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

第二节 细胞中的无机物 第二章 组成细胞的分子 学习目标： 1.简述水在细胞中的存在形式和作用。 2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。 问题情境 农业生产中，农民收获水稻后会将稻谷晒干后再储存，这样能保存较长的时间。浸泡晒干后的水稻种子却可以萌发。请回答下列问题： 稻谷在晾晒过程中水含量发生了什么变化？ 1. 2. 水在细胞中起什么作用？ 讨论 【探索新知1】 一、水的存在形式 （一）自然界中的水 八百里滇池 哀牢山云雾 苍山负雪 洱海流云 万里长江第一峡 液态 固态 气态 【探索新知1】 一、水的存在形式 【任务①】 根据表格内容，归纳生物体含水量的特点： （二）细胞中的水 生物 含水量 水母 97% 藻类 鱼类 蛙 动物 植物 80%-85% 90% 78% 65% 60%-80% 不同生物含水量不同：水生>两栖＞陆生 （进化程度） 【探索新知1】 一、水的存在形式 【任务①】 根据表格内容，归纳生物体含水量的特点： （二）细胞中的水 胎儿 儿童 成人 老人 80% 75% 62% 60%以下 同一生物在不同的生长发育时期含水量不同。幼年＞成年＞老年，幼嫩部分＞成熟部分 【探索新知1】 一、水的存在形式 【任务①】 根据表格内容，归纳生物体含水量的特点： （二）细胞中的水 83% 79% 76% 22% 10% 血液 心脏 肌肉 骨骼 牙齿 同种生物的不同的组织、器官含水量不同。 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？ 【探索新知1】 二、水的作用 【任务②】观看视频，回答有关水分子的结构问题： （二）细胞中的水 1.水为什么是细胞内的良好溶剂？ 2.水为什么具有流动性？ 3.为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？ 水是极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，故是良好溶剂。 水分子之间容易形成氢键，也容易断裂，常温下水维持液体形态，具有流动性。 由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容，水的温度相对不容易发生改变，可以维持生命系统的稳定性。 【探索新知1】 二、水的作用 【学科交叉】水的特性 （二）细胞中的水 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 【探索新知1】 二、水的作用 【学科交叉】水的特性 （二）细胞中的水 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系十分重要。 【探索新知1】 二、水的作用 （二）细胞中的水 水在细胞中以哪两种形式存在？特点？占比分别是多少？ 【任务③】 阅读教材P20-21，回答有关水的存在形式问题： 结合水 占 ，呈 状态， 可以自由流动。 95.5% 游离 自由水 占 ，主要与细胞内 等物质结合。 4.5% 蛋白质、多糖 鸡蛋清 【探索新知1】 二、水的作用 （三）水的作用 【任务③】 结合教材P20，分析以下实例，总结水的作用： 1.水蜜桃香甜多汁，当你咬开水蜜桃时冒出的汁水主要是什么形式的水？ 汁水香甜很多物质溶解其中，说明自由水有什么功能？ 2.回忆初中知识，植物光合作用需要水的参与吗？这说明自由水有什么功能？ 3.血液中含自由水较多，根据血液的功能推断自由水有什么功能？ 离开血浆的血细胞很快会死亡，这说明自由水可以为细胞提供什么环境？ 4.心肌细胞含水量达79%，从心肌的状态可推断所含的是什么形式的水？ 说明这种形式的水有什么功能？ 细胞内良好的溶剂 参与细胞内许多生物化学反应 运输营养物质和代谢废物 提供液体环境 自由水 结合水 细胞结构的重要组成成分 【任务④】 分析以下资料，回答有关水的转换和代谢的问题： 事实1：晒干的水稻种子经浸泡后可以正常萌发，而未经处理的小麦种子则不能。 事实2：北方冬小麦在冬天来临前，结合水的比例会上升。 事实3：敲开新鲜鸡蛋后，蛋清是液态胶质的存在状态，若鸡蛋变质，蛋清是呈水样的游离状态。 自由水与结合水比值与细胞代谢和抗逆性存在什么关系？ 