2.2细胞中的无机物 课件-2025-2026学年高一上学期人教版必修1生物

该高中生物学课件围绕“细胞中的无机物”，系统讲解水的含量、功能、特性、存在形式及无机盐的存在形式、含量、作用。以运动员饮料成分表导入，结合资料分析不同生物、时期、组织含水量差异，通过表格对比自由水与结合水，构建知识脉络。 亮点在于融合生命观念（如水分结构与功能观）、科学思维（归纳无机盐作用）、探究实践（设计缺镁实验验证必需元素）。采用问题驱动、资料分析、实验探究等方法，小结系统梳理知识。助力学生形成结构与功能观、提升科学探究能力，教师可直接利用资料开展高效教学。

第2章 组成细胞的分子 2.2细胞中的无机物 教学目标 生命观念 通过对水分子的化学结构分析和自由水、结合水的比较，理解水的多样性和重要性，形成结构与功能观 科学思维 举例说出细胞中无机盐例子的种类核作用，归纳概括出其对维持细胞和生物体的生命活动具有重要意义 社会责任 基于无机盐含量过低或过高时对身体健康造成的危害，树立合理均衡的理念，形成良好的饮食习惯 1 2 3 2 如图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： 喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？ 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？无机盐在细胞中起什么作用？ 成分 质量浓度/(g/L) 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 问题探讨 目录 01 细胞中的水 02 细胞中的无机盐 水在细胞中的含量 水的功能 水的特性 水的存在形式 无机盐的主要存在形式 无机盐的含量 无机盐的作用 01 细胞中的水 水在细胞中的含量 水的功能 水的特性 水的存在形式 1.水在细胞中的含量 70-90% 7-10% 1-1.5% 1-1.5% 1-2% 细胞中含量最多的化合物是水。 细胞中的水 分析比较细胞中水的含量 藻类90% 水母97% 蛙78% 哺乳动物65% 鱼类80~85% 高等植物60~80% （1） 不同种类生物的含水量不同: 水生生物>陆生生物 【资料1】不同生物体内的含水量 活动 分析比较细胞中水的含量 胎儿90% 婴儿75% 成年60~65% 老年50% （2） 同种生物的不同发育时期含水量不同 幼年＞成年＞老年 【资料2】人类不同年龄段体内的含水量 活动 分析比较细胞中水的含量 （3）组织器官的种类不同，含水量不同。 【资料3】人体不同组织器官内的含水量 活动 2.水的功能： （1）水是细胞内良好的溶剂 （2）参与细胞内多种生物化学反应 （3）运输营养物质和代谢废物 （4）为细胞提供液体环境 水参与细胞内的光合作用 水在细胞内的运输作用 溶解氨基酸、葡萄糖、无机盐、CO2、O2等 血细胞生活在以水为基础的血浆中 （5）水是细胞结构的重要组成部分 水与蛋白质、多糖等物质结合 细胞中的水 3.水的特性： 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 细胞中的水 3.水的特性： 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 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性十分重要。 细胞中的水 结合水分子结构特点，思考为什么水具有这些功能？ 结构 功能 相适应 水是极性分子 分子间具有氢键 氢键不稳定 良好的溶剂 具有高比热容 具有流动性 维持温度稳定 作为良好溶剂 为细胞提供液体环境 运输营养物质和代谢废物 结构与功能观 素养提升 4.水的存在形式： 游离状态 新鲜鸡蛋 变质鸡蛋 液态胶状 形式 自由水 结合水 定义 特点 含量 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 易蒸发、不受束缚、可自由流动 不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性 约95.5% 约4.5% 细胞中的水 【思考】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？ 水在血液中主要以自由水的形式存在，水在心肌中主要以结合水的形式存在。 想一想 自由水和结合水的关系 1.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： （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。 （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？ 自由水 结合水 自由水 不能 结合水 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。 活动 自由水和结合水的关系 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 以下生活现象中水的存在形式有无变化？ 活动 4.水的存在形式： →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 （1）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。 （2）自由水与结合水在一定条件下可相互转化： 自由水 结合水 温度升高 温度降低 细胞中的水 1. （湖湘名校联盟高二上入学考）马兜铃为多年生的缠绕性草本药用植物，下列叙述错误的是（　　） A．马兜铃细胞内的各种元素大多以化合物形式存在 B．马兜铃活细胞中含量最多的化合物是水 C．马兜铃细胞中的无机盐大多以离子形式存在 D．冬季马兜铃细胞中自由水比例会逐渐上升 D A、细胞内的元素大部分以化合物形式存在，如C、H、O、N等构成有机物，A正确； B、活细胞中含量最多的化合物是水（鲜重占比最高），B正确； C、无机盐在细胞中主要以离子形式存在（如Na*、K+等），少数与化合物结合（如骨骼中的Ca2+），C正确； D、冬季植物代谢减弱，自由水比例应下降，结合水比例上升以增强抗逆性，D错误。 