2.2细胞中的无机物课件-2025-2026学年高一上学期必修1生物人教版(2019)

该高中生物学课件围绕“细胞中的无机物”，系统讲解水和无机盐的存在形式、功能及相互关系。以火星探测案例设问导入，通过任务驱动、表格归纳、实例判断等学习支架，引导学生从生活现象到科学原理构建知识脉络。 其亮点在于融合生命观念（结构与功能观）、科学思维（资料分析与对比归纳）和探究实践（缺素培养液实验设计）。借助思维导图梳理知识，结合鸡蛋变质等实例分析，助力学生深化理解，也为教师提供丰富教学资源，提升课堂效率。

2.2 细胞中的无机物 第二章 组成细胞的分子 学习目标： 1.简述水在细胞中的存在形式和作用。 2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。 为什么科学家会作出这样的推测呢？ 据探测，火星上有固态水，也有流动水的痕迹，土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科学家据此推测，火星上曾经或者现在存在生命。 答案其实很简单——水是生命之源，有水就可能有生命。 知识目录 01 细胞中的水 02 细胞中的无机盐 一、细胞中的水 4 一、细胞中的水 （一）生物体的含水量及水分子的结构 【任务①】 阅读教材P20-21，回答以下问题： 1.生物体的含水量有什么特点？ 2.水为什么是细胞内的良好溶剂？ 3.水为什么具有流动性？ 4.为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？ 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，也容易断裂，常温下水维持液体形态，具有流动性。 由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容，水的温度相对不容易发生改变，可以维持生命系统的稳定性。 问：占细胞鲜重最多的两种化合物共有的元素是什么？ 对绝大多数生物来说 , 没有水就不能存活。地球上如果没有水 , 也就没有生命。最早的生 命也是在水中诞生的。 NH3（极性分子） 溶于水 NaCl溶于水 共用电子对 共用电子对 负电荷 正电荷 正电荷 极性分子 水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为一个极性分子，带正电或负电的分子（或离子）都容易与水结合 水是良好溶剂 学科交叉 水的特性 一、细胞中的水 氢键形成示意图 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。 水具有流动性 学科交叉 水的特性 一、细胞中的水 由于氢键的存在，水具有较高的比热容，水的温度相对不容易发生改变。 对于维持生命系统的稳定系十分重要。 氢键形成示意图 学科交叉 水的特性 一、细胞中的水 （二）水的存在形式和功能 【任务】 阅读教材P20-21，完成以下表格： 一、细胞中的水 形式 自由水 结合水 定义 含量 功能 呈游离状态，可以自由流动的水 与细胞内的其他物质相结合（多糖、蛋白质等）的水 约95.5% 约4.5% 细胞结构的重要组成成分 ①细胞内的 ②参与细胞内的 ③为细胞提供 ④运送 和 良好溶剂 营养物质 代谢废物 生物化学反应 液体环境 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. 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 一、细胞中的水 鸭血凝固 自由水→结合水 鸡蛋变质 结合水→自由水 结合水和自由水在一定条件下可以相互转化 思考：你是否能根据水在细胞中的存在形式，解释鸡蛋变质、鸭血凝固现象的原因。 （三）自由水和结合水的关系 一、细胞中的水 农业生产中，农民需要将种子晒干后再储存，这样能保存较长的时间。如果将晒干的种子放在试管中加热，会发现试管壁上有水珠出现。晒干以后的小麦种子不萌发，浸泡处理后的小麦种子却可以萌发。 请回答下列问题： 思考 （1）上述材料中将种子晾晒干后重量减少是因为失去_________，种子烘干后失去_________。 晒干的种子仍保持其生理活性浸泡后的种子因为含有较多的_________，而代谢较为旺盛。 烘烤后的种子用水浸泡后_________（填”能“或”不能“）萌发，这说明_________是细胞结构的重要组成部分。 自由水 结合水 自由水 不能 结合水 一、细胞中的水 一、细胞中的水 （三）自由水和结合水的关系 农业生产中，农民需要将种子晒干后再储存，这样能保存较长的时间。如果将晒干的种子放在试管中加热，会发现试管壁上有水珠出现。晒干以后的小麦种子不萌发，浸泡处理后的小麦种子却可以萌发。 请回答下列问题： 思考 一、细胞中的水 一、细胞中的水 （三）自由水和结合水的关系 （2）越冬的植物、干旱地区的植物细胞中，结合水含量升高，这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系？ 一般情况下，结合水和自由水的比值越大，生物的抗逆性越强。 →细胞的代谢越旺盛，抗逆性较差 →细胞的代谢减慢，抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力越强 自由水 结合水 比值小 比值大 自由水与结合水的比值与细胞或生物体的代谢强度和抗逆性有关 归纳总结 自由水和结合水比值关系 一、细胞中的水 如:萌发的种子、癌细胞等 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 无机盐 将烘干的骨、小麦种子和植物秸秆等点燃烧尽, 最终都会得到一些灰白色的灰烬 , 请问这些灰烬是什么呢 ? 二、细胞中的无机盐 16 1.无机盐的存在形式 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。 含量较多的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等； 含量较多的阴离子有Cl-、SO42-、PO43-、HCO3- 等。 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% 2.无机盐的含量 二、细胞中的无机物 思考与讨论 【资料1】下图是一种叶绿素分子和血红蛋白分子的局部结构简图。 由材料可以看出，无机盐是 。 某些复杂化合物的重要组成成分 二、细胞中的无机物 3.细胞中无机盐的作用 1.植物缺Mg会影响到光合作用，为什么？ 镁是叶绿素的重要组分。 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。 思考与讨论 二、细胞中的无机物 3.细胞中无机盐的作用 【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，叶片小且呈暗绿偏紫色。 该材料说明：无机盐对___________________________________有着重要的意义。 维持细胞和生物体的正常生命活动 思考与讨论 二、细胞中的无机物 3.