种类 自由水 结合水 定义 含量 特点 作用 联系 细胞结构的重要组成成分 以游离的形式存在 与细胞内的其他物质相结合 约占95.5% 约占4.5% 可以自由流动 失去流动性和溶解性 ①细胞内的 ； ②参与细胞内的 ； ③为细胞提供 ； ④运送 和 ； 良好溶剂 营养物质 代谢废物 生物化学反应 液体环境 【探索新知1】 二、水的作用 总结归纳 自由水和结合水可以相互转化，正常情况下，细胞内自由水所占比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。 【典型例题】 考点1：细胞中的水 1.下面有关水的特性与生命活动关系的叙述，不正确的是（    ） A．由于物质之间的相似相溶的特点，极性分子或离子易溶于水 B．正在萌发的种子中，结合水与自由水的比值上升 C．冬季，植物体内结合水含量相对升高，以提高植物的抗寒能力 D．氢键使水能缓和温度的变化，为生命活动提供了一个比较适宜的环境 B 【解析】A、水是极性分子，根据相似相溶原理，极性分子或离子易溶于水，A正确； B、正在萌发的种子代谢活动旺盛，自由水含量增加，结合水与自由水的比值应下降，B错误； C、冬季植物体内结合水比例升高，可降低细胞结冰风险，增强抗寒能力，C正确； D、水分子间的氢键使其比热容较高，能缓和温度变化，维持生命活动的稳定环境，D正确。 【典型例题】 考点1：细胞中的水 2.关于自由水和结合水的叙述不正确的是（    ） A．种子收获后晒干过程中主要散失的是自由水 B．当严寒的冬季到来时，植物体中水的变化是结合水与自由水的比值会升高 C．结合水是细胞结构的重要组成成分 D．细胞中大多数无机盐以化合状态存在 D 【解析】A、种子收获后仍含有较多的自由水，因此晒干过程中主要散失的是自由水，A正确； B、结合水的含量升高，抗逆性增强，故当严寒的冬季到来时，植物体中水的变化是结合水与自由水的比值会升高，B正确； C、结合水与细胞内其它物质结合，是细胞结构的组成成分，C正确； D、细胞中大多数无机盐以离子状态存在，少部分以化合状态存在，D错误。 情境（再续） 水稻采收后，农民伯伯会一把火烧掉剩下秸秆，烧尽时可见到一些灰黑色的灰烬，这些是什么成分？ 【探索新知2】 三、细胞中的无机盐 【任务①】 阅读教材P21-22，回答以下问题： 1.细胞中的无机盐的存在形式和含量？ 2.无机盐有什么作用呢？ 大多数以离子形式存在，仅占细胞鲜重的1％ ~1.5％。 血钙不足→抽搐 无机盐对于维持人体内的酸碱平衡具有重要作用。 资料1:下面两图分别为一种叶绿素分子和血红素分子的局部结构简图,人体缺铁易患贫血,植物缺镁会影响光合作用。 资料2:在激烈的比赛中,足球运动员有时会出现肌肉抽搐现象,这是由大量钙离子随汗液流失引起的:硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长,植物缺少硼时会导致“花而不实”。 资料3:医生给患急性肠炎的患者输液时,输入的是质量分数为0.9%的NaCI溶液而不是清水或浓盐水。 资料4:人体代谢过程中产生一些物质会改变体液的酸碱度,人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质,可以中和这些变化。 【任务②】 分析在不同资料中无机盐的作用是什么？ 无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分。 无机盐对于维持生物体的生命活动有着重要作用。 无机盐能维持人体的渗透压平衡。 血钙不足→抽搐 【探索新知2】 三、细胞中的无机盐 【任务③】 探究某种无机盐是否为植物生长发育所必需的 作物生长中，由于施肥不均，或者土壤中营养元素的不均衡，均会导致某些元素的缺少或者过量，此外各元素之间的相互作用，也会影响到元素的吸收和平衡，都会造成作物外在的各种缺素现象。 【探索新知2】 三、细胞中的无机盐 【任务③】 探究某种无机盐是否为植物生长发育所必需的 实验原理 若缺乏某种无机盐，植物的生长发育发生障碍。植物在缺乏该种无机盐的环境中表现出某一症状，可以补充该种无机盐使植物恢复。 实验流程 对照组 实验组 含X的 完全营养液 幼苗 正常生长 相应的 缺X营养液 幼苗 正常生长 X不是必需无机盐 生长 不正常 X是 必需无机盐 正常 生长 一段时间 加入X 【典型例题】 考点2：细胞中的无机盐 1.Ca2+和K+对于人体生命活动必不可少。