2.2细胞中的无机物课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦细胞中的无机物，系统阐述水和无机盐的存在形式、功能及关系。课堂导入通过火星液态水问题及生活实例引发兴趣，从水的含量差异过渡到存在形式与结构功能，辅以表格对比等学习支架。 其亮点在于以生命观念为核心，通过水的极性结构与溶剂功能、自由水结合水比例与代谢抗逆性的关系体现结构与功能观。运用科学思维归纳作用，结合探究实验和运动员饮料实例，帮助学生深化理解，为教师提供系统教学资源。

第二章 第2节 细胞中的无机物 学习目标 01 通过水结构与功能的分析，形成结构与功能相适应的生命观念（生命观念） 02 通过对水和无机盐的作用的学习，培养归纳与概括的思维方式（科学思维） 01 问题探讨 火星上到底有没有液态水的存在？如果有，就可能存在生命吗？ 地表3/4是水，最早的生命起源于海洋。 人的胚胎要浸润在羊水中才能发育。 现代医学研究表明,人在饥饿状态下的生命极限最多20天，而缺水只能活3天。 肥硕的变态茎中仍贮存着大量的水分。 生 命 离 不 开 水 ！ 01 问题探讨 02 细胞中的水 水的含量： 活细胞中含量最多的化合物。 不同的生物含水量不同：水生生物 ＞ 陆生生物 02 细胞中的水 生物生长发育的不同阶段，含水量不同： 幼嫩部位 ＞ 成熟部位 幼年 ＞ 成年 水的含量： 活细胞中含量最多的化合物。 02 细胞中的水 水的含量： 活细胞中含量最多的化合物。 同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同 99% 83% 79% 76% 22% 10% 84% 02 细胞中的水 思考：心脏（含水量79%）和血液的含水量（含水量83%）很接近为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？ 水的存在形式不同： 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。 02 细胞中的水 水的存在形式 自由水 结合水 （占细胞内全部水的95.5%） （占细胞内全部水的4.5%） 绝大多数水以游离的形式存在，可以自由流动 与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水 自由水 结合水 可以自由流动，容易蒸发散失 失去流动性和溶解性，不易蒸发散失 水的存在形式 02 细胞中的水 形式 自由水 结合水 含义 含量 特点 功能 细胞中呈游离状态可以自由流动的水 细胞中与其他物质结合的水 95.5% 4.5% 可自由流动、易蒸发散失 失去流动性和溶解性、 不易蒸发散失 ①充当良好溶剂 ②提供液体环境 ③参与生化反应 ④运输营养物质和代谢废物 细胞结构的重要组成成分 水的存在形式 02 细胞中的水 02 细胞中的水 请同学们阅读教材20-21页，讨论以下问题。 1.水分子中的H、O原子的结合方式和带电情况如何？为什么说水是一种良好的溶剂？ 2.水分子的氢键是怎样形成的？为什么在常温下水是液体状态，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？ 02 细胞中的水 水分子结构和理化特性 负电荷 正电荷 (1)水是极性分子(结构1) 带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合 水是良好的溶剂(理化特性1) 1.水分子中的H、O原子的结合方式和带电情况如何？为什么说水是一种良好的溶剂？ 02 细胞中的水 (2)分子间能形成氢键(结构2) 氢键易被破坏，也易形成，这样水中的氢键不断地断开，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体的状态。 水具有流动性(理化特性2) 2.水分子的氢键是怎样形成的？为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？ 氢键 02 细胞中的水 结构 功能 决定 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改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。 水具有较高的比热容(理化特性3) 3.为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？ 氢键 02 细胞中的水 02 细胞中的水 自由水和结合水的关系 哪一个新陈代谢旺盛？ 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。 →细胞的代谢越旺盛，抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力减弱 →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 哪个抗逆性更强呢? 02 细胞中的水 2.自由水与结合水在一定条件下可相互转化： 结合水 自由水 自由水 结合水 自由水 结合水 温度降低 温度升高 自由水和结合水的关系 资料：在不良环境下，植物细胞会主动调节自由水和结合水的含量。