! 资料1:细胞中有一种水可以与蛋白质、多糖等物质结合，水失去流动性 水是细胞结构的重要组成部分 和溶解性。 结论：在一定范围内，自由水和结合水的比值越大，新陈代谢 越旺盛 哪一个自由水含量更多呢? 哪一个新陈代谢旺盛? 自由水与结合水的关系 结论：一般情况下，结合水和自由水的比值越大，细胞抗逆性 越强 。 谁的抗逆性更强? 谁的结合水含量更高? 自由水与结合水的关系 比值大 - 细胞代谢旺盛 , 但抗逆性较差 o 比值小一 细 胞代谢缓慢 , 但抗逆性较 强 A 代谢强度 抗逆性 请结合以上资料，分析自由水和结合水的相对含量与细胞代谢和抗逆性 的关系。 自由水与结合水的比值 自由水 结合水 相对强度 将晒干的种子放在试 管中，用酒精灯加热 管壁上有水珠 失去的主要是结合水 将种子放在 阳光下晾晒 自由水和结合水的关系 自由水大量散失 重量 ? 2、水的特性 活动：合作探究 阅读课本P₂0-21楷体字部分，思考并讨论以下问题： (1)水分子中H、0原子的结合方式和带电情况，尝试解释水为 什么能成为良好的溶剂。 (2)结合氢键的形成及特点，说明水分子为什么具有流动性? (3)水的哪一特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要? 水是极性分子 带正电或负电的分子容易与之结合，故水是良好溶剂 电子分布不均 匀的分子叫做 极性分子。 2、水的特性 (1)水是极性分子 水分子之间容易形成氢键，也易断裂 保证水分子具有流动性。 ( 一 ) 氢 键 (+) H O (+) - - - ( 一 ) H (一) (+).. (+) 氢键形成示意图 δ+ δ+ H δ+ H 氢键 2、水的特性 (2)水分子之间形成氢键 十 δ H H ( 一 ) δ (3)水具有较高的比热容 当水被加热时，热能首先破坏氢键，在水 温升高很少的情况下，水吸收和储存了大 量的热。反之，当水冷却时，氢键形成， 水可以向周围环境中释放大量的热，故水 具有较高的比热容，这意味着水的温度相 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 物质 比热容c[ · (kg℃) 水 4.2×10³ 酒精 2.4×10³ 水银 0.14×10³ 冰 2.1×10³ 铝 0.88×10³ 铜 0.39×10³ 表2:几种物质的比热容 2、水的特性 二、细胞中的无机盐 当你烧掉一张纸时，得到的白色灰烬就是无机盐。人和动物体 内也含有无机盐 C 篮雨 葡萄糖酸锌口服溶液 子与细 e 二、细胞中的无机盐 活动：自主阅读教材P21-22, 回答如下问题 (1)无机盐在细胞中的含量? (2)无机盐的存在形式? (3)无机盐的作用? 1、含量和存在形式 ( 一)含量 1%～1.5% (二)存在形式 细胞中大多数无机盐以离 子的形式存在。 含量较多的阳离子： Na+、K+、Ca²+、Mg²+、Fe²+ 、Fe³+ 等。 含量较多的阴离子： CI、So₄²、PO₄³、HCO₃ 等。 会特别矮小，根系发育差，叶片小 且呈暗绿偏紫色。 讨论 1. 植物体缺Mg 会影响光合作 用，为什么? 2. 有一种贫血症叫缺铁性贫血 症，为什么缺Fe会导致贫血? 3. 植物体缺p常表现为生长发 育不正常，这说明什么?分析为 什么植物体缺p 会影响其生长发育。 资料2 植物在缺乏N、P、K 等营养物质 时会出现各种症状，因此生产过程中常要给 植物施肥。玉米在生长过程中缺乏P,植株就 资料1 下图是一种叶绿素分子和血红素分 子局部结构简图。 思考与讨论 2、 无机盐的作用 一 种 叶 绿 素 分 子 (局部) 血红素分子 (局部) P是组成细胞的重要元素 细胞膜、细胞核中都含 有P元素，P也是很多酶 的组成部分，也参与了 植物体内很多重要的代 谢过程，如光合作用、 糖类的合成等 Mg 是合成叶绿 素分子不可缺 少的元素之一， 缺Mg 时叶绿素 的形成受阻， 从而影响光合 作用 血红素是血 红蛋白的重 要组成部分， 而血红素的 结构中不能 缺少的一种 元素就是Fe 1、参与组 成细胞中某 些复杂的化 合物 2、 无机盐的作用 2、维持生 物体正常的 生命活动 大量流汗， 排出过多无 机盐后，应 多喝淡盐水 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 2、无机盐的作用 资 料 ：医生给患急性肠炎的患者输液时， 输入的是质量分数为0.9%的 NaCl溶液，而不是清水或浓盐水。 