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 1 右侧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-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 1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？ ①水是细胞结构的重要组成成分； ②水是细胞内的良好溶剂； ③细胞内的许多化学反应需要有水参与； ④作为大多数细胞生活的环境； ⑤运送营养物质和代谢废物。 总之，生物体的一切生命活动都离不开水。 问题探讨 2 右侧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-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 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？ 运动员在运动中会大量出汗，出汗时会排出大量无机盐，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。 问题探讨 3 不同种生物含水量不同 水生生物含水量>陆生生物含水量 水母 97% 藻类 90% 鱼类 80—85% 蛙 78% 高等植物60-80% 哺乳动物65% --①水在细胞中的含量： 1.细胞中的水 人体的几种不同年龄阶段水的含量 年龄阶段 胎儿 婴儿 成年 壮年 老年 所占比例（%） 95 75 65 60 50 同一生物不同生长发育时期含水量不同 幼年＞成年 男性＞女性 --①水在细胞中的含量： 1.细胞中的水 10% 83% 79% 76% 22% 同种生物的不同组织、器官中的含水量不同。 --①水在细胞中的含量： 1.细胞中的水 心肌与血液的含水量差异不大，为什么心肌呈坚韧形态，而血液是液态？血液中自由水含量比心肌相对较高,心肌中结合水比血液含量相对较高 是细胞结构的重要组成成分 自由水95.5% 结合水4.5% 存在形式 功能 功能 细胞内良好的溶剂 --②细胞中水的存在形式及功能 1.细胞中的水 7 --③水的结构特性 水分子由2个氢原子和一个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于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性分布，使得水分子是一个极性分子。 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。 (1)水是极性分子——水是良好的溶剂 1.细胞中的水 一个水分子的氧端和另一个水分子的氢端由于静电吸引作用可以形成氢键。水分子之间靠氢键相互作用在一起。 氢键不稳定，易被破坏，又容易形成。这样氢键虽然只能维持极短时间，但由于其不断地断裂和不断地形成，使得水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。 （2）氢键易断又易形成——流动性 --③水的结构特性 1.细胞中的水 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发生改变，水的这种特性，有利于维持生命系统的稳定性。 （3）高比热容，所以性质稳定，不易受温度影响 比热容：指单位质量的某种物质升高（或下降）单位温度所吸收（或放出）的热量。 --③水的结构特性 1.细胞中的水 是细胞结构的重要组成成分 自由水95.5% 结合水4.5% 存在形式 功能 功能 细胞内良好的溶剂 参与许多生物化学反应 为细胞提供液体环境 运送营养物质和代谢废物 生物体的一切生命活动都离不开水 温度升高 温度降低 温度升高 --②细胞中水的存在形式及功能 1.细胞中的水 11 【情境1】 将刚收获的新鲜大豆种子在阳光下晒干，重量会减轻。干燥后的大豆种子浸泡后在适宜的条件下，仍能萌发成幼苗。 （1）刚收获的新鲜种子在阳光下晒干，主要会失去什么形式的水？ （2）若晒干的种子不浸泡，会不会萌发呢？为什么？ （3）将晒干种子放在试管中用酒精灯加热，管壁上有水珠，为什么？ 这时候的种子还能发芽吗？ （4）结合以上问题，说明自由水所占比例与代谢强度之间的关系？ 自由水 不会，因为自由水的减少，导致新陈代谢活动下降；晒干种子用水浸泡后仍能萌发说明失去部分自由水的种子仍保持其生理活性。 自由水/结合水比例越大，细胞的代谢强度越大 失去了结合水，不能发芽，失去了生理活性 --④自由水与结合水的联系： 1.细胞中的水 【情境2】 取等量的西瓜汁和鸡蛋清置于相同的开放环境下，西瓜汁蒸发得快，如果放入冰箱中，西瓜汁先结冰。 （1）西瓜汁和鸡蛋清中的水分分别主要以什么形式存在？ （2）以上现象说明，与自由水相比，结合水有什么特点？ （3）由以上实验结论可推测，和热带植物相比，沙漠植物和寒带植 物哪种形式的水比例更高？ （4）总结结合水的比例与抗旱抗寒能力（即抗逆性）的关系？ 自由水 结合水 结合水可以帮助细胞抵抗不良环境 结合水 结合水/自由水的比例越大，细胞的抗性能力越强 --④自由水与结合水的联系： 1.细胞中的水 随着细胞代谢情况的变化，自由水和结合水也在发生相互转化 →细胞代谢增强，抗逆性减弱 →细胞代谢减弱，抗逆性增强 自由水 结合水 上升 下降 如：萌发的种子 如：晒干的种子，自由水减少，利于储存； --④自由水与结合水的联系： 1.细胞中的水 阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 --①无机盐的存在形式： 无机盐 存在形式 含量 大多数以 的形式存在 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% 离子 2.细胞中的无机盐 无机盐在细胞中含量是最低的，对生命活动来讲是不是可有可无呢？ --无机盐的作用 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。 1.植物缺Mg会影响到光合作用，为什么？ 镁是构成叶绿素的元素。 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。 缺Mg+ 无法合成叶绿素 叶肉细胞不能进行光合作用 练习与应用 16 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。 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。 说明P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P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，还会影响糖类的代谢。 --无机盐的作用 练习与应用 17 --②无机盐的生理功能 1.构成细胞中某些复杂化合物的组成成分 物质名称 特征元素 共有元素 ATP C、H、O、N 叶绿素 血红蛋白 甲状腺激素 胰岛素 ATP P Mg S、Fe I S 2.细胞中的无机盐 18 2.维持细胞和生物体正常的生命活动 Na+、K+ 维持神经细胞、肌肉细胞的兴奋性 Na+人体内缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。当大量出汗排除过多无机盐后，应该多喝淡盐水。 --②无机盐的生理功能 2.细胞中的无机盐 19 3.维持细胞的渗透压平衡 （1）细胞外液渗透压 Na+、Cl- （2）细胞内液渗透压 K+ 生理盐水的含义是什么？在什么情况下需要用生理盐水？ 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境中溶质的浓度，所以叫生理盐水。 当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在稳定的状态。 --②无机盐的生理功能 2.细胞中的无机盐 20 4.维持细胞的酸碱平衡 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，为什么呢？ CO2＋H2O 人体依靠无机盐离子H2CO3/HCO3— 等组成的缓冲体系来调节并维持平衡。 乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3 --②无机盐的生理功能 2.细胞中的无机盐 21 例：请设计实验验证镍盐是植物（玉米）生长所必需的无机盐 （1）材料与试剂: （2）实验设计: 对照组 实验组 材料：若干株长势相似且良好的玉米幼苗 试剂：完全培养液，缺镍的培养液，镍盐。 拓展 （以Mg元素为例） 生长状况相同的正常同种植物分两组 甲组：缺Mg的完全培养液 乙组：完全培养液 植物正常生长 出现缺乏症 加入Mg元素再培养 缺乏症消失 Mg为植物生长的必需元素 植物正常生长 Mg为植物生长的非必需元素 实验组中加入Mg的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。 每组放入的植物不能是一株，因为一株植物存在偶然性。 设计实验探究某无机盐X是否是植物所必需的 拓展 （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 设计实验探究某无机盐X是否是植物所必需的 拓展 $