越冬植物的细胞中，自由水含量下降，结合水含量会升高，结合水不易结冰和蒸发，使细胞结构更稳定，增强抗逆性。 02 细胞中的水 重量减轻 将种子放在阳光下2天 ________大量散失 自由水 将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热 管壁上有水珠 失去的主要是_______ 结合水 水的实际应用 02 细胞中的水 水的实际应用 仍能萌发 晒干的种子用水浸泡 失去自由水的种子仍保持其生理活性 加热后的种子用水浸泡 不能萌发 失去结合水的种子丧失其生理活性 03 细胞中的无机盐 03 细胞中的无机盐 如图是某种运动员饮料的化学成分表。回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。 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 NaH2PO4 0.1 KH2PO4 0.1 NaHCO3 0.1 提供能量 调 味 补充失去的无机盐（解体渴） 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 ？无机盐在细胞的生活中起什么作用？ 表中的氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。 运动员在运动中会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐， 所以要给他们补充无机盐。 无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。 03 细胞中的无机盐 含量： 仅占细胞鲜重的1％ ~ 1.5％ 无机盐 存在形式： 由于细胞内是液体环境，所以细胞中大多数无机盐都以离子形式存在，少数以化合物的形式存在。 阳离子： Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等 阴离子： Cl－、SO42－、PO43－、HCO3－等。 03 细胞中的无机盐 无机盐的作用 Fe和Mg分别是构成血红素和叶绿素的重要成分。 （1）组成细胞中的化合物： 一种叶绿素分子的局部结构 血红素分子的局部结构 03 细胞中的无机盐 无机盐的作用 种类 作用 缺乏时引起的症状 Fe 构成血红素的元素 缺铁性贫血症 Mg 构成叶绿素的元素 植物叶绿素合成受阻，影响光合作用 Zn 很多酶的组成成分 生长发育不良，生殖腺功能受影响 Ca 骨骼、牙齿的重要组成成分 骨骼畸形；抽搐等 I 甲状腺激素的重要组成成分 甲状腺肿大；呆小症 B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺B时，“花而不实” Na 维持神经、肌肉细胞的兴奋性等 神经、肌肉细胞的兴奋性降低，肌肉酸痛、无力等 （1）组成细胞中的化合物： 03 细胞中的无机盐 无机盐的作用 （2）维持细胞和生物体的生命活动： 【资料】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。这说明无机盐有什么作用?  血钙不足→抽搐 血钙过高→肌无力 03 细胞中的无机盐 （3）维持细胞的渗透压 无机盐的作用 【资料】质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在稳定的状态。 低渗溶液 （0.09%） 高渗溶液 （9%） 生理盐水 （0.9%） 03 细胞中的无机盐 无机盐的作用 （4）维持细胞的酸碱平衡 【资料】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。 酸性食物 碱性食物 肌肉酸痛 知识拓展：探究无机盐X是否为植物生长发育所必需 【实验方案】 观察含全部营养的培养液中去掉该元素前后的植株生长情况 【实验思路】 将生长状况相同的正常植物分为两组 甲组 缺Fe培养液 若出现缺乏症 若植物正常生长 加入Fe元素再培养 缺乏症消失 乙组 完全培养液 则Fe为植物生长必需元素 则Fe元素不是植物生长必需元素 若植物正常生长 知识拓展：探究无机盐X是否为植物生长发育所必需 【实验分析】 实验组中加入Fe的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力 该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素 每组放入的植物不能是一株，因为一株植物存在偶然性 空白对照 对照组： 植物 + 完全培养液 实验组： 植物 + 缺X培养液 自身对照 对照组： 缺X培养液（加入 X 之前） 实验组： 加入无机盐X后 04 课堂小结 无机盐 自由水 ①细胞内良好的溶剂 细胞中的无机物 水 结合水 含量 功能 含量 功能 ①作为细胞结构的重要组成部分 ①某些化合物的重要组成成分 大多数以离子形式，少数以化合物形式存在 功能 含量 存在形式 存在形式 （95.5 %） （细胞鲜重的1%~1.5%） （4.5 %） ②增强细胞抗逆性 ④运输营养物质和代谢废物 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 ④维持生物体内的酸碱平衡 ②维持细胞和生物体的生命活动 ③维持生物体内的正常渗透压 相互转化 05 课堂小测 1.