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

第2节 细胞中的无机物 第2章 组成细胞的分子 (一)教学目标 水和无机盐在细胞中的作用。 2.举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。 1.说出水在细胞中的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要作用。 (二)教学重点和难点 (1)结合水的概念。 1.教学重点 2.教学难点 (2)无机盐的作用。 活细胞内（鲜重）含量最多的化合物——水； 地球表面约3/4的部分是水； 在极限状况下，一个人可坚持20天以上不进食,但缺水不能超过3天； 原始生命诞生于原始海洋。 关于水的一些资料： 新课导入 运动员饮料中的化学成分 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 NaCl 1.0 KCl 0.1 Na2PO4 0.1 K2PO4 0.1 Na2CO3 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? 问题探讨 2. 表中哪些成分属于无机盐？ 3.为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？ 4.无机盐在细胞的生活中起什么作用？ 一.细胞中的水 一.细胞中的水 1.生物体含水量特点 ⑴.不同种类生物体含水量不相同 不同生物含水量不同 几种不同生物体内水的含量 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 水生生物＞陆生生物 组织器官 牙齿 骨髓 骨骼肌 心脏 血液 脑 含水量% 10 22 76 79 83 84 ⑵.同一生物体不同器官、组织含水量不相同 一.细胞中的水 1.生物体含水量特点 幼儿＞老年人 人体不同生长时期体内水的含量 生长时期 幼儿 成年 老年 所占比例（%） 77 60 50 ⑶.同一生物体不同发育时期含水量不相同 一.细胞中的水 1.生物体含水量特点 流水 白雪 蒸气 （液态） （气态） （固态） 2.水在自然界的存在形式： 一.细胞中的水 心脏 血液 3.水在细胞中的存在形式 心脏和血液的含水量很接近，为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？ 血液与心肌的比较 形态 含水量% 血液 液态 83 心肌 液态 79 一.细胞中的水 3.水在细胞的存在形式 ⑵.结合水： 与细胞内其它物质相结合，是细胞结构的重要组成成分，约占细胞内全部水的4.5％。 ⑴.自由水： 细胞中绝大部分的水以游离形式存在，可以自由流动，占细胞内全部水的95％以上。 结合水的作用 一.细胞中的水 1.血液中的水主要以什么形式存在 2.心肌细胞中的水主要以什么形式存在 3.农民晒干葵花籽主要失去的是什么形式的水 4.烘干（烘烤）葵花籽主要失去的是什么形式的水 5.剥桔子时流出来的水 6.鲜鸡蛋清含有的水 自由水 自由水 结合水 自由水 自由水 结合水 议一议 1.特别提醒： 晒干种子主要失去的是自由水， 这种子会发芽 这种子不会发芽 烘干或烤种子主要失去的是结合水。 晒干种子主要失去的是自由水； 但并不是不含自由水，而是自由水的含量大幅降低。 a.大多数生化反应需要水的参与 基质 叶绿体 线粒体 4.水的作用 一.细胞中的水 b.运输营养物质和废物 4.水的作用 一.细胞中的水 ⑴.结合水： ⑵.自由水 是细胞结构的重要组成成分。 a.良好的溶剂，许多物质溶解在水中； b.参与细胞内大多数生物化学反应（光合作用、呼吸作用），很多化学反应需要在水中进行； d.运输营养物质或代谢废物（如血液）。 c.绝大多数细胞必需浸润在以水为基础的液体环境中； 4.水在细胞两种存在形式的具体作用 一.细胞中的水 自由水 结合水 代谢缓慢 代谢旺盛 ⑴.自由水与结合水在一定条件下可以相互转化。 转化条件：一般与温度有关系。 降温 升温 5.自由水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系： 一.细胞中的水 ①结合水相对含量越高或自由水相对含量越低，代谢越缓慢，抗逆性相对越强 热带雨林植物 沙漠植物 新鲜蚕豆 干蚕豆 ②自由水相对含量越高或结合水相对含量越低，代谢越旺盛，抗逆性相对越弱 ⑵.自由水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系举例： 一.细胞中的水 生命活动旺盛 新陈代谢加快 生命活动缓慢 新陈代谢降低 结合水 自由水 一.细胞中的水 ⑶.自由水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系图： ①.种子储存前，晒干是为了减少________含量， 降低种子的_______速率，以延长种子的寿命。 自由水 ③.越冬作物______（减少或增加）灌溉，可以提高作物 。 减少 对低温的抗性 代谢 ②.