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”，涵盖水和无机盐的含量、存在形式及功能。以“断水危及生命”现象导入，通过资料分析、实验（种子处理）等支架，构建从水的特性、自由水与结合水转化到无机盐作用的知识脉络。 其亮点在于结合生活实例（科学饮水、运动员饮料）与实验探究（小麦焦边实验），体现生命观念（结构决定功能）、科学思维（实验分析）和探究实践（方案设计）。帮助学生建立物质与生命活动的联系，教师可提升教学互动性与学生参与度。

“3天不喝水，7天不吃饭”生命垂危 理想低温阴凉环境、安静少出汗：普通健康成年人：大约3‑4天；少数耐受案例可达5天，属于极端个案。 高温、暴晒、运动、出汗多（夏天）：1～2天就会严重脱水危及生命。 身体变化时间线（完全断水，常温）（断水实验不能做，不可逆伤害） - 24h：口干、尿少、乏力、头晕 - 48h：严重脱水，血压下降、心慌、意识模糊 - 72h：肾脏损伤、休克，生命濒临终点…… 回忆思考 细胞内含量最多的化合物是什么？ 细胞内含量最多的化合物是什么？ 水，约占85~90% 1 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。 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？ 2 2.2细胞中的无机物 2.2.1细胞中的水 3 一 细胞中的水 水母 97% 藻类 90% 高等植物 60%-80% （一）含水量特点 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 2. 几种不同生物体水的含量 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 3. 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 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 不同生物的含水量不同 同种生物，在不同发育时期含水量不同。 补充 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 有一句俗语经常讲，脑子进水了，形容这一个人行为不当或思想怪异。但实际上，大脑本身就是人体含水量最高的器官。人体含水可以分为两种。一种被称作游离水即游离在动植物细胞之外的水存在于细胞间隙。另一种称作结合水，即作为结晶水形式构成细胞和生物体结构的水。 大脑啊！全是水。 以游离水而言，正常的大脑含水量不超过15%，这15%中大多数以脑脊液的形式存在。 而大脑的百分之30到45%的重量由细胞内液组成。 以结合水而言。大脑的结合水。占到百分之70到80%。 就水的总体来说，大脑的总含水量可达到84%。且大脑空腔中75%的部分都由脑脊液占据。 一 细胞中的水 资料分析： 细胞中的物质：如各种离子、氨基酸、葡萄糖等，只有溶于水中才能参与细胞中的各种代谢。 水是光合作用的原料，呼吸作用和许多有机物的合成和分解都需要水的参与。 人和动物血液中含水量约为83%，血细胞就生活在这个液体环境中， 水可把营养物质输送到各个细胞，又把细胞产生的代谢废物运输到细胞外。 ①良好的溶剂 ②参与生化反应 ③构成多细胞生物体内以水为基础的液体环境 ④运输养料和代谢废物 （二）作用（P20） Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 阅读课本P20-21楷体字部分，思考： 水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？ 为什么在常温下水是液体状体，具有流动性？ 水分子为什么温度不易改变？ 结构 功能 决定 （三）水的特性 1.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（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。 结构决定功能，水分子具有怎样的结构使它有这样的功能呢？ 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。由于氧原子吸引共用电子对的能力比氢原子更强，氧原子的一端稍带有负电荷，氢原子的一端稍带有正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为极性分子。带正电或负电的分子（或离子）容易与之结合，因此，水是良好溶剂。 6 阅读课本P20-21楷体字部分，思考： 水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？ 为什么在常温下水是液体状体，具有流动性？ 水分子为什么温度不易改变？ 结构 功能 决定 （三）水的特性 2.每个水分子可以与周围水分子靠氢键互相作用在一起。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，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。 结构决定功能，水分子具有怎样的结构使它有这样的功能呢？ 由于水分子的极性，当水分子的氧端（负电性区）靠近另一个水分子的氢端（正电性区），两个水分子之间静电吸引作用会形成弱的引力，称为氢键。周围水分子靠氢键相互作用在一起。但是氢键比较弱，易被破坏，氢键不停断裂，又不断重新形成，使水在常温下能维持液体状态，具有流动性。 7 阅读课本P20-21楷体字部分，思考： 水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？ 