“水是生命之源”，这是因为水具有支持生命的独特性质。下列叙述错误的是( ) A.水分子的空间结构和电子的不对称分布决定其是极性分子 B.带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合 C.细胞内的大部分水与其他物质结合失去溶解性和流动性 D.氢键的存在和特点使水呈液态和具有较高的比热容 C 解析：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，A正确；由于水是极性分子，带负电荷和带正电荷的分子或离子都容易与水结合，B正确；细胞内液部分水与蛋白质、脂质等结合，失去流动性和溶解性，成为细胞结构的重要组成成分，C错误；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，水在常温下呈液态，D正确。 05 课堂小测 2.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.水可为细胞代谢提供液体环境 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 C 解析：水是细胞内良好溶剂，为细胞代谢提供液体环境，保证代谢反应正常进行，A正确；血液中缓冲体系（如H2CO3/NaHCO3）需水作为介质，水参与缓冲体系形成，维持血浆pH稳定，B正确；维生素D属于脂质（固醇类），脂质不溶于水，易溶于有机溶剂，水不能作为维生素D的溶剂，C错误；生物氧化（如有氧呼吸第二阶段）中，水作为反应物参与丙酮酸分解，D正确。 05 课堂小测 3.生活中很多健康问题都与体内无机盐的平衡有关，下列关于无机盐及失衡症状的叙述错误的是( ) A.人体血液中钙含量过低易出现肌肉抽搐，过高易出现肌无力 B.细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在 C.剧烈运动大量出汗后，应适当补充一些淡盐水 D.长期饮食中缺铁，会影响血红蛋白的合成 B 解析：钙离子参与神经肌肉的兴奋性调节，血液中钙含量过低时，神经肌肉兴奋性增高，易出现肌肉抽搐；过高时，兴奋性降低，易出现肌无力，A正确；细胞中的无机盐大多数以离子形式存在(如Na+、K+、Ca2+等)，维持细胞渗透压、酸碱平衡和酶活性等，而非以化合物的形式存在，B错误；剧烈运动大量出汗会丢失水分和无机盐(如NaCl)，补充淡盐水可恢复水盐平衡，防止电解质紊乱，C正确；铁是血红蛋白中血红素的必需成分，长期饮食缺铁会导致缺铁性贫血，影响血红蛋白的合成，D正确。 05 课堂小测 4.下列关于细胞内水和无机盐的叙述，错误的是( ) A.种子萌发时，细胞内自由水与结合水的比值升高，代谢活动增强 B.北方越冬植物细胞内结合水比例上升，有利于增强植物的抗寒性 C.铁是构成血红素的元素，体现了无机盐参与组成复杂化合物的功能 D.细胞中无机盐均以自由流动的离子形式存在，调节细胞生命活动 D 解析：自由水是细胞内良好溶剂，直接参与各类生化反应，结合水与细胞内大分子结合，维持细胞结构稳定。种子萌发时细胞代谢强度大幅提升，自由水含量上升，自由水与结合水的比值升高，细胞代谢活动增强，A正确；结合水冰点更低，低温下不易结冰损伤细胞结构。北方越冬植物会主动提高细胞内结合水占比，降低细胞结冰概率，显著增强植物抗寒性，B正确；血红素是血红蛋白的功能核心，铁元素是血红素的必需组成元素，该实例直接体现无机盐能够参与细胞内复杂有机化合物的合成，属于无机盐的核心生理功能之一，C正确；细胞中的无机盐存在两种存在形式：绝大多数以游离离子形式存在，少数以稳定化合态结合在有机物中，例如镁结合在叶绿素、铁结合在血红素，并非全部以自由流动离子形式存在，D错误。 06 教考衔接 [2025年湖北高考真题]我国农学家贾思勰所著《齐民要术》记载：“凡五谷种子，浥郁则不生，生者亦寻死。”意思是种子如果受潮发霉就不会发芽，即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是(      ) A.农业生产中，种子储藏需要干燥的环境 B.种子受潮导致细胞内结合水比例升高，自由水比例降低，细胞代谢减弱 C.霉菌在种子上大量繁殖，消耗了种子的营养物质，不利于种子正常萌发 D.发霉过程中，微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性 解析：根据题干信息“种子如果受潮发霉就不会发芽,即使发芽也会很快死亡”可知,农业生产中,种子储藏需要干燥的环境,防止受潮发霉,A正确。霉菌属于异养微生物,其在种子上大量繁殖会消耗种子的营养物质,使种子由于缺乏营养物质等不能正常萌发,C正确。发霉过程中,微生物代谢会产生有害物质,这些有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性,从而影响种子萌发, D正确。种子受潮吸水会导致细胞内自由水比例升高,结合水比例降低,细胞代谢增强,B错误。 B 感谢指正 Thanks To Correct Me Lavf58.29.100 Content Adaptive Encoding 3.0 Lavf58.46.101 $