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”，系统讲解水的含量、存在形式及功能，无机盐的存在形式与功能，通过生活实例（如新鲜与臭鸡蛋）和思考问题（如心脏与血液形态差异）导入，结合表格对比不同生物、组织含水量，搭建学习支架帮助学生梳理知识脉络。 其亮点在于融入生命观念（如自由水与结合水的结构功能观）、科学思维（对比归纳无机盐功能）和探究实践（设计“探究无机盐是否必需”实验），通过种子晾晒等实例深化理解，培养学生分析能力，教师可借助丰富案例和实验指导提升教学效率。

第二章第二节 细胞中的无机物 当你烧掉一块木头后，会得到一些灰白色的灰烬，这些灰烬是什么? 问题探讨： 一、细胞中的水 1. 水在细胞中的含量 细胞中含量最多的化合物是水 不同生物含水量不同 水生生物 > 两栖动物 > 陆生生物 一、细胞中的水 1. 水在细胞中的含量 同种生物不同发育时期含水量不同 同种生物在不同组织、器官中含水量不同 （幼嫩＞老熟；男＞女） 代谢旺盛的组织或器官中含水量较多。 一、细胞中的水 2. 水的存在形式及特点 心肌含水量 79% 血液含水量 83% 【思考】为什么心脏和血液含水量相似，但它们的形态不一样呢？ 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。 一、细胞中的水 （1）存在形式： ①结合水 ②自由水 含量：约占全部水的4.5% 特点：与细胞内其他化合物相结合的水 作用：细胞结构的重要组成成分 含量：约占全部水的95.5% 特点：以游离的形式存在，可以自由流动 作用：①良好溶剂、 ②参与生物化学反应 ③给细胞提供液体环境 ④运输营养物质和代谢废物 一、细胞中的水 （2）水的特性： 极性分子 带有正电荷或带有负电荷的分子（或离子）都容易与水结合。 ①水是细胞内的良好溶剂 “结构与功能相适应” 分子内电荷分布的不均匀性 一、细胞中的水 （2）水的特性： 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。 由于氢键的存在，水在常温下能够维持液体状态，同时具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变。 ②为细胞提供液体环境 ③运送营养物质和代谢废物 比热容 指单位质量的某种物质升高（或下降）单位温度所吸收（或放出）的热量。 水的吸热能力比别的物质 （强/弱） 水吸热升温比别的物质 （快/慢） 如：中午，沙子很烫而水不烫 强 慢 一、细胞中的水 （1）存在形式： ①结合水 ②自由水 含量：约占全部水的4.5% 特点：与细胞内其他化合物相结合的水 作用：细胞结构的重要组成成分 含量：约占全部水的95.5% 特点：以游离的形式存在，可以自由流动 作用：①良好溶剂、 ②参与生物化学反应 ③给细胞提供液体环境 ④运输营养物质和代谢废物 一、细胞中的水 【思考】新鲜鸡蛋清是液态胶状，臭鸡蛋清相对更“稀”，为什么呢？ 臭鸡蛋 蛋清更“稀” 新鲜鸡蛋 蛋清液态胶状 新鲜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 将种子放在阳光下2天 重量 减轻 ________大量散失 自由水 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 自由水 晒干的种子不浸泡 不萌发 _______少，代谢弱 自由水 一、细胞中的水 将晒干的种子烘干，质量又减轻了。 这个过程损失的主要是_________。 炒干的种子浸泡后_________(可以/不可以)重新萌发。 不可以 结合水 结合水是细胞结构的重要组成成分 管壁上有水珠 一、细胞中的水 （3）结合水与自由水的转化： 自由水 结合水 温度升高 温度降低 【思考】北方冬小麦在冬天来临前，结合水的比例会上升，说明什么？你是否能据此判断自由水和结合水的比例与植物抗逆性之间的关系? 自由水越多，细胞代谢越旺盛。 结合水越多，细胞抗逆性越强。 一、细胞中的水 （3）结合水与自由水的转化： 自由水 结合水 比值上升 细胞代谢增强,抗逆性减弱 如：干种子吸水萌发 比值下降 细胞代谢减弱,抗逆性增强 如：晒干的种子 【思考】沙漠地区的植物细胞内结合水含量高于自由水吗？ 自由水＞结合水 即时练习： 1. 下列与生产、生活实际相关的叙述,不正确的是 ( ) A.沙漠地区的植物细胞内结合水含量高于自由水 B.新鲜的植物种子比干种子的新陈代谢相对旺盛 C.在生物体的不同发育时期,生物体的含水量不同 D.结合水含量高的生物抗旱、抗寒、抗热能力强 A 一、细胞中的水 2.如图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析，下列有关说法中，正确的是（　　） A. ①和②均有生命活力，但含水量不同 B. ①→②的过程中没有发生水存在形式之间的转化 C. ④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同 D. ②不含水分可作为种子储存 C 二、细胞中的无机盐 无机盐，仅占鲜重1％－1.5％。 少数以化合物形式存在，大多数以离子形式存在。 阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、 Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 二、细胞中的无机盐 （一）无机盐的功能 一种叶绿素分子的局部结构 材料一 下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。 1.植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ Mg是叶绿素的组成元素之一，缺Mg会使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。 二、细胞中的无机盐 （一）无机盐的功能 材料一 下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。 血红素分子的局部结构 2.有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？ Fe是血红蛋白的组成元素之一，缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，人体内血红蛋白和红细胞的减少都会导致贫血。 二、细胞中的无机盐 （一）无机盐的功能 3.植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺P会影响其生长发育。 这说明P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P作为生长发育所必需的大量元素之一，是许多重要化合物如核酸、ATP等，以及生物膜的重要组成成分，也在光合、呼吸作用等反应中扮演重要角色。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，从而影响蛋白质的合成，最终影响植物体内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会出现以上症状。 ★①无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分 二、细胞中的无机盐 （一）无机盐的功能 ★②无机盐可以维持细胞和生物体的生命活动 血钙过低 肌肉抽搐 血钙过高 肌无力 碘含量过高 甲亢 碘含量过低 呆小症、甲状腺肿大 油菜缺硼 花而不实 二、细胞中的无机盐 （一）无机盐的功能 4.医院输液会用生理盐水，你知道浓度多少吗？高于或低于此浓度可以吗？为什么？ 正常形态 皱缩 膨胀 9% 0.09% 0.9% ★ ③无机盐可以维持细胞渗透压平衡 二、细胞中的无机盐 （一）无机盐的功能 剧烈运动后会感觉肌肉酸痛，这是因为肌肉细胞无氧呼吸产生了乳酸，但我们血液pH没并不会有太大变化，依旧维持在7.35~7.45之间。这是为什么呢？ 在我们的血液中存在着HPO42-/H2PO4-、H2CO3/HCO3-等缓冲对离子，可以调节体内PH，使其维持稳定。 ★ ④无机盐可以维持细胞和生物体的酸碱平衡 二、细胞中的无机盐 （一）无机盐的功能 二、细胞中的无机盐 （一）无机盐的功能 ①是细胞内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维持生物体内渗透压平衡 ④维持酸碱平衡 探究某种无机盐是否是植物必需 无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，设计实验探究无机盐Mg2+是否是植物必需的无机盐。 提供实验材料： 生长状况相同的正常同种植物，完全培养液，缺Mg2+培养液，无机盐Mg2+ 将生长状况相似的正常植物幼苗若干平均分为两组 甲组加入一定量的缺Mg2+培养液 乙组加入等量的完全培养液 在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察两组幼苗生长情况 甲组幼苗无法正常生长 乙组幼苗正常生长 X是植物正常生长的必需元素。 加入Mg2+再培养一段时间 甲组幼苗恢复正常生长 探究某种无机盐是否是植物必需 空白对照组 对照组 植物+完全培养液 实验组 植物+缺Mg培养液 自身前后对照组 对照组 缺Mg培养液(加入Mg之前) 实验组 缺Mg培养液(加入Mg之后） ①每组加入的植物数量应有多个，是为了避免偶然性，导致实验出现误差。 ②实验选择的植物种类、生长状况、加入培养液的量、其余培养条件都需要要保持相同且适宜。 ③给缺乏某元素的植物再加入所缺元素后观察，从而形成自身前后对照，目的是为了增强说服力。 单一变量原则、设置对照原则、平行重复原则 对照实验 例．研究发现用不含Ca2+和K+的生理盐水灌注离体蛙心时，蛙心收缩不能维持，而用含有少量Ca2+和K+的生理盐水灌注离体蛙心时，心脏能持续跳动数小时。在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍，当血浆中NaHCO3的含量减少时，会形成酸中毒，当血浆中H2CO3含量减少时，会形成碱中毒。医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液，临床上可用来补液和洗涤伤口。上面一系列事实说明（    ） ①无机盐是细胞内许多重要化合物的组成成分 ②许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用 ③无机盐对于维持细胞的酸碱平衡非常重要 ④无机盐可维持细胞渗透压，从而维持细胞正常形态 A．②④③ B．②③④ C．①③④ D．①②③ B 【解析】 结合题干信息分析可知，不含Ca2+和K+的生理盐水灌注离体蛙心时，蛙心收缩不能维持，而含有Ca2+和K+的生理盐水灌注离体蛙心时，心脏能持续跳动数小时，这说明Ca2+和K+具有维持生物体正常生命活动的作用；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，这表明无机盐具有维持细胞的酸碱平衡的作用；医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液，临床上可用来补液和洗涤伤口，这是因为其渗透压与细胞内液相同，利于维持人体细胞活性。 综上所述，上面一系列事实说明，②许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用；③无机盐对于维持细胞的酸碱平衡非常重要；④无机盐可维持细胞渗透压，从而维持细胞正常形态，即B正确。 对照实验 例.“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 (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 课堂小结 细胞中的无机物 无机盐 水 自由水 结合水 存在形式 ①细胞内良好的溶剂 含量 功能 （95.5 %） 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 含量 功能 ①作为细胞结构的重要组成部分 （4.5 %） ②增强细胞抗逆性 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 （细胞鲜重的1%~1.5%） 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 $