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

该高中生物学课件围绕“细胞中的水和无机盐”展开，从生命现象出发设计导入问题，如种子萌发、胚胎发育等实例，自然引出水的重要性，再通过不同生物、器官及发育阶段的含水量数据对比，层层递进构建知识体系，形成由现象到本质的学习支架。 其亮点在于融合生命观念、科学思维与探究实践三大核心素养，以真实情境（如沙漠植物储水、剧烈运动后乳酸调节）激发学生思考，引导学生通过比较、归纳分析水的存在形式及其功能，强化结构与功能观和物质与能量观。课堂小结与巩固练习紧扣高考命题趋势，注重证据推理与批判性思维训练，既帮助学生建立系统认知，又提升教师教学效率与课堂深度。

奇妙的水分子。水的各种神奇的性质，归根到底都是由水分子的性质决定的。水分子由两个氢原子和一个氧原子结合而成。水能溶解食盐，是因为水分子中的氧原子带负电，氢原子带正电，它们分别可以吸引带正电的钠离子和带负电的氯离子，这样一来，水分子就可以把这两种离子团团围住，从宏观上看，就是食盐被溶解了。水之所以会在四摄氏度以下发生热缩冷胀，是因为水分子之间会形成一种叫做氢键的结构，水结成冰，体积会增大，也是这种结构在作怪。原来水的物理和化学特性都来源于奇妙的水分子。 但是在2018年8月，科学家们对于火星上存在液态水又有了新观点，原因是探测器的雷达在火星南极的冰层下1.6公里的位置，发现可能存在一个20公里宽的地下湖泊，如果这个地下湖真的存在，那么火星上曾孕育着生命的概率将大大提高。 生命活动离不开水 干燥的种子必须吸足水才能萌发 人的胚胎也要浸润在羊水中发育 仙人掌身处干旱的环境，它那肥硕的变态茎中仍贮存着大量的水分。 导入 你觉得水对生命有何重要意义？ 我们知道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。干燥的种子必须吸足水分才能萌发，人的胚胎也要浸润在羊水中发育，仙人掌身处干旱的环境，……这几个实例均说明了生命活动离不开水。 既然水那么重要，那么它在细胞中含量是怎样的呢？ 1 水是活细胞中含量最高的化合物 导入 细胞中的水是以什么形式存在的？有哪些重要作用？ 上节课我们学习了组成细胞的主要化合物及其相对含量，我们了解了水所占的比例高达70%~90%，由此可以看出水是活细胞中含量最高的化合物。那么在不同生物体中水的含量是怎样的呢？下面我们通过一个实例来看一下 2 初中我们做实验 , 将小麦的种子烧尽 ,最终都会得到一些灰白色的灰烬。请问燃烧的是什么？灰烬是什么呢？ 导入 细胞中的无机盐有哪些作用呢？ 第2章　组成细胞的分子 细胞中的无机物 实例一：不同种类生物的含水量 藻类90% 水母97% 鱼类80%~85% 蛙78% 沙漠植物16% 哺乳动物65% 1. 不同种类生物的含水量不同。 水生>陆生 屏幕上呈现的图片是不同种类生物的含水量，由此我们可以推断出……那么同种生物的含水量就是一样的吗？下面我们继续来看实例二 5 实例二：人在不同发育时期的含水量 2.同种生物的不同发育时期含水量不同。幼年>成年>老年 实例二中呈现的是人在不同发育时期的含水量，我们可以看到从胎儿到老年身体中的水分是呈现逐渐递减的趋势，那么我们可以推断出……那么一个个体的各个组织和器官的含水量是相同的吗？我们继续来看实例三 6 人体中几种不同器官或组织中水的含量 组织 器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心肌 血液 所占比例% 10 22 76 79 83 实例三：人体不同器官组织的含水量 3. 同一生物体不同组织器官含水量不同代谢旺盛的组织或器官中含水量较多 我们了解了影响生物体含水量的几种因素，那么水在细胞中的主要功能又是怎样的呢？ 7 【1】细胞中的水 自然界中水的存在形式 液态 气 态 固 态 细胞中水以什么形式存在呢？ 一、细胞中的水 自由水：以游离形式存在，可以自由流动的水 结合水：与细胞内其它物质相结合的水 特点：容易流动，容易蒸发。 特点：不能自由流动，也不容易散失。 含量：占细胞内全部水的95％以上。 含量：约占细胞内全部水的4.5％。 1、水在细胞中的存在形式 一、细胞中的水 重量减轻 2 将种子放在阳光下2天 1 ________大量散失 自由水 3 将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热 1 管壁上有水珠 2 一、细胞中的水 失去的主要是_______ 3 结合水 将种子放在阳光下2天 晒干的种子 重量 减轻 2 将种子放在阳光下2天 1 自由水大量散失 3 仍能萌发 2 晒干的种子用水浸泡 1 失去大部分自由水的种子仍保持其生理活性 3 1 晒干的种子不用水浸泡 不能萌发 2 自由水少，代谢弱 3 一、细胞中的水 失去的主要是_______ 3 将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热 1 管壁上有水珠 2 结合水 4 失去________的种子用水浸泡，不萌发 结合水 5 失去________的种子，失去了生理活性，不能萌发 结合水 一、细胞中的水 2、水的生理功能 结合水 自由水 是细胞结构的重要组成成分。 