细胞中无机盐的作用 【资料3】生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的NaCl溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到高浓度盐溶液中，就会皱缩，如果放到清水里，就会吸水膨胀。 该材料说明： 无机盐能调节人体的________， 维持细胞的___________。 渗透压 正常形态 皱缩 膨胀 正常 思考与讨论 二、细胞中的无机物 3.细胞中无机盐的作用 【资料4】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，这是因为人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸碱缓冲物质，可以中和这些变化。 该材料说明：无机盐对于维持人体内环境的__________相对稳定 具有重要作用。 酸碱平衡 生理功能 举例 组成某些复杂化合物 ①Mg是叶绿素分子必需的成分； ②Fe是血红素的重要成分； ③P是细胞必不可少的许多化合物的成分 维持生物体的生命活动 ①Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力等； ②血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状 维持生物体内的平衡 ①渗透压的平衡； ②酸碱平衡 二、细胞中的无机物 无机盐的作用 归纳总结 22 二、细胞中的无机物 4.无机盐生理功能的验证 1.完全培养液 2.缺素培养液 满足植物生长发育必需营养素的培养液 缺乏植物生长发育所必需的某种或几种营养素的培养液 实验：证明某种无机盐是否是植物必需的方法 3.实验设计思路 （1）对照组：植物＋完全培养液―→正常生长 （2）实验组： 无机盐 自由水 ①细胞内良好的溶剂 细胞中的无机物 水 结合水 含量 功能 含量 功能 ①作为细胞结构的重要组成部分 ①某些化合物的重要组成成分 大多数以离子形式，少数以化合物形式存在 功能 含量 存在形式 存在形式 （95.5 %） （细胞鲜重的1%~1.5%） （4.5 %） ②增强细胞抗逆性 ④运输营养物质和代谢废物 ②参与细胞内的生化反应 ③为绝大多数细胞提供液体环境 ④维持生物体内的酸碱平衡 ②维持细胞和生物体的生命活动 ③维持生物体内的正常渗透压 相互转化 本节思维导图 习题检测 1.水和无机盐是细胞的重要组成成分。判断下列相关表述是否正确。 （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。（ ） ✘ ✘ ✘ 25 习题检测 2.下列对于水分和无机盐的叙述，错误的是(　 　) A.细胞中的无机盐有些以化合物的形式存在， 如铁是合成血红蛋白不可缺少的成分 B.植物缺Mg2＋会影响光合作用， 食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿 C.各种生物体的生命活动不能离开水 D.休眠或越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升， 正在萌发的种子中结合水和自由水比值则下降 D 26 习题检测 3.人体某些组织的含水量近似，但存在形式却不同，例如：心肌含水量约79%，而呈坚韧状态，血液含水量约 82%，却呈川流不息的液态。从水在生物体内的存在形式来看，对这种差异的解释为( ) A.心肌内结合水较多 B.血液中结合水较多 C.心肌内全是结合水 D.血液中全是自由水 A 27 练习题 当堂考查 1、下列关于植物体内水分的叙述，错误的是（ ） A．植物体内的水分参与营养物质的运输 B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一 C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物 D．同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同 D 当堂考查 2．下图表示对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析下列有关说法正确的是（ ） A．①和②均能够萌发形成幼苗 B．③在生物体内主要以化合物的形式存在 C．点燃后产生的CO2中的碳原子全部来自种子中的糖类 D．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中的存在形式和含量不同 D 3、下列关于细胞中水分子的叙述错误的是(　　) A．只能以游离形式存在 B．是细胞鲜重中含量最多的成分 C．是细胞代谢活动的介质 D．是细胞中多种物质的溶剂 A 当堂考查 4、水是生命之源，下列关于生物体内水的叙述中错误的是（ ） A．参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水 B．越冬的植物细胞内结合水/自由水的比例上升 C．水既是细胞代谢所需的原料，也是细胞代谢的产物 D．失去自由水的种子不具有萌发的能力 D 当堂考查 5、下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是（ ） A．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应 B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中 C．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成 D．无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用 D 当堂考查 6．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 当堂考查 7．下列关于生物体内水分和无机盐的叙述，错误的是（ ） A．干种子内结合水的相对含量较低，不能进行旺盛的生命活动 B．旱生植物比水生植物具有较强的抗旱能力，其原因之一是结合水的相对含量较高 C．镁离子是叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶片发黄 D．生理盐水能维持人体渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破 A 当堂考查 8．下列有关生物体内水和无机盐的叙述错误的是（ ） A．萌发种子中结合水/自由水的比例增加，细胞代谢变得活跃 B．水既是细胞内良好的溶剂，又是生物体内物质运输的主要介质 C．无机盐离子对维持血浆的渗透压和酸碱平衡等有重要作用 D．镁是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏镁时会导致叶片发黄 A 当堂考查 9．下列说法正确的是（ ） A．晒干的种子细胞内不含水分，导致细胞代谢停止，有利于种子长时间储存 B．细胞中的无机盐多以化合物的形式存在，如 CaCO3构成牙齿、骨骼 C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物 D．植物缺乏 S，将导致叶绿素不能合成，叶片颜色变黄 C 当堂考查 下课休息！ $