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

知识回顾：细胞中的化合物 水：占85%~90% 无机盐：占1%~1.5% 脂类：占1%~2% 蛋白质：占7%~10% 核酸和糖共占1%~1.5% 无机化合物 有机化合物 _____是细胞中含量最多的化合物； _________是细胞中含量最多的有机化合物。 水 蛋白质 水---生 命 之 源！ 问题探讨 为什么在马拉松运动中要在一旁设置补寄站？ 讨论 大量出汗后还需要补充哪些营养物质？ 讨论 结合下表中某种运动员饮料化学成分表，分析以下问题： 问题探讨 喝饮料主要是给身体补充水，水在细胞中起什么作用？ 讨论 表中哪些成分属于无机盐，为什么在运动员的饮料中加入无机盐？ 讨论 第二章 第二节 细胞中的无机物 本节聚焦 1.水在细胞中以什么形式存在？具有哪些重要作用？ 2.为什么细胞中的无机盐含量很少，作用却很重要？ 问题探讨 1.细胞中水的存在形式有哪两种？各有什么功能？ 2.什么样的细胞中自由水多？ 3.结合水多的时候植物的什么特性会增强？ 4.自由水和结合水可以相互转化吗？ 5.种子晒干过程损失的是什么水？种子失去结合水还能萌发吗？ 一、细胞中的水 1.水的含量和结构特点 含量： 水是构成细胞的重要成分，也是 中含量最多的化合物，一般为 。 活细胞 60%-95% 一、细胞中的水 水的结构特点： 1.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。 2.水分子具有氢键，易于断裂和形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。 氢键 3.氢键的存在，使水具有较高的比热容，使水的温度相对稳定，对维持生命系统的稳定性十分重要。 一、细胞中的水 水的结构特点： 水具有较高的比热容，温度相对不容易发生改变。 水分子是极性分子，带有正电荷或负电荷的分子(或离子) 都容易与水结合。 拓展：水的比热就是1g水每升高（或降低）1℃所吸收（或释放）的热量。 为什么说水是一种良好的溶剂？ 思考 为什么说水对维持生命系统的稳定性非常重要? 思考 随堂练习 人们普遍认为，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水。下列关于水的说法，错误的是( ) A.水分子是极性分子，带电分子（或离子）易与水结合，因此水是一种良好的溶剂 B.水分子之间的氢键能不断地断裂和重新形成，因此水具有流动性 C.结合水主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，是细胞中水的主要存在形式 D.水具有较高的比热容，为细胞创造舒适的液体环境 C 一、细胞中的水 2.水与生物种类及发育阶段的关系 水母97% 藻类90% 鱼类80—85% 蛙78% 高等植物60—80% 哺乳动物65% 结论1：生物种类不同含水量不同：水生生物>陆生生物。 与生物种类的关系 一、细胞中的水 2.水与生物种类及发育阶段的关系 与发育阶段的关系 结论2：同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同：幼年>成年>老年。 一、细胞中的水 补充：人体各组织器官的含水量比较 结论3：在不同的组织、器官中，水的含量也不相同。 牙齿 10% 骨骼 22% 血液 83% 心肌 79% 骨骼肌76% 一、细胞中的水 2.水与生物种类及发育阶段的关系 不同生物体内含水量不同，水生生物的含水量多于陆生生物。 水是生命之源，没有水就没有生命。分析不同生物体中水的含量，你能得出什么结论? 思考 不同 不同 思考 同一生物的不同组织器官，含水量是否相同？ 思考 同一生物的不同发育阶段，含水量是否相同？ 一、细胞中的水 自然界水的 存在形式 液态 固态 气态 思考：水在自然界中是以怎样的形态存在的？ 血液 83% 心肌 79% 思考：水在细胞中以什么形式存在？又有什么作用呢？ 一、细胞中的水 3.细胞中水的存在形式及作用 液态 血液和心肌的比较 含水量% 状态 命名 血液 83 心肌 79 游离状态 结合态 血液 83% 心肌 79% 自由水 结合水 心脏和血液含水量相近，但是形态差异很大，存在形式又有什么不同？ 思考 一、细胞中的水 3.细胞中水的存在形式及作用 形式 定义 特点 功能 自由水 以游离的形式存在 可以自由流动 可流动易蒸发易散失 1.是细胞内的良好溶剂； 2.参与细胞内的生化反应； 3.运输营养和代谢废物； 4.为细胞提供液体生活环境。 一、细胞中的水 3.