为什么在常温下水是液体状体，具有流动性？ 水分子为什么温度不易改变？ 结构 功能 决定 （三）水的特性 3.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，水的这种特性对水维持生命系统的稳定性十分重要。 结构决定功能，水分子具有怎样的结构使它有这样的功能呢？ 8 水母 97% 藻类 90% 高等植物 60%-80% 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 3. 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 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？ 分析思考 自然界水的 存在形式 液态 固态 气态 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 有一句俗语经常讲，脑子进水了，形容这一个人行为不当或思想怪异。但实际上，大脑本身就是人体含水量最高的器官。人体含水可以分为两种。一种被称作游离水即游离在动植物细胞之外的水存在于细胞间隙。另一种称作结合水，即作为结晶水形式构成细胞和生物体结构的水。 大脑啊！全是水。 以游离水而言，正常的大脑含水量不超过15%，这15%中大多数以脑脊液的形式存在。 而大脑的百分之30到45%的重量由细胞内液组成。 以结合水而言。大脑的结合水。占到百分之70到80%。 就水的总体来说，大脑的总含水量可达到84%。且大脑空腔中75%的部分都由脑脊液占据。 一 细胞中的水 （四）水的存在形式 气态 细胞中的水的 存在形式 自由水 结合水 以游离形式存在，可以自由流动，占细胞内全部水的95％以上。 与细胞内其它物质相结合，约占细胞内全部水的4.5％。 功能：细胞结构的重要组成部分 1.是细胞内的良好溶剂； 2.参与细胞内的生化反应 3.为细胞提供液体生活环境（主要针对多细胞生物） 4.运送养料和代谢废物 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. （二）水在细胞中的存在形式及功能 1、自由水：细胞中游离态的水，可以自由流动，95%以上（如：晒干种子失去的水） 2、结合水：细胞中与其他化合物结合的水，约占4.5%（如：炒干失去的水，新鲜鸡蛋清） 新鲜鸡蛋清是液态胶状的存在形式，这是富有生命的状态，这部分水与蛋白质等大分子结合在一起。而臭鸡蛋的蛋清就不是这种胶体状态，而是可以流动的，因此，鸡蛋臭了就意味着鸡蛋已经没有生命功能了。 回答问题：水的形态不同，心脏里的水主要呈结合水状态，而血液里的水呈自由水状态。 问：那么这种不同的存在形式实际上都是与他们的功能密切相关的。心脏搏动，血液流经全身运输养料和废物。除此之外，我们看看两者不同形式的水分别具有怎样的功能。 （四）水的存在形式 将种子放在阳光下2天 重量 减轻 ________大量散失 晒干的种子用水浸泡 仍能 萌发 失去大部分________的种子仍保持其生理活性 晒干的种子不浸泡 不萌发 _______少，代谢弱 自由水 自由水 自由水 烘干的种子用水浸泡 ________散失 结合水 用水浸泡 萌发 不能 一般而言，自由水含量越高，代谢越旺盛 失去结合水后，失去了生命活性 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 判断以下实例中水主要以什么形式存在？ A.切西瓜时流出的瓜汁水 B.新鲜鸡蛋清里的水 C.晒干新鲜葵花籽主要失去的水 D.炒干干葵花籽主要失去的水 E.干燥的种子中含有的水 以自由水方式存在的有： 以结合水方式存在的有： Ａ、C　　 Ｂ、D、E　　　　 自由水与结合水的相对含量是不是一成不变？可以相互转化吗？ 试一试 想一想 判断 自由水与结合水的相对含量是不是一成不变？ 自由水和结合水可以相互转化吗？ 12 自由水 （升温）代谢旺盛 结合水 （降温）代谢缓慢 臭鸡蛋 新鲜鸡蛋 液态胶状 游离 （五）自由水和结合水的相互转化 1.在一定条件下可以相互转化。 例子：春暖花开，进入秋天，落叶 2、那么两者的含量比，与细胞代谢的关系？ 两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞的代谢速率。 （1）新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛？ 一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高 （2）同体积的水和同体积水的果汁放入冰箱中谁最先结冰？ 因为果汁的结合水含量高，抗寒性高。 （3）自由水多还是结合水多的时候，生物体的抗旱、抗寒、抗热能力强？ 结合水含量越高，抗逆性（如：抗寒性）相对较强 例子：冬天时皮肤干裂，自由水转变为结合水，抗冷 13 （1）新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛？ （2）沙漠植物和热带雨林植物谁的抗旱、抗寒、抗热能力强？为什么？ 结合水含量越高， 抗逆性相对较强。 （动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒、抗热性能） 一般而言，自由水含量越高，代谢越旺盛。 补充笔记 自由水 （升温）代谢旺盛 结合水 （降温）代谢缓慢   新陈代谢速率 抗逆性 （五）自由水和结合水的相互转化 1.在一定条件下可以相互转化。 例子：春暖花开，进入秋天，落叶 2、那么两者的含量比，与细胞代谢的关系？ 