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”，核心涵盖水和无机盐的含量、存在形式及功能。课堂以玉米种子分组实验（晒干、浸泡、烘干后浸泡）观察发芽情况导入，引出水的作用，进而展开水的含量差异、自由水与结合水的特性及功能，再过渡到无机盐的离子形式、功能及实验验证，构建递进式学习支架。 其亮点在于以探究实践为主线，通过种子萌发实验分析水的存在形式，结合不同生物含水量资料培养科学思维，借助叶绿素含镁、血钙调节等实例体现生命观念中的结构与功能观。丰富的实验与资料助力学生直观理解无机物作用，也为教师提供结构化教学素材，提升教学效率与学生探究能力。

第2章 组成细胞的分子 2.2 细胞中的无机物 引入新课 甲组：晒干的玉米种子 乙组：在甲组的基础上浸泡4个小时 丙组：晒干的玉米种子，烘干后再浸泡4个小时 预测实验结果？ 观察最后发芽情况 甲组：基本上不发芽； 乙组：发芽； 丙组：不发芽 细胞中的水 1 水是生命之源 细胞中的水 1 1.水的含量： 组成细胞的化合物 无机物 有机物 H2O（活细胞中含量最多的化合物） 无机盐 核酸 蛋白质 糖类 脂质 活动1：分析比较细胞中的含水量 【资料1】不同生物体内的含水量 藻类90% 水母97% 蛙78% 哺乳动物65% 鱼类80~85% 高等植物60~80% 细胞中的水 1 细胞中的水 1 几种不同生物体水的含量 几种不同生物体水的含量 几种不同生物体水的含量 几种不同生物体水的含量 几种不同生物体水的含量 几种不同生物体水的含量 几种不同生物体水的含量 生物 水母 鱼类 哺乳动物 高等植物 藻类 蛙 水含量 97% 80-85% 65% 60-80% 90% 78% 结论1：不同种类生物体的含水量不同。 结论2：水生生物的含水量＞陆生生物的含水量。 【资料1】不同生物体内的含水量 【资料2】人类不同年龄段体内的含水量 胎儿90% 婴儿75% 成年60~65% 老年50% 结论3：同种生物不同生长发育阶段的含水量不同。 细胞中的水 1 组织器官 牙齿 骨髓 骨骼肌 心脏 血液 质量分数 10% 22% 76% 79% 83% 结论4：同种生物不同组织、器官的含水量不同。 细胞中的水 1 【资料3】人体不同组织器官内的含水量 细胞中的水 1 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？ 细胞中的水 1 2. 水的存在形式 细胞中的水 1 2. 水的存在形式 定义 含量 作用 呈游离状态，可以自由流动 与细胞内其他物质相结合 约占细胞内全部水分的4.5% 结合水 自由水 约占细胞内全部水分的95%左右 细胞中的水 1 讨论 甲组的玉米种子在晒干的过程中，主要损失的是什么形式的水？这些种子有没有生理活性？ 乙组的种子在浸泡的过程中，主要是增加了什么形式的水含量？ 丙组的种子在烘干的过程中，丢失的水与甲组是否一致? 丙组种子有没有生理活性呢？丙组同样浸泡了4个小时的时间，为什么不能萌发呢？ 甲组：晒干的玉米种子 乙组：在甲组的基础上浸泡4个小时 丙组：晒干的玉米种子，烘干后再浸泡4个小时 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 细胞中的水 1 将种子放在试管中，用酒精灯加热 管壁上有水珠 失去的主要是________ 失去________的种子浸泡 不萌发 失去________的种子失去生理活性 结合水 结合水 结合水 细胞中的水 1 细胞中的水 1 2. 水的存在形式 定义 含量 作用 呈游离状态，可以自由流动 与细胞内其他物质相结合 细胞中绝大部分的水 约占细胞内全部水分的4.5% 细胞结构重要组成部分 ？ 结合水 自由水 细胞中的水 1 活动2：分析自由水的作用 当你咬上一口西瓜时冒出的汁水主要是什么形式的水？有哪些物质溶解其中？这说明自由水有什么功能？ 植物光合作用需要水的参与吗？这又说明自由水有什么功能？ 血液是由血细胞和血浆组成，离开血浆的血细胞很快就会死亡。这又说明自由水可以为细胞提供什么环境？ 是细胞内的良好溶剂 作为反应物，参与细胞内的生化反应 为细胞提供液体环境 细胞中的水 1 （1） （2） （3） （4） 教材P20 自由水的作用 为什么自由水具有这些作用？ 细胞中的水 1 3. 水分子的结构特点 H原子 H原子 O原子 H2O分子 O H H H2O分子 细胞中的水 1 O H H H2O分子 共用电子对 δ- δ+ δ+ ☆由于氧具有比氢更强的吸引共用电子对的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。 