干种子用水浸泡后仍能萌发，说明失去部分________的种子仍保持其生理活性。 自由水 ⑷.自由水与结合水在生产实践中的应用 ④.越冬植物体内部分自由水转变为结合水、降低代谢强度、提高抗低温能力。 种发萌发时，需要吸收水分，增加 含量。 种子储存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储存时间。 一.细胞中的水 自由水 ⑤.把晒干的种子放进一支洁净的试管中加热，试管壁上有水珠，形成这些水珠的水主要是小麦种子里的 _________，这样的种子将不能萌芽。原因是失去________，会导致___________的破坏，从而使代谢停止。 结合水 细胞结构 结合水 ⑥.烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。 一.细胞中的水 ⑷.自由水与结合水在生产实践中的应用 ④.干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上出现水珠，失去的是 。 ⑤.失去结合水的种子浸泡后不能萌发，说明失去 的细胞失去生理活性。 ②.干种子用水浸泡后仍能萌发，说明失去 的种子仍保持其生理活性。 ⑸.验证自由水和结合水的存在形式和功能的实例小结： ①.鲜种子放在阳光下晾晒，质量减少是因为 散失。 自由水 自由水 结合水 结合水 一.细胞中的水 ③.干种子不浸泡则不能萌发，说明 越少，代谢越缓慢。 自由水 8 ⑥.验证自由水和结合水的存在形式和功能的具体操作： 一.细胞中的水 二.水分子的结构与功能的关系 1.水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢? 1.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。 2.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。 3.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。 4.带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合， 这是由它的分子结构决定的。 因此水是良好的溶剂。 由于水分子的极性，当一个水分子的氧端(负电性区)靠近另一个水分子的氢端(正电性区)时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力， 2.它又为什么具有支持生命的独特性质呢? 这种弱的引力称为氢键。 二.水分子的结构与功能的关系 每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起。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， 同时，由于氢键的存在，水具有②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，对于维持生命系统的稳定性十分重要。 使水在常温下能够维持液体状态，具有①流动性。 二.水分子的结构与功能的关系 水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题： （1）植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在，风干种子细胞中的水主要以__________的形式存在。经阶段I吸水后，种子中的水主要是以__________的形式存在。 结合水 自由水 典型例题 水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题： （2）在阶段II，种子吸水速率______（填“大于”、“小于”或“等于”）阶段I，呼吸速率______（填“大于”、“小于”或“等于”）阶段I。 小于 大于 典型例题 广告一：健康体魄，来源于“碘碘”滴滴！ 广告二：高钙片，一片顶两片！ 广告三：补铁、补血，效果好！补血口服液！ 三.细胞中的无机盐 1.无机盐的存在形式 大多数以离子形式存在 阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 2.无机盐的含量： 很少，仅占细胞鲜重1％－1.5％ 并不是都以离子状态存在，如骨骼中的CaCo3以化合物的形式存在。 血红素 叶绿素 ⑴.构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分 3.无机盐的作用 观察教材“思考与讨论”中叶绿素和血红蛋白分子局部简图，回答问题： ①.为什么缺铁会导致贫血？ 铁是血红蛋白的重要组分 镁是叶绿素的重要组分 镁还是许多酶的活化剂，还能促进脂肪的合成。 三.细胞中的无机盐 ②.为什么缺镁会影响光合作用？ 