2 3 4 细胞内良好的溶剂：许多物质溶解在水中 参与细胞内许多生物化学反应（光合作用、呼吸作用） 运输营养物质和代谢废物（如血液运输氧气和二氧化碳） 为细胞提供液体环境（如血细胞生活在血浆中） 一、细胞中的水 1 增强细胞抗逆性 1 2 3、自由水和结合水相互转化 在一定条件下自由水和结合水可相互转化 √ 两者的相对含量和生物组织的代谢速率相关 √ 自由水 结合水 降温 升温 上升 下降 细胞代谢增强 细胞代谢减弱 抗逆性增强 自由水含量越高 结合水含 量越高 萌发的种子 冬小麦抗冻 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。 结合水/自由水 抗逆性 代谢强度 自由水 结合水 一、细胞中的水 生活应用 判断鸡蛋有没有坏，可以晃一晃，新鲜鸡蛋清是液态胶状，臭鸡蛋清相对更“稀”，像普通的水一样，你可以解释一下吗？ 臭鸡蛋 蛋清更“稀” 新鲜鸡蛋 蛋清液态胶状 新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为结合水，是细胞和生物体的组成成分。 臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分结合水释放出来，转变为自由水。 一、细胞中的水 15 4、水的结构与特性 一、细胞中的水 a 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。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都容易与水结合，因此水是良好的溶剂。 水是极性分子 一、细胞中的水 4、水的结构与特性 b 由于水分子的极性，当一个水分子的氧端靠近另一个水分子的氢端时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力称为氢键。氢键比较弱，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。 氢键 一、细胞中的水 4、水的结构与特性 c 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。 氢键 高比热容 相对温度不易改变 （-） （+） 一、细胞中的水 4、水的结构与特性 ① 水是极性分子 ② 分子间具有氢键 ③ 氢键不稳定 良好的溶剂 具有高比热容 具有流动性 参与生物化学反应 温度缓冲剂 运送营养物质和代谢废物，为细胞提供液体环境 4、水的结构与特性 一、细胞中的水 (1) 存在形式 (2) 含量 占鲜重1％－1.5％ 阳离子 大多数以离子形式 少数以化合物形式 如：DNA中的磷酸，骨骼中的钙等 阴离子 K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等 Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 Design by Icons8 二、细胞中的无机盐 1、存在形式和含量 功能1：细胞内某些化合物的重要组成 二、细胞中的无机盐 2、无机盐的功能 叶绿素分子局部结构图 血红素分子局部结构图 细胞中某些复杂化合物的重要组成例子 【镁】Mg 叶绿素的分子结构中不 能缺少的元素之一就是Mg，缺Mg时叶绿素的形成受阻，从而影响光合作用。 【铁】Fe 血红素是血红蛋白的重 要组成部分，而血红素的结构中不能缺少的一种元素就是Fe。 【磷】P P是组成植物细胞的重要元 素，细胞膜、细胞核中都含有P元素，P也是很多酶的组成部分，参与了植物体内很多重要的代谢过程，如光合作用、糖类合成等。 2、无机盐的功能 二、细胞中的无机盐 Mg 叶绿素 Fe 血红素 P 细胞膜、细胞核 血钙过低 肌肉抽搐 人在剧烈运动时，会大量排汗，可能会引起肌肉抽搐，这是因为有大量的Ca2+随汗液排出，造成血钙过低；而血钙过高则出现肌无力。人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最后引起肌肉酸疼、无力等。 血钙过高 肌无力 二、细胞中的无机盐 2、无机盐的功能 功能2 ：维持细胞和生物体的生命活动 生理盐水 正常形态 皱缩 膨胀 9% 0.09% 质量分数为0.9%的氯化钠溶液 二、细胞中的无机盐 2、无机盐的功能 功能3：维持细胞的渗透压平衡 剧烈运动后会感到腰酸、膝盖酸，原因是运动时产生了乳酸，但血液的pH没有太大变化,还是维持在7.35-7.45之间。什么原因呢？ 乳酸 + NaHCO3  乳酸钠 + H2CO3 (碳酸) H2CO3 H2O + CO2 (经呼吸系统排出) 二、细胞中的无机盐 2、无机盐的功能 功能4：维持细胞的酸碱平衡 水 无机盐 存在 形式 自由水 结合水 含量：95.5 % 功能 ① 细胞内良好的溶剂 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 含量：4.5 % 功能 ① 作为细胞结构的重要组成部分 ② 增强细胞抗逆性 ④ 运输营养物质和代谢废物 相互转化 含量：细胞鲜重的1%~1.5% 存在形式：大多数以离子形式，少数以化合物形式存在 功能 ① 某些化合物的重要组成成分 ③ 维持生物体内的正常渗透压 ② 维持细胞和生物体的生命活动 ④ 维持生物体内的酸碱平衡 课堂小结 1．下表为不同条件或生物不同部位的含水量或比值(用a表示)。则表中数据符合实际的是 (　　) D 选项 不同条件或生物不同部位的细胞 对比 A 结合水所占比值：萌发的种子(a1)、休眠的种子(a2) a1>a2 B 自由水含量：植物幼嫩部位(a1)、衰老部位(a2) a1<a2 C 总含水量：春季的松树(a1)、冬季的松树(a2) a1<a2 D 自由水/结合水：热带植物(a1)、温带植物(a2) a1>a2 巩固练习 Lavf58.51.100 $