下列叙述错误的是（    ） A．维生素D能有效促进肠道对Ca2+的吸收 B．血液中Ca2+含量过低，人体会出现抽搐等症状 C．K+在维持细胞外液渗透压上起决定性作用 D．蔬菜和水果富含K+，合理膳食能满足机体对K+的需要 【解析】A、维生素D能有效促进肠道对Ca2+的吸收，因此在补充钙的同时补充维生素D效果更好，A正确； B、血液中Ca2+含量过低，人体会出现抽搐等症状，说明钙对于维持细胞和生物体正常生命活动非常重要，B正确； C、K+主要分布在细胞内，对维持细胞内液的渗透压起决定性作用，C错误； D、蔬菜和水果中富含K+，通过合理膳食，能满足机体对K+的需要，D正确。 C 【典型例题】 考点2：细胞中的无机盐 2.去年重庆高温日数超过70天，打破历史记录。持续高温下，户外工作人员大量出汗排出较多无机盐时，需多喝淡盐水。下列关于细胞内水和无机盐的相关叙述错误的是（    ） A．大量Na+流失会使神经、肌肉细胞的兴奋性降低 B．水可刚可柔，有时能够自由流动，这与水分子之间氢键的不断形成和断裂有关 C．大量出汗后多喝淡盐水可以维持人体细胞的生活环境在稳定的状态 D．哺乳动物血液中Ca2+含量太高，会出现抽搐等症状 D 【解析】A、Na＋与兴奋的产生有关，当人体内Na+缺乏（含量过低）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，而Na+含量过高会引起神经、肌肉细胞的兴奋性增强，A正确； B、水可刚可柔，有时能够自由流动，这与水分子之间氢键的不断形成和断裂有关，B正确； C、大量出汗后会丢失水分和无机盐，多喝淡盐水可以补充水分和丢失的无机盐，维持人体细胞的生活环境在稳定的状态，C正确； D、哺乳动物的血液中Ca2+的含量太低，会出现抽搐等症状，Ca2+的含量太高，会出现肌无力等症状，D错误。 细胞中的无机物 本节思维导图 【链接高考】 考点：细胞中的水和无机盐 C 1.（2022·湖北·高考真题）水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任，下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是（　　） A．水是酶促反应的环境 B．参与血液中缓冲体系的形成 C．可作为维生素D等物质的溶剂 D．可作为反应物参与生物氧化过程 【解析】A、自由水是化学反应的介质，故水是酶促反应的环境，A正确； B、血液中的缓冲对是由离子组成的，离子溶解在水中才能形成缓冲体系，B正确； C、维生素D属于脂质，脂质通常都不溶于水，C错误； D、自由水能参与化学反应，故水可作为反应物参与生物氧化过程，D正确。 【链接高考】 考点：细胞中的水和无机盐 A 2.（2025·浙江·高考真题）无机盐对生物体维持生命活动有重要的作用。人体缺铁会直接引起（    ） A．血红蛋白含量降低 B．肌肉抽搐 C．神经细胞兴奋性降低 D．甲状腺肿大 【详解】A、Fe2+是血红蛋白中血红素的组成成分，缺铁会直接引起血红蛋白含量降低，A正确； B、血钙过低时，会出现抽搐现象，B错误； C、神经细胞兴奋性降低与细胞外Na+浓度低有关，C错误； D、I-是甲状腺激素的组成成分，缺乏时甲状腺激素合成减少，成年人患地方性甲状腺肿，D错误。 【链接高考】 考点：细胞中的水和无机盐 3.（2020·江苏·高考真题）下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是 A．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应 B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中 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 【解析】A、自由水是生化反应的介质，有些水还直接作为反应物参与生物化学反应，如有氧呼吸，A错误； B、结合水是组成细胞结构的重要成分，主要存在形式是水与蛋白质、多糖等物质结合，成为生物体的构成成分，而液泡中的水属于自由水，B错误； CD、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，能参与维持细胞的酸碱平衡，也能参与有机物的合成，如Mg2+是合成叶绿素的原料，C错误、D正确。 $