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”，系统阐述水的含量、存在形式（自由水与结合水）、功能及相互转化，以及无机盐的存在形式、含量和四大功能，通过对比表格（不同生物、人体不同时期/器官含水量）和资料分析（大豆种子晒干、西瓜汁与鸡蛋清实验）构建“现象-问题-结论”学习支架，衔接组成细胞的分子知识脉络。 其亮点是以科学思维为核心，通过问题链（如自由水与结合水转化、抗逆性关系）引导逻辑推理，结合探究实践（设计“探究无机盐X是否必需”实验及对照类型分析）培养实验能力，渗透结构与功能观（结合水维持细胞结构）等生命观念。学生能提升分析和实验设计能力，教师可直接使用案例和问题设计优化教学。

第2章 组成细胞的分子 第2节 细胞中的无机物 一、细胞中的水 1.生物体内水的含量 不同生物个体之间含水量不同 表1 几种不同生物体内水的含量 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 表2 人体不同生长发育期的含水量 婴儿 幼儿 成人 老人 91% 72% 60% 50% 表3 人体中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 同一生物体不同的组织、器官含水量不同 同种生物，不同的生长发育时期含水量不同 一、细胞中的水 2.水在细胞中的存在形式 （1）自由水 （2）结合水 约95.5% 约4.5% 水呈游离状，可以自由流动 水与细胞内的其他物质(蛋白质、多糖等)结合 失去流动性和溶解性，形成胶体状态，不容易蒸发，是细胞结构的重要组成部分。 一、细胞中的水 3.生物体水的作用 （1）自由水的作用 a.水是良好的溶剂，许多物质能够在水中溶解 b.多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中 c.细胞内的许多生物化学反应需要水的参与，如光合作用、呼吸作用 d.运输养料和代谢废物（P20） 水为极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合。 水是良好的溶剂 氢键 氢键易被破坏，只能维持极短的时间。 常温下水是液体状态，具有流动性，具有较高的比热容。 H2O分子 ——水的结构和特性 共用电子对 一、细胞中的水 3.生物体水的作用 （2）结合水的作用 是细胞结构的重要组成部分（P21） 一、细胞中的水 4.自由水和结合水的关系 资料1：将刚收获的新鲜大豆种子在阳光下晒干，重量会减轻。干燥后的大豆种子浸泡后在适宜的条件下，仍能萌发成幼苗。 问题1：刚收获的新鲜种子在阳光下晒干，主要会失去什么形式的水？ 问题2：将晒干种子放在试管中用酒精灯加热，管壁上有水珠，为什么？这时候的种子还能发芽？ 问题3：若晒干的种子不浸泡，会不会萌发呢？为什么？ 自由水 失去了结合水 不能发芽 不会。因为自由水的减少，导致新陈代谢活动下降，不利于萌发 一、细胞中的水 4.自由水和结合水的关系 问题1：西瓜汁和鸡蛋清中的水分分别主要以什么形式存在？ 问题2：以上现象说明，与自由水相比，结合水有什么特点？ 问题3：若鸡蛋变质，蛋清是呈水样的游离状态。你能得出什么结论？ 问题3：由以上实验结论可推测，北方的植物在越冬时，细胞内自由水和结合水的相对含量如何变化？ 问题4：总结结合水的比例与抗旱抗寒能力（即抗逆性）的关系？ 资料2：取等量的西瓜汁和鸡蛋清置于相同的开放环境下，西瓜汁蒸发得快，如果放入冰箱中，西瓜汁先结冰。 自由水；结合水 自由水相对结合水含量降低 结合水和自由水之间可以相互转化 结合水可以帮助细胞抵抗不良环境 结合水/自由水的比例越大，细胞的抗逆性（抵抗干旱、寒冷等不良环境的能力）越强 一、细胞中的水 4.自由水和结合水的关系 比值大 比值小 新陈代谢旺盛，但抗逆性较差 新陈代谢减弱，但抗逆性较强 自由水 结合水 自由水 结合水 温度降低 温度升高 细胞中的水 存在形式 结合水 概念：与细胞内的其他物质相结合 自由水 概念：以游离形式存在，可流动 自由水/结合水 功能 细胞结构的重要组成部分 功能 参与细胞内的生物化学反应 细胞内良好的溶剂 为细胞提供液体环境 运送营养物质和代谢废物 比值高 比值低 代谢旺盛，抗逆性差 代谢强度弱，抗逆性强 萌发的种子、分生组织细胞 干种子、越冬植物 二、细胞中的无机盐 提供能量 调味 补充失去的无机盐 二、细胞中的无机盐 1.