缺Fe： 人体患贫血； 缺Ca： 成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象 缺I： 人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病） 缺B： 华而不实（只开花不结果） 缺Zn： 影响人体生长发育、大脑发育和性成熟 缺Mg： 影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行 ⑵.维持细胞和生物体正常生命活动 生物体缺乏某种无机盐的症状 3.无机盐的作用 三.细胞中的无机盐 元素缺乏与相关疾病 小结；微量元素虽然在生物体中含量很少，但维持生命活动不可缺少。 铁是血红蛋白的成分，缺乏会得缺铁性贫血 Fe（铁） Mg（镁） 镁是叶绿素的成分，缺乏时植物叶片缺绿 Ca（钙） 钙含量过高肌无力；钙含量过低肌肉抽搐 Zn（锌） 缺乏引起苹果，桃等植物的小叶症，影响人体生长发育、大脑发育 B（硼） 缺乏导致花而不实 I（碘） 缺乏导致大脖子病 Se （硒） 患克山病 （原发性心脏病） 三.细胞中的无机盐 生理盐水 1.在正常情况下，人体内的无机盐浓度为0.9%， 为患者输入0.9%的氯化钠溶液有利于维持机体的渗透压平衡。 2.蔬菜、水果为碱性物质，鱼肉为酸性物质，人吃后体内血液的pH值会不会有较大的变化？ ⑶.维持细胞和生物体的渗透压和酸碱平衡 血浆缓冲对：H2CO3\ NaHCO3 ；NaH2PO4\Na2HPO4进行酸碱中和。 3.无机盐的作用 三.细胞中的无机盐 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，为什么呢？ 乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3 CO2＋H2O 举例说明： 血浆缓冲对：H2CO3\ NaHCO3 ；NaH2PO4\Na2HPO4进行酸碱中和 当酸性物质进入血浆时，NaHCO3 与Na2HPO4等物质与之反应，降低酸性 ； Na2CO3＋H2CO3 2NaHCO3 ，过多的NaHCO3由肾脏排出，降低碱性，从而缓冲了内环境的稳定。 降低酸性 当碱性物质进入血浆时， H2CO3与NaH2PO4等物质与之反应，降低碱性 。 ⑶.维持细胞和生物体的渗透压和酸碱平衡 3.无机盐的作用小结 ⑵.维持细胞和生物体正常生命活动 ⑴.构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分 三.细胞中的无机盐 4、 4.实验：证明某一种或某几种无机盐是这种植物生长发育所必需的。 三.细胞中的无机盐 下列关于无机盐的叙述，错误的是(　 　) A.Fe2+是合成血红蛋白不可缺少的成分 B.细胞中的大多数无机盐以化合物的形式存在 C.植物缺Mg2+会影响光合作用 D.人体内缺少CaCO3会导致骨质疏松 B 典型例题 四. 组成细胞的元素和物质 2. 生物分子（糖类、脂质、蛋白质、核酸）以________为基本骨架，它们是构成细胞的基本框架，其中_______是主要的能源物质，_______是主要储能物质，________是生命活动的主要承担者，________作为遗传物质。 C、H、O、N 碳链 糖类 脂肪 蛋白质 核酸 这些化合物必须有机地组织起来，构成细胞这种最基本的结构形式，才能表现生命现象！ 1.构成细胞中主要化合物的基础是 等化学元素。 课堂总结 细胞中的无机物 水 无机盐 结合水 自由水 细胞的重要组成成分 细胞内的良好溶剂 参加许多生物化学反应（代谢） 是细胞生活的液体环境 运输营养和废物 存在形式 作用 构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分 维持细胞和生物体的生命活动 离子 维持细胞渗透压和酸碱平衡 1、在细胞内，自由水的主要功能是（ ） ①良好的溶剂；②散热　③维持细胞形态；④运输 A、①②　　 B、②③　　 C、①③　　 D、①④ 2、细胞内结合水的生理作用主要是（ ） A、反应介质并参与某些代谢反应　　　 B、运输各种物质 C、细胞组成物质之一　　　　　　　　　 D、良好溶剂 D C 课堂练习 3.下列属于结合水的是（　　）　　　　　　　 A.血液中的水　　 B.细胞液中的水　 C.干种子细胞中的水　　D.蒸腾作用散失的水 4.下列结合水相对含量较高的是（　 ）　　　　　 A.休眠的大豆子叶细胞　　　　　B.玉米胚乳细胞　　　　　　　　　　　C.洋葱的分生细胞　　　　　　　D.成熟西瓜的果肉细胞 C A 课堂练习 5.水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，许多疾病是由水污染引起的。下列有关人体内水的叙述，错误的是（ ） A.水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在 B.在血红蛋白的合成过程中伴随着水的产生 C.人体衰老细胞中自由水减少，代谢缓慢 D.冬季，植物体内自由水含量相对增高，以增强植物的抗寒能力 D 课堂练习 再 见 3．水的存在及其功能的验证 2．植物必需无机盐的验证 (1)对照组：植物＋完全培养液→正常生长。 (2)实验组： $