质量分数为0.9%的NaCl溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环 吸水涨破 失水皱缩 3: 维 持细 胞 的渗透压平衡 清水 浓盐水 境的浓度，所以叫生理盐水。 正常 形态 剧烈运动后会感到腰酸、膝盖酸，原因是运动时产生了乳酸，但血 液 的pH 没有太大变化，还是维持在7.35~7.45之间。什么原因呢? 249 1984 酸性食物 碱性食物 肌肉酸痛 无机盐离子组成重要的缓冲体系，H₂CO₃/HCO₃等可调节并维持pH平衡 乳酸+NaHCO₃ 乳酸钠+H₂CO₃ (碳酸) H₂CO₃ H₂O+CO₂ (经呼吸系统排出) 2、无机盐的作用 4、维持生物体和细胞的酸碱平衡 ( 以Fe元素为例) 生长状况相同的正常同种植物分两组 甲 组 ：缺Fe的完全培养液 乙 组 ：完全培养液 ↓ 出现缺乏症 植物正常生长 植物正常生长 加入Fe元素再培养 Fe为植物生长的非必需元素 缺乏症消失 Fe为植物生长的必需元素 技能提升：证明某种无机盐是否是植物必需的方法 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 1. 下列有关水和无机盐的叙述，不正确的有( B ) 当堂考查 2、下列关于细胞中无机盐的相关叙述，正确的是( ) A.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO₃ 构成骨骼、牙齿 B.缺铁性贫血是因为体内缺乏Fe²+, 血红素分子不能合成 C.哺乳动物血液中Ca²+含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维 持细胞酸碱平衡很重要 D.无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素 乙 元 素 B c 矿 广 质 元 素 浓 度 A. 该植物生长对甲元素的需求大于乙元素 B. 当土壤中乙元素浓度为B时，施含乙元素的肥料最有利于该植物生长 C. 当该植物生长速率最大时，对甲、乙元素的需求量相近 D. 持续保持甲、乙元素供应量相等可能会导致该植物生长不正常 3. 如图表示土壤中甲、乙两种元素浓度变化与某植物生长速率的关系， 下列分析正确的是( D 甲 元 素 植物生长速率 A 4.无机物在细胞的正常代谢中发挥着重要作用。请分析回答下列问题： (1)水的存在形式有自由水和结合水两种，自由水和结合水在一定情 况下可以相互转换。结合水与自由水的比值 较低 (较高/较低)时， 细胞的新陈代谢较强。 (2)无机盐在机体中绝大多数以 离子 形式存在，种子在晒干的过程 中无机盐的相对含量将会 升高 (填“升高”或“降低”或“不变”)。 人体血液中Fe2+的含量过低时，会导致 贫血 _ ○ 5.无机物在细胞的正常代谢中发挥着重要作用。请分析回答下列问题： 为验证Mg 为植物生长的必须元素，某同学进行了实验。甲组：正常植物 +完全培养液，乙组：正常植物+缺Mg 培养液。一段时间后观察两组的 生长情况。 ③另一同学认为上述实验尚有可疑之处，其处理方式是往培养一段时间后 的乙组加入适量的含Mg 的化合物，观察乙组加入Mg 前后的生长状况与甲 组的对比情况。其实验结果观察到最有可能的是乙组叶片由黄变绿 O 该同 学设置这一实验步骤的目的是 二次对照，增强实验结果的说服力 O 大多数以离子形式存在 1.维持生命活动 2.细胞内复杂化合物的重要组成成 分。 3.调节渗透压 4.调节酸碱度 1. 是细胞内的良好溶剂；2.参与细胞内 的生化反应；3. 为细胞提供液体生活 环境；4. 运送养料和代谢废物 合量 功能 含量 功能 细胞的组成成分 水 无机盐 含量 存在形式 功能 细胞中的无机物 自由水 结合水 课堂总结 存在形式 $