细胞中水的存在形式及作用 形式 定义 特点 功能 结合水 4.5% 与细胞内其他化合物 相结合的水 不流动 不易散失 较稳定 是细胞结构的重要成分 随堂练习 生物体的生命活动都离不开水。下列关于细胞中水的叙述，正确的是( ) A.细胞中的水有自由水和结合水两种存在形式 B.不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同 C.自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应 D.细胞中自由水的含量小于结合水的含量 A 拓展：实践应用 推断：自由水和结合水之间是可以转化的。 新鲜鸡蛋和变质鸡蛋的蛋清中的水分别主要以什么形式存在？这说明两者之间的关系是怎样的？ 思考 ★自由水和结合水的关系（以种子为例） 1.在一定条件下可以___________； 2.两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞的___________。 代谢旺盛（萌发） 代谢缓慢（晾晒） 自由水 (发芽/温度升高) 结合水 (冬眠/晒干/温度降低) 相互转化 代谢速率 植物的生长发育 一、细胞中的水 说明： 结论： ①自由水/结合水的比值高，细胞代谢旺盛，抗逆性差。 ②自由水/结合水的比值低，细胞代谢缓慢，抗逆性强。 在一定范围内，自由水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛。 降低自由水比例，提高作物对寒冷等不良环境的抵抗能力。 抗逆性 ★自由水和结合水的关系（以种子为例） 一、细胞中的水 晒干的种子能够长久保存，浸泡吸水后能够萌发，据此推断，自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系? 思考 过冬时，越冬作物要减少灌溉，原因是什么? 思考 拓展：实践应用 生活中的现象 对此现象的解释 种子在贮存时需将种子晒干 干种子用水浸泡后仍能萌发 低温环境下减少花卉浇水 鲜种子在阳光下暴晒，重量减轻 用酒精灯加热，试管壁上有水珠 炒熟的种子浸泡后不萌发 减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命 失去自由水的种子仍保持其生理活性 提高花卉对低温的抗性 自由水散失，代谢减弱 用酒精灯加热会失去结合水 失去结合水的细胞失去生理活性 拓展：实践应用 将种子放在阳光下2天 重量减轻 ________大量散失 晒干的种子用水浸泡 仍能萌发 失去大部分______的种子仍保持其生理活性 晒干的种子不浸泡 不萌发 _______少，代谢弱 自由水 自由水 自由水 拓展：实践应用 将种子放在试管中，用酒精灯加热 管壁上有水珠 失去的主要是______. 失去_______的种子浸泡 不萌发 失去_______的种子失去生理活性 结合水 结合水 结合水 注：自由水也会失去 随堂练习 （多选）《氾胜之书》是西汉晚期农学著作，是中国现存较早的一部农学著作，书中提到收获的粮食要“曝使极燥”，降低粮食的含水量后才入仓储存。下列说法正确的是( ) A.“曝使极燥”后的种子抵抗严寒的能力会降低 B.“曝使极燥”后，细胞中自由水含量大幅度减少 C.降低粮食的含水量，可防止种子在储存过程中发霉 D.降低粮食的含水量，可减少储存过程中有机物的消耗 BCD 随堂练习 “抽刀断水水更流。”水在常温下呈液态且是细胞内良好的溶剂。下列关于水的叙述，错误的是( ) A.代谢慢的生物体内，自由水与结合水的比值相对较低 B.北方冬小麦在冬天来临前结合水比例上升 C.为减少有机物的消耗，种子入仓前需通过充分晾晒丢失全部自由水 D.晾晒后的种子中细胞的呼吸作用减弱，便于其储存 C 问题探讨 1.刚刚收获的新鲜种子甲一般要放在阳光下晒干后再储存，原因是什么? 种子晒干过程中失去的主要是自由水，自由水相对含量下降，可降低种子新陈代谢速率，便于储存。 2.乙烘烤后失去的是什么形式的水？此时的种子无法萌发说明什么问题？种子燃尽后产生的粉末丁是什么物质？ 结合水。 烘烤后的种子无法萌发说明失去结合水的种子没有活性。 种子燃尽后产生的粉末丁是无机盐。 二、细胞中的无机盐 （二）存在形式： ★无机盐大多数以离子的形式存在。 阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 （一）含量： 含量少，但是在细胞中有极其重要的作用。 无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的____________。 二、细胞中的无机盐 （三）细胞中的无机盐的功能 1.