水分子属于极性分子 由于水分子属于极性分子，所以带电的物质都容易与水结合。 清水中加入NaCl颗粒 NaCl颗粒被溶解 自由水是细胞内良好的溶剂 细胞中的水 1 H2O分子 O H H δ- δ+ δ+ 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，使得水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。 细胞中的水 1 氢键形成示意图 自由水能运输营养物质和代谢废物 ，能为细胞提供液体环境 比热容是指使单位质量物体改变单位温度时所吸收或释放的能量。 由于氢键的存在，水具有较高的比热容。 Q=c·m·Δt 比热容高，水的温度相对不容易改变，有利于维持生命系统的稳定性。 细胞中的水 1 游离状态 新鲜鸡蛋 变质鸡蛋 液态胶状 活动2:自由水和结合水的关系 资料1：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。 细胞中的水 1 细胞中的水 1 资料2:农业生产中，农民需要将种子晒干后再储存，这样能保存较长的时间。晒干以后的玉米种子不萌发，浸泡处理后的玉米种子却可以萌发。 资料3：越冬的植物、干旱地区的植物细胞中，结合水含量升高，抵御严寒或干旱对自身的伤害。 根据上面资料，你能说出自由水/结合水与新陈代谢、抗逆性的关系吗？ 活动2:自由水和结合水的关系 细胞中的水 1 4. 自由水和结合水的比值与新陈代谢与抗逆性的关系 自由水与结合水可以互相转化 种子迅速燃烧后剩下的那一部分是什么？ 细胞中的无机盐 2 主要是无机盐 1.含量： 仅占细胞鲜重的1％ ~ 1.5％ 2.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。 阳离子： Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等 阴离子： Cl－、SO42－、PO43－、HCO3－等。 细胞中的无机盐 2 【资料1】下图是一种叶绿素分子和血红蛋白分子的局部结构简图。 细胞中的无机盐 2 3.功能： 细胞中的无机盐 2 植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ 有一种贫血症叫做缺铁性贫血，为什么缺铁会导致贫血？ 叶绿素：C、H、O、N、Mg Fe参与构成血红素，血红素参与构成血红蛋白。 由材料可以看出，无机盐是 。 某些复杂化合物的重要组成成分 细胞中的无机盐 2 除此之外，植物体缺P也常表现为生长发育不正常，你能分析原因吗？ P是很多重要化合物和细胞结构的组成成分。 【资料2】 细胞中的无机盐 2 正常 缺磷 缺钾 正常 正常 早期缺氮 明显缺氮 重度缺氮 【资料2】植物在缺乏N、P、K等营养物质时，会出现各种症状，因此生产过程中常要给植物施肥。玉米在生长过程中缺乏P，植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。 以上材料说明：无机盐对___________________________________有着重要的意义。 维持细胞和生物体的正常生命活动 形成肌细胞动作电位的主要离子流 【资料3】人体内缺Na+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。哺乳动物的血液中Ca2+含量过低，会出现抽搐等症状；Ca2+含量过高，会出现肌无力。 细胞中的无机盐 2 【资料4】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/NaHCO3NaH2PO4/Na2HPO4等酸碱缓冲物质，可以中和这些变化。 细胞中的无机盐 2 该材料说明：无机盐对于维持人体内环境的__________相对稳定 具有重要作用。 酸碱平衡 细胞中的无机盐 2 【资料5】生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到高浓度盐溶液中，就会皱缩，如果放到清水里，就会吸水膨胀。 该材料说明： 无机盐能调节人体的________，维持细胞的___________。 渗透压 正常形态 细胞中的无机盐 2 ①参与合成某些化合物； ②调节生物体正常生命活动； ③维持细胞的酸碱平衡 缓冲对 : H2CO3/HCO3-等 ④调节渗透压，维持细 胞正常形态 细胞中的无机盐 2 玉米无土栽培所需要的无机盐如何提供？ 