存在形式 离子（绝大部分） 化合物（极少） 细胞中无机盐大多数溶解在水中，以离子形式存在。 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 如与叶绿素结合的Mg²⁺、与血红蛋白结合的Fe²⁺ 2.含量 仅占细胞鲜重的1%～1.5% 二、细胞中的无机盐 3.功能 资料1：图是一种叶绿素分子和血红蛋白分子的局部结构简图。 功能1： 细胞必不可少的化合物的重要组成成分。 二、细胞中的无机盐 3.功能 资料2：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；人体缺钠会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等；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”。 功能2： 参与并维持细胞和生物体的正常生命活动。 血钙不足→抽搐 血钙过高→肌无力 二、细胞中的无机盐 资料3：质量分数为0.9%的NaCl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。 功能3： 维持细胞正常形态和生物体渗透压稳定。 3.功能 二、细胞中的无机盐 3.功能 资料4：人们在剧烈运动后会产生大量乳酸，但机体内环境的酸碱度仍能维持相对稳定。 乳酸＋NaHCO3→乳酸钠＋H2CO3 CO2＋H2O 剧烈运动时：H+ H2O+CO2由肺排出 + NaHCO3 蔬果中的碱：OH- + H2CO3 过多HCO3-由肾脏排出 H2O + HCO3- Na+ + H2CO3 功能4： 维持细胞酸碱平衡。 细胞中的无机盐 存在形式 主要以离子的形式存在 作用 组成复杂的化合物 维持生命活动 维持酸碱平衡和渗透压 I-→甲状腺激素 Mg2+→叶绿素 Fe2+→血红素 钙离子 过低 过高 抽搐 肌无力 Na +缺乏引起神经、肌肉细胞的兴奋性缺乏 大脖子病、呆小症 缺铁性贫血 Cl-、Na + 、K+：维持渗透压 H2CO3 、HCO3-等维持PH 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。 实验设计：探究某种无机盐X是否为某植物生长发育所必需 实验原理: 实验材料: 实验流程： 某种元素缺乏 植物表现相应的缺乏症 补充该元素 植物恢复正常 生长状态相同、长势良好的植物幼苗若干，完全培养液，缺X的培养液，无机盐X 完全培养液+幼苗 培养一段时间 正常生长 缺X完全培养液+幼苗 不能正常生长 正常生长 加入X 实验结论： X是该幼苗生长发育所必需的 培养相同时间 实验设计 ——对照的设定和判定 1.目的：为排除无关变量的干扰而设置的对照。 ①空白对照：即对照组不做任何变量处理。作用是排除溶剂或缓冲液对实验的潜在影响，确保实验结果是由处理因素本身引起的。“空白”并非不操作，而是指做“中性”处理，例如蒸馏水、溶剂、生理盐水、缓冲液、假手术等。 ②自身对照：即对照组和实验组在同一实验对象上进行，不再设置新的对照组。 完全培养液+幼苗 培养一段时间 正常生长 缺X完全培养液+幼苗 不能正常生长 正常生长 加入X 培养相同时间 空白对照 自身对照 实验设计 ③条件对照：即给对照组施加变量处理，但这种处理不是实验假设所定的。 1.目的：为排除无关变量的干扰而设置的对照。 ——对照的设定和判定 ④相互对照：即不单独设对照组，而是几个实验组之间相互进行对照。一般是在探究某种实验因素对实验结果的影响不明确的情况下使用，通过实验的相互对比，确立实验变量和反应变量的关系。 1.目的：为排除无关变量的干扰而设置的对照。 ——对照的设定和判定 实验设计 2.为实验结果提供参照而设置的对照—阳性对照和阴性对照 ——对照的设定和判定 阳性对照组和阴性对照组是针对“预期结果”设立的对照标准。预期肯定会出现该结果的组别为阳性对照组，预期肯定不会出现该结果的组别为阴性对照组。 $