随堂检测 02 细胞中的无机盐 无机盐的主要存在形式 无机盐的含量 无机盐的作用 当你烘干一粒小麦种子，然后点燃，最终会得到一些白色灰烬，这些灰烬主要是小麦种子里的无机盐，人和动物体内也含有无机盐。 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 细胞中的无机盐 细胞中无机盐的作用 【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 活动 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。 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 例：①人体内缺乏Na＋会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等； ②哺乳动物血液中Ca2＋含量太低，会出现抽搐等症状 活动 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%的氯化钠溶液。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 0.9% 9% 0.09% 活动 细胞中无机盐的作用 【资料4】人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，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 活动 3.无机盐的作用 （1）有些无机盐是细胞和生物体中某些复杂化合物的重要组成成分 （2） 维持细胞和生物体的生命活动 （3） 调节人体渗透压以及维持细胞正常形态 （4） 维持细胞和生物体的酸碱平衡 细胞中的无机盐 常见无机盐的主要功能及缺乏症 无机盐 功能 每日需要量 缺乏症 Fe 组成血红蛋白、细胞色素、含铁酶类 0.3～29mg 缺铁性贫血 Ca 促进牙齿、骨骼生长，调节神经肌肉的敏感性 0.2g～1.2g 佝偻病、骨质疏松 P 构成骨骼、肌肉等，促进酶活性，构成ATP 0.1～0.72g 厌食、肌无力 Na 体液的主要组成部分，调节体液渗透压 0.17～1.6g 爱迪生病 K 使生长正常，保持肌肉功能正常，维持离子浓度，调节体液渗透压 2g～4g 心率异常 I 形成甲状腺激素的成分 0.085～0.24mg 甲状腺肿 Mg 与酶活性有关，保持肌肉功能正常 0.02～0.37g 惊厥 Cu 促进正常生长 0.3～1.4mg 贫血症；卷毛综合征 Zn 若干与消化有关的酶的结构中心 2.0～12.5mg 侏儒、生殖腺功能受影响 知识拓展 2.（东台市第一中学开学检测）2025年4月30日，“神舟十九号”成功返回地球。太空的失重环境会使宇航员骨骼中的钙流失到血液中，从而引起骨质疏松，这也是宇航员一出舱就被抬着的原因。下列相关叙述正确的是（　　） A．血液中钙含量过高会引起抽搐，过低引起肌无力 B．牙齿和骨骼中的钙都是以离子的形式存在 C．宇航员休养期可食用富含维生素D的食物来缓解骨质疏松 D．铁参与血液中血红素的形成，钙和铁都属于组成生物体的大量元素 A、血液中钙含量过低会引起抽搐，过高则导致肌无力，A错误； B、牙齿和骨骼中的钙主要以化合物形式（如磷酸钙）沉积，而血液中的钙以离子形式存在，B错误； C、维生素D能促进肠道对钙的吸收，补充维生素D可帮助缓解钙流失导致的骨质疏松，C正确； D、钙属于大量元素，但铁是微量元素，D错误。 D 随堂检测 3. 根据下列要求，设计一个实验来验证植物生长发育需要镁。 (1)实验目的：通过观察叶片的生长情况，验证植物的生长发育需要镁。 (2)材料、用具：小麦幼苗、完全营养液、缺镁营养液、200 mL广口瓶两只、量筒等。 (3)实验原理：镁是合成植物叶绿素的重要成分，植物缺镁，不能合成叶绿素，叶失绿变黄。 (4)实验步骤： ①取两只广口瓶并分别编号为甲和乙(乙为实验组)。 ②向两只广口瓶内分别加入100 mL________________和100 mL________________ ③培养：取_____________________________的两组植株分别栽培到甲、乙两个广口瓶 中，并置于________________的环境条件下培养。 ④一段时间后，观察甲、乙两瓶中小麦幼苗的叶色变化。 (5)实验结果和结论：甲瓶中___________________,乙瓶中__________________________, 说明_________________________。为进一步验证该结论，还需增加的实验步骤是_______ 完全营养液 缺镁营养液 长势、大小、数目相同 相同且适宜 小麦幼苗叶色 绿色 小麦幼苗叶色黄色 植物生长发育需要镁 向乙瓶中加入适量的镁元素，一段时间后观察乙瓶中小麦幼苗的叶色变化 随堂检测 设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐 实验·探究 细胞中的水 水的重要性：生命活动离不开水 水是活细胞中含量最高的化合物 1. 不同种类生物含水量不同 2. 同种生物不同发育时期含水量不同 3. 不同的组织、器官含水量不同 存在形式 自由水 结合水 1.细胞内良好的溶剂 2.为细胞生活提供液体环境 3.参与细胞内生化反应 4.运输养料和代谢废物 5. 细胞结构的重要组成成分 代谢缓慢 代谢旺盛 作用 小结 细胞中的无机盐 主要存在形式： 无机盐 作用 eg:阳离子： Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等 eg:阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3- 等 1. 构成复杂化合物的元素 2. 维持生物体正常生理活动 3. 维持细胞的渗透压 4. 维持细胞的酸碱平衡 小结 谢 谢！ $