两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞的代谢速率。 （1）新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛？ 一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高 （2）同体积的水和同体积水的果汁放入冰箱中谁最先结冰？ 因为果汁的结合水含量高，抗寒性高。 （3）自由水多还是结合水多的时候，生物体的抗旱、抗寒、抗热能力强？ 结合水含量越高，抗逆性（如：抗寒性）相对较强 例子：冬天时皮肤干裂，自由水转变为结合水，抗冷 14 练一练 1. 下列关于生物体内水的叙述，不正确的是 (　　) B A． 结合水是细胞的重要组成成分 B． 细胞内结合水和自由水的比值与新陈代谢强度无关C． 血细胞中的水大部分是自由水 D． 自由水可参与细胞内物质的运输与化学反应 2.下列关于水在生物体中作用的叙述，错误的是(　　) A． 贮藏能量 B． 物质运输的介质 C． 良好的溶剂 D． 缓和温度的变化 A 15 早上起来喝一杯水 清晨第一杯水的好处 1.补充水分 2.预防便秘 3.调节肠胃 4.使大脑清醒 白开水是最没负担的水 150-200毫升为宜 喝水时机：刷牙后早饭前 清晨喝水必须是空腹喝，也就是在刷牙后、早餐前。 与生活的联系：科学饮水 节约用水，科学饮水 假如地球全部水资源是一大桶桶装水（18.9L标准桶装水） - 全部海水占绝大部分； - 淡水只约等于 500 毫升左右； - 再扣除冰川、深层冻土无法直接利用的部分，人类可直接取用的江河、湖泊、浅层淡水，仅仅只有几毫升，大概一小勺。 科学饮水： 1、定时饮水。不要口渴的时候才被动饮水，感觉口渴的时候已经缺水了。 2、定量饮水。每天需要2500毫升左右。 3、少量多次。每次大概200毫升。 4、每天早上起床饮水。（睡觉前后要饮水） 5、饭前1小时饮水。 6、最好的饮用水是白开水，水煮沸3分钟，自然冷却到20-25摄氏度。 7、不喝生水。不喝陈水（不超过6小时）。不喝反复煮沸的水。 8、最好的饮水杯子是玻璃杯。 9、进行体力活动前后要喝水。 10、高温环境下，每隔半小时到一小时要饮水。 17 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 运动员饮料的化学成分表 提供能量 调 味 补充失去的无机盐（解体渴） 为什么要在运动员饮料中添加无机盐？ 无机盐在细胞的生活中起什么作用？ 2.2细胞中的无机物 2.2.2细胞中的无机盐 19 二 细胞中的无机盐 当你点燃一粒种子时，烧尽时得到的白色灰烬就是无机盐。人和动物体内也含有无机盐，仅鲜重占1％－1.5％。 大多数以离子形式 少数以化合物形式 Mg2＋ ━━ Ca2＋ ━━ Fe2＋ ━━ I- ━━ N- ━━ P- ━━ Na＋K＋ ━━ B- ━━ 叶绿素成分 维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分 血红蛋白的成分 维持细胞外液的渗透压 甲状腺激素成分 蛋白质、核酸等的成分 核酸、磷脂等的成分 促进花粉萌发和花粉管伸长 阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 P21无机盐的存在形式及含量？ 一、存在形式： 大多数以离子的形式存在。少数化合物。 阳离子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等。 阴离子有：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3- 等。 二、含量： 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%。 点燃一粒种子时，烧尽时得到的白色灰烬就是无机盐。 21 三、无机盐的作用 缺Mg时叶绿素的形成受阻，从而影响光合作用 阅读教材P22思考·讨论中的两则资料，思考完成三个讨论题目。 当Fe缺乏时，血红素就不能合成，从而发生缺铁性贫血。 P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，P也是很多酶的组成部分，它能促进细胞分裂，对根系的发育有很大的促进作用。P也参与了植物体内很多重要的代谢过程，如光合作用、糖类的合成等。 勾画P22 材料1 22 Mg 叶绿素 Fe 血红素 作用一：无机盐构成生物体某些复杂的化合物。 P 细胞膜、细胞核 三、无机盐的作用 补充笔记 23 材料2　人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，此现象是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。 该材料说明，无机盐 作用二、维持生物体的正常生命活动 血钙不足→抽搐 血钙过高→肌无力 三、无机盐的作用 笔记P22 摄入食盐过多过少会对人体造成怎样的危害呢？ 三、无机盐的作用 盐是日常生活中不可缺少的调味品，它的主要成分是NaCl。虽然Na⁺和Cl⁻在细胞的代谢中发挥重要的作用，并不是越多越好。 世界卫生组织（WHO）推荐每人每天食盐摄入量以5 g为宜。 据《中国居民营养与慢性病状况报告（2015）》显示，虽然我国居民平均每天烹调用盐量在2012年比2002年下降了1.5 g，但还是达到了10.5 g，而且中老年群体食盐消费量明显高于青少年群体。 摄盐过多对人类健康的危害很大。例如，会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险；高盐饮食与骨质疏松症、糖尿病等相关。 