植物缺镁（ Mg2+ ）会影响光合作用，为什么？ 2.为什么缺铁（ Fe2+ ）会导致贫血？ 3.磷（P）组成细胞膜、细胞核的重要成分？ 功能1：细胞内复杂化合物的重要组成成分。 二、细胞中的无机盐 （三）细胞中的无机盐的功能 1.缺钙 “会导致骨质疏松，佝偻病” 2.缺钠 “神经、肌肉的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力” 功能2：无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。 二、细胞中的无机盐 （三）细胞中的无机盐的功能 案例：某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？ 9% 0.09% 0.9% 失水皱缩 吸水膨胀、涨破 功能3：无机盐能维持细胞的渗透压平衡，维持细胞的正常形态。 二、细胞中的无机盐 （三）细胞中的无机盐的功能 案例：大家都有这样的体会，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？ 乳酸＋NaHCO3→乳酸钠＋H2CO3 功能4：无机盐能维持细胞的酸碱平衡。 随堂练习 2024年1月7日，厦门马拉松激情开跑。香蕉是沿途补给站的标配,其中富含的钾离子能够增强神经和肌肉的兴奋性，强化肌力及肌耐力。该事实说明钾离子的生理作用是( ) A.为肌肉收缩持续提供能量 B.维持机体酸碱平衡 C.细胞内某些复杂化合物的重要组成成分 D.对维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用 D 实验：探究某种矿质元素是否是植物生长的必需元素 . 植物分两组 对照组： 培养液 实验组： 培养液 植物正常生长 X为植物生长的 元素 出现缺乏症 X为植物生长的 元素 生长状况相同的正常同种 完全 缺X的完全 非必需 必需 如何让实验更严谨？ 讨论 加入X元素再培养 缺乏症消失 注： 又称全素培养液，即包含植物生长所需的所有元素，不能用蒸馏水。 实验：探究某种矿质元素是否是植物生长的必需元素 “焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。请完善实验步骤探究小麦“焦边”是由缺钾导致的，准备以下材料用具：若干株长势基本相同的小麦幼苗、浓度相同的全素培养液、缺钾全素培养液等。 (1)实验步骤： ①取两只广口瓶，编号为甲、乙。在甲瓶加入100 mL的全素培养液， 向乙瓶中加入 ； ②将 分别栽种在甲、乙培养瓶中； ③在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察 ； 缺钾全素培养液 长势基本相同的小麦幼苗 小麦叶片是否出现“焦边”现象 注：实验题用词尽量从题干中提取。 100 mL(等量) 随机均分为两组 实验：探究某种矿质元素是否是植物生长的必需元素 (2)实验结果与结论： ①若甲瓶的小麦幼苗正常生长， ，则说明小麦叶片“焦边”是由缺钾引起的； ②若 ，则说明小麦叶片“焦边”不是由缺钾引起的。 (3)通过实验证实“焦边”是由缺钾导致的，为增强实验的说服力，在上述实验的基础上如何改进完善？ 。 乙瓶的小麦叶片出现“焦边”现象 甲、乙瓶中的小麦均未出现“焦边”现象 可以在缺钾全素培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常 随堂练习 判断下列叙述的正误： (1)细胞中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)晒干的种子中不含自由水。( ) (3)生物体内无机盐均以离子形式存在。( ) (4)植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐。( ) × × × √ 下列关于细胞中无机盐的叙述，正确的是( ) A. 与肌肉的兴奋性无关 B. 是血红素的组成成分 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 随堂练习 水和无机盐在细胞中扮演关键角色，对维持细胞的生命活动至关重要。下列有关表述错误的是( ) A.农作物秸秆在充分晒干后，体内剩余的物质主要是无机盐 B.玉米生长过程中缺 则植株特别矮小，叶片小且呈暗绿偏紫色 C.适量补充 可以预防因缺碘引起的甲状腺功能减退和“大脖子病” D.人体内 不足会引起肌肉酸痛、无力等症状 A Lavf62.0.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $