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

该高中生物学课件聚焦“细胞中的无机物”，系统阐述水的含量、结构性质、存在形式及功能，以及无机盐的存在形式和作用，通过运动员饮料成分表创设情境，结合初中知识设计问题链，搭建生活实例到分子层面的学习支架。 其亮点在于以生命观念（结构与功能观）为核心，融合科学思维与探究实践，如用缺镁叶片发黄、缺铁贫血案例分析无机盐的组成作用，表格对比自由水与结合水功能，既落实知识又培养能力，学生能联系生活理解概念，教师可直接用检测题和总结框架提升效率。

细胞中的无机物 组成细胞的分子 问题探讨 喝运动饮料主要给身体补充水。水在细胞中起什么作用？ 水在细胞中的作用主要表现在以下几个方面。水是细胞结构的重要组成成分；水是细胞内的良好溶剂，许多种物质必须溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与；多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中；通过水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。 讨论 　　右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学有知识，结合此表讨论以下问题。 运动员饮料的化学成分表 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 问题探讨 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？ 表中的氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。 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。 讨论 　　右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学有知识，结合此表讨论以下问题。 运动员饮料的化学成分表 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 水的含量 水 (70%～90%) 蛋白质 (7%～10%) 糖类和核酸 (1%～1.5%) 脂质 (1%～2%) 无机盐 (1%～1.5%) 组成细胞的主要化合物及相对含量 分析左侧“组成细胞的主要化合物及相对含量”图，能得出水的含量具有什么特点？ 思考 水是活细胞中含量最多的化合物。 组成细胞的主要化合物及其相对含量 水（70%~90%） 无机盐（1%~1.5%） 脂质（1%~2%） 糖类 和核酸（1%~1.5%） 蛋白质（7%~10%） 0.8 0.015 0.02 0.015 0.1 水的含量 分析上表中的数据，能得出什么结论？ 思考 几种不同生物体的含水量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 水含量% 97 80-85 78 65 90 60-80 生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别，一般为60%~95%，水母的含水量达到97%。水生＞陆生。 高等植物 60～80% 为什么说水是一种良好的溶剂? 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? 为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要? 分析水的结构与性质 阅读教材P20-21小字部分，回答下列问题 6 NaCl颗粒被溶解 水分子中带负电荷的氧原子聚集在Na+周围，形成水膜 水分子中带正电荷的氢原子聚集在Cl+周围，形成水膜 1.结合水的组成及特性，水分子中 H、O 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。 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（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。 分析水的结构与性质 每个水分子可以与周围水 分子靠氢键互相作用在一 起。氢键比较弱，易被破 坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂，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。 分析水的结构与性质 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？ 一个水分子可形成 4 个氢键 3.水的哪一特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要？ 分析水的结构与性质 意味着水的温度相对不容易发生改变 由于氢键的存在，水具有较高的比热容 因此水对维持生命系统的稳定性十分重要 氢键 水的作用 水是细胞内良好的溶剂 H2O 水的分子式 O H H × · × · · · · · － ＋ ＋ 水的电子式及结构模型 Na+ Cl－ NaCl在水中电离后与水分子结合 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。 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（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。 水的存在形式 项目 自由水 结合水 定义 绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水。 一部分水与细胞内的其他物质（蛋白质、多糖等）相结合，叫作结合水。 含量 大约占细胞内全部水分的95.5% 大约占细胞内全部水分的4.5%。 作用 自由水是细胞内良好的溶剂； 结合水是细胞结构的重要组成部分。 特点 在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛。 结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。 北方冬小麦在冬天来临前，自由水比例逐渐降低，结合水比例逐渐上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。 将种子晒干就是减少了其中自由水的量而使其代谢水平降低，便于储藏。 自由水 结合水 概念: 细胞中绝大部分水呈游离状态，可以自由流动 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: 含量: 少，占细胞水分的4.5% 功能： 细胞结构的重要组成成分 与细胞内蛋白质与多糖等结合，失去流动性 归纳总结水的功能及相互转化的特点 温度升高 温度降低 上升 细胞新陈代谢增强 下降 细胞新陈代谢减弱抗逆性增强 比值 1.