但是，并不是所有的人都适合低盐饮食，某些疾病患者可能要维持相当水平的盐摄入量。 25 材料3　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等物质，可以中和这些变化。该材料说明，无机盐的作用。 作用三：维持细胞和生物体内的酸碱平衡。 三、无机盐的作用 乳酸＋NaHCO3=乳酸钠＋H2CO3 CO2＋H2O P22页 拓展应用1 材料4 某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？为什么要配制这一浓度，用0.09%或9%浓度可以吗？为什么？ 9% 0.09% 皱缩 膨胀 作用四：维持细胞的渗透压，维持细胞形态。 笔记P22 三、无机盐的作用 急性肠胃炎、痢疾等疾病，突出的症状是又拉又吐，使身体丢失大量的水分和无机盐，医学上称之为“脱水”，如不及时抢救，则可能会危及生命。在这种情况下，要补水和盐分。 0.9% 练一练 1.“朴雪”乳酸亚铁口服液可以有效地防治人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe2＋进入人体后能(　　) A． 调节血液的酸碱平衡 B． 调节血液的渗透压 C． 构成红细胞中的血红蛋白 D． 促使更多红细胞的产生 C 2.医生常给脱水的病人注射0.9%的生理盐水，因为红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而涨破，在浓盐水中会因失水过多而皱缩，从而失去输送氧的功能，这说明(　　) A．水和无机盐是构成细胞的重要物质 B．水分子容易进出细胞 C．无机盐离子容易进出细胞 D．无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用 D 28 练一练 3.生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na＋参与(　　) A． 调节渗透压 B． 组成体内化合物 C． 维持正常pH D． 提供能量 A 4.在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时，会形成酸中毒；当血浆中H2CO3含量减少时，则形成碱中毒。这个事实表明，某些无机盐的作用是(　　) A． 维持血浆正常浓度 B． 维持血浆酸碱平衡 C． 影响细胞形态 D． 影响生物膜透性 B 29 练习与应用 一、概念检测 水和无机盐是细胞的重要组成成分。判断下列相关表述是否正确。 (1)细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应。 （ ） (2)同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高。（ ） (3)将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐。( ） × × × “焦边”是由缺钾引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。请完善实验步骤探究小麦“焦边”是由缺钾导致的。准备以下材料用具：若干株长势基本相同的小麦幼苗、浓度相同的完全培养液、缺钾培养液等。 (1)实验步骤： ①取两只广口瓶，编号为甲、乙。在甲瓶加入100 mL的完全培养液，向乙瓶中加入______________________； ②将___________________________________________分别栽种在甲、乙瓶中； ③在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察________________________________。 100 mL缺钾培养液 长势基本相同的小麦幼苗随机均分为两组 小麦叶片是否出现“焦边”现象 分析并探究无机盐的作用 31 (2)实验结果与结论： ①若甲瓶的小麦幼苗正常生长，____________________________________，则说明小麦叶片“焦边”是由缺钾引起的； ②若____________________________________________，则说明小麦叶片“焦边”不是由缺钾引起的。 (3)通过实验证实“焦边”是由缺钾导致的，为增强实验的说服力，在上述实验的基础上应如何改进？ _____________________________________________________________________________。 乙瓶的小麦叶片出现“焦边”现象 甲、乙瓶中的小麦均未出现“焦边”现象 可以在缺钾培养液中加入钾，培养一段时间后观察植物叶片生长是否恢复正常 分析并探究无机盐的作用 课堂小结 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 含义及其含量 作用 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 含义及其含量 作用：细胞结构的重要组成成分 代谢缓慢 代谢旺盛 33 课堂小结 细胞中的无机盐 存在形式 作用 含量较多的阳离子： Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等 阴离子有：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3- 等 1. 构成复杂化合物的元素 Mg Fe P 叶绿素 血红蛋白 细胞膜、细胞质 2. 维持生物体正常生理活动 3. 维持细胞的渗透压和酸碱平衡 34 $