探究Mg2+是否是玉米苗生长发育过程中的必需元素，如何设计实验？ 实验材料：生长状况良好的玉米苗，完全培养液(含有植物生长的必需元素）、缺镁的完全培养液、含镁的无机盐、若干培养缸以及标签。 细胞中的无机盐 2 华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你写出实验步骤和预期实验结果。 材料用具：30株长势相同的苹果幼苗、完全培养液(含有各种植物必需元素的培养液)、缺锌的培养液、缺镁的培养液、适当的固定材料、培养缸若干、含镁的无机盐、含锌的无机盐。 细胞中的无机盐 2 实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状。 4.验证某种矿质元素的生理功能 实验步骤： ①取三个洁净的培养缸分别编号为A、B、C，向A中加入一定量的完全培养液，向B、C中加入__________________、________________。 ②将30株长势相同的幼苗均分三组分别培养在上述三种培养液中。 ③放在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察苹果幼苗的生长发育状况。 等量的缺锌培养液 等量的缺镁培养液 预期实验结果及分析： ①_____缸内的苹果幼苗正常生长。 ②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有，则说明苹果小叶病是由缺_____引起的；若________________________________________，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的；若B、C两缸幼苗都表现为小叶病，则说明______________________________________；若B、C两缸幼苗都不表现为小叶病，则说明________________________________。 A 锌 C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有 苹果小叶病是由缺锌和缺镁引起的 苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关 细胞中的无机盐 2 若实验证明苹果小叶病是由于缺锌引起的，从科学研究的严谨角度出发，还应增加的实验步骤是____________________________________________________________。 预期的实验结果：__________________________________________。 向B缸中加入适量含锌的无机盐，观察苹果幼苗能否恢复正常生长 一段时间后小叶病消失，苹果幼苗恢复正常生长 2 细胞中的无机盐 细胞中的无机盐 2 (1)实验设计 ①对照组：植物＋完全培养液→正常生长。 ②实验组 (2)实验成功关键 ①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。 ②实验组加入X的目的是使实验组前后对照，以增强说服力。 4.验证某种矿质元素的生理功能 (1) 参与合成某些化合物 细胞中的 无机物 细胞中的水 细胞中的无机盐 1.存在形式：大多数以离子形式 2.含量：含量很少 3.功能： (2) 调节生物体正常的生命活动 (3) 维持细胞的酸碱平衡 (4) 维持渗透压稳定 1.含量、影响含量的因素 2.水分子的结构和特性 3.水分子存在形式（结合水、自由水） 4.自由水与结合水的比值与代谢速率、抗逆性的关系 总结 3 1．下图表示某地小麦遭受不同程度干旱影响过程中，叶片相对含水量、结合水和自由水的相对含量变化的数据，据图分析下列说法错误的是(　　) A．由图可知，叶片中相对含水量的减少主要是自由水含量减少导致的 B．植物在抵抗干旱影响过程中，细胞内自由水转变成结合水 C．自由水相对含量减少，结合水相对含量增加，不利于植物抗旱 D．细胞中的结合水主要与多糖、蛋白质等分子结合参与细胞构成 练习和应用 4 练习和应用 4 2．图甲表示A、B两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系；图乙表示钙对某种植物花粉管生长的影响。下列相关叙述中，不正确的是(　　) A．据图甲可知，B的浓度为b时，对提高作物的产量最有利 B．据图甲可知，B的浓度为d时，虽然对提高产量有利，但会造成肥料的浪费 C．据图乙可知，适宜浓度的钙有利于花粉管的生长 D．据图乙可知，钙对花粉管生长速率的影响随浓度变化而变化 $