下列关于细胞中水的叙述， 错误的是（ ） A．水是活细胞中含量最多的化合物 B．结合水能与蛋白质、多糖等物质结合 C．细胞中许多生物化学反应需要水的参与 D．晒干的种子中不含自由水而使其代谢水平降低 D 课堂检测 课堂检测 2.细胞内的水可分为自由水和结合水，下列有关水的描述不正确的是（ ） A．因为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 B．因为氢键不断地断裂,又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态C．带有正电荷及负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此水是良好溶剂 D．由于氢键、二硫键的存在，使水具有较高的比热容，利于维持生命系统的稳定 D 无机盐的存在形式 少数无机盐在生物体内又是以什么形式存在的呢？ 思考 少数无机盐是以化合物的形式存在于生物体内，如动物牙齿和骨骼的中的Ca是以Ca3(PO4)2、CaCO3等形式存在。 大多数无机盐以离子形式存在： 含量较多的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 含量较多的阴离子有Cl－、SO42+、PO43－、HCO3－等。 (1)植物缺镁会使叶片发黄，人体缺铁会导致贫血，请分析其中的原因，并据此说明无机盐所具有的生理作用。 Mg是构成叶绿素的元素，缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍；Fe是构成血红素的元素，缺Fe会导致血红素的合成障碍。这说明无机盐是细胞中某些复杂化合物的组成成分。 分析细胞中无机盐的作用 阅读教材P22“思考·讨论”中的两则资料，回答下列问题 一种叶绿素分子的局部结构 血红素分子的局部结构 【思考·讨论】无机盐的作用 资料1：右下图是叶绿素分子和血红素分子的结构示意图。 植物缺Mg会影响光合作用，为什么？ 讨论 光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是Mg。Mg是叶绿素的组成元素之一，因此，它对于光合作用具有重要意义。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。 叶绿素分子的结构示意图 血红素分子的结构示意图 【思考·讨论】无机盐的作用 资料1：右下图是叶绿素分子和血红素分子的结构示意图。 有一种贫血症叫缺铁性贫血，为什么缺铁会导致贫血？ 讨论 人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。 叶绿素分子的结构示意图 血红素分子的结构示意图 【思考·讨论】无机盐的作用 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，植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小呈暗绿偏紫色。 植物缺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。 讨论 这说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。 P作为植物生长发育所必需的大量元素之一，是许多重要化合物（如核酸、ATP等）和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，并且长得矮小、结实率低。 无机盐的作用 无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分，也是细胞结构的重要组分。 Mg是构成叶绿素的元素。 Fe是构成血红素的元素。 P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。 A P C P T P A P G P · · · 细胞核的核酸分子中含P 组成细胞膜的磷脂分子中含P 磷脂分子 无机盐的作用 许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动都有重要作用。 无机盐对于生命活动也是必不可少的。例如，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，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。 如果哺乳动物的血液中Ca2+的含量太低，动物会出现抽搐等症状。 无机盐的作用 许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动都有重要作用。 无机盐对于生命活动也是必不可少的。例如，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，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。如果哺乳动物的血液中Ca2+的含量太低，动物会出现抽搐等症状。 维持生物体渗透压（水盐平衡）非常重要。 生物体内的某些无机盐离子，对维持细胞的酸碱平衡非常重要。 是构成细胞内化合物的重要组成成分 维持细胞和生物体的生命活动有重要作用 维持细胞的渗透压平衡 维持细胞的酸碱平衡 分析细胞中无机盐的作用 无机盐的生理功能 3.下列关于细胞中无机盐的叙述正确的是（ ） A．不同生物体内无机盐的种类和含量大体相同 B．人大量出汗会排出过多无机盐，这时应多喝淡盐水 C．哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡非常重要 D．探究Mg是否属于植物生长所必需的元素时，对照组应使用缺Mg的完全营养液 B 课堂检测 课堂检测 4.细胞中的无机物占活细胞相对含量的70%以上，对细胞的生命活动发挥着重要作用。回答下列问题： (1)俗话说“一方水土养一方人”。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需元素,其中属于微量元素的有 。 (2)无机盐在细胞中大多数以 的形式存在,生理盐水是质量分数为 的氯化钠水溶液，因为它的浓度约 （填“大于”、等于”或“小于”）人的血浆浓度，临床上一般多用于治疗脱水或术后补液等。 Cu、Zn、Fe 离子 0.9% 等于 构建网络 无机化合物 水： 无机盐： 自由水 结合水 概念: 在细胞中呈游离状态，可自由流动； 含量: 多，占所有水的绝大部分 功能 ①细胞内良好的溶剂。 ③为细胞提供液体环境 ④运输营养物质和代谢废物 概念: 含量: 少，占细胞水分的4.5% 功能： 细胞结构的重要组成成分 与细胞内蛋白质与多糖等结合，失去流动性 相互 转化 维持细胞的酸碱平衡 细胞渗透压平衡的维持 维持细胞和生物体的生命活动 组成细胞中的化合物 ②参与细胞内的生化反应。 $