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

1.有机物的检测原理： ①.还原糖+ ，生成 。 ②.蛋白质+ ，生成 。 ③.脂肪+ ，生成 。 2.大量元素有 。 3.微量元素有 。 4.活细胞内最多化合物是 。 5.唯一需要加热的—— 的检测。 6.唯一需要显微镜的—— 的检测。 7.生物界和非生物界在元素 上具有统一性 生物界和非生物界在元素 上具有差异性 斐林试剂 砖红色沉淀 双缩脲试剂 紫色反应 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等 水 还原糖 花生子叶切片脂肪 种类 含量 人教版高中生物学 必修1 第2章　组成细胞的分子 第2节 细胞中的无机物 每一个生物学问题的答案必须在细胞中寻找 ——美国细胞生物学家威尔逊 运动员饮料的化学成分表 大量出汗后需要补充水和无机盐，水和无机盐在细胞中起什么作用呢？ 问题探讨 过渡：借助显微镜我们还可以观察到许多肉眼看不见的小生物。 显微镜的发明，吸引科学家深入探究一系列的问题，最终作出了理论的概括，形成了作为生物学重要基础的细胞学说。 一、细胞中的水 1、水的含量 表1 不同生物体的相对含水量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 相对含水量 97% 80%-85% 78% 65% 90% 60%-80% 【任务一】分析下列三个表格中的数据，你能得到什么结论？ 表2 人体的几种不同年龄阶段水的含量 年龄阶段 胎儿 婴儿 成年 壮年 老年 所占比例（%） 95 75 65 60 50 ①水是生物体含水量最多的化合物 (水生生物 > 陆生生物) 表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 心脏 血液 所占比例（%） 10 22 76 79 83 (幼年>老年) ②不同生物的含水量不同 ③同种生物的不同生长发育阶段，含水量不同 ④同一生物的不同组织、器官含水量不同 血液呈液态，而心脏呈固态，为什么血液和心脏的含水量接近呢？ 一、细胞中的水 2、水的存在形式 P21 自由水 （占细胞内全部水的95.5%） 结合水 （占细胞内全部水的4.5%） 呈游离状态，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，失去流动性和溶解性 一、细胞中的水 （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？ （2）农业生产中需要将种子晒干后再储存，这样能保存较长的时间，为什么？ （3）将晒干种子放在试管中用酒精灯加热烘干，试管壁上有水珠，主要失去的是什么形式的水？ （4）晾晒的大豆种子浸泡后，在适宜的条件下，仍能萌发成幼苗，而烘烤后的种子用水浸泡后，则不能发芽，说明了什么？ （5）小麦越冬前自由水和结合水的比例会如何变化？ 自由水 减少自由水的比例使其代谢水平降低便于储藏 结合水 失去大部分自由水的种子仍有生理活性；失去结合水的种子失去了生理活性 自由水的比例会逐渐降低，结合水的比例会逐渐上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身 【任务二】结合教材P21回答下列问题，总结自由水和结合水的关系 （1）自由水与结合水的比值与细胞的代谢强度和抗逆性有关 3、自由水和结合水的关系 （2）自由水和结合水在一定条件下可以相互转化 一、细胞中的水 自由水 结合水 比值高⇒(新陈)代谢 ，抗逆性 。 比值低⇒(新陈)代谢 ，抗逆性 。 强 弱 缓慢 旺盛 自由水 结合水 温度升高 温度降低 一、细胞中的水 4、水的作用 种类 自由水 P20 结合水 P21 定义 含量 特点 作用 细胞结构的重要组成部分 以游离的形式存在 与细胞内的其他物质相结合 约占95.5% 约占4.5% 可以自由流动 含量较稳定，不易散失 ①细胞内的 ； ②参与细胞内的 ； ③为细胞提供 ； ④运送 和 ； 良好的溶剂 营养物质 代谢废物 生物化学反应 液体环境 自由水和结合水所起的作用是有差异的 一、细胞中的水 5、水的结构和理化特性 阅读教材P20-21小字部分，根据结构与功能相适应的生物学观点，思考以下几个问题，同时总结水的特性。 （1）水为什么能成为良好的溶剂？ （2）水分子的氢键是怎样形成的？为什么在常温下水具有流动性？ （3）水的哪一种特性对于维持生命系统的稳定性十分重要？ 水是极性分子，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 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 由于氢键的存在，水具有较高的比热容，温度相对不易改变，可保证细胞正常生命代谢活动有稳定的环境氢键 点燃一粒小麦种子，待它燃烧时可见到一些灰白色的灰烬。 无机盐 一、细胞中的无机盐 1、存在形式及含量 阳离子：Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+等 大多数离子 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 少数化合物 如血红素中的铁、叶绿素中的镁，构成牙齿、骨骼的CaCO3 细胞中大多数无机盐以 的形式存在 离子 含量：无机盐仅占鲜重细胞的1%～1.5% 存在形式 一、细胞中的无机盐 2、无机盐的作用 思考与讨论 资料1 下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。 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。 （1）植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ （2）有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？ （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。 Mg是构成叶绿素的元素，缺Mg使叶绿素的形成受阻 Fe是构成血红素的元素，缺Fe会导致血红素的合成障碍 P是组成细胞膜、细胞核的重要成分,也是细胞必不可少的许多化合物的成分。 作用：①细胞内复杂化合物的组成成分 一、细胞中的无机盐 2、无机盐的作用 资料3 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；如果哺乳动物血液中Ca2＋的含量太低，动物会出现抽搐等症状。 资料4 进行剧烈运动之后, 会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸, 但体液中的PH并没有明显降低,还维持在7.35-7.45， 作用：②维持生物体的生命活动 作用：③维持细胞的酸碱平衡 人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。 资料5 生病到医院输液，用的生理盐水是质量分数为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，如果放到清水里，会吸水涨破。 作用：④调节渗透压及维持细胞正常形态 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 课堂小结 课堂小结 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 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 Cl-、Na + 、K+：维持渗透压 PO43-、HCO3-等维持PH 课堂小结 练一练 1.下列日常生活中的生命现象分别体现了自由水的哪些功能呢，请大家认真思考，完成连线。 植物的光合作用需要水 无机盐离子溶解在水中才能在细胞中发挥作用 血液中生活着大量血细胞 参与生物化学反应 运输营养物质和代谢废物 良好的溶剂 为细胞提供液体环境 血液中葡萄糖等营养物质到全身各处细胞；汗液含尿素、盐分 练一练 2.小麦萌发时，细胞内自由水和结合水的比值（ ） A、升高 B、降低 C、不变 D、无法判断 A 3.道德经中有言“上善若水，水善利万物而不争”，水具有滋养万物的属性。下列有关水的叙述，错误的是 (　　) A．在寒冷的冬季，植物体内自由水与结合水的比值会降低 B．结合水一般不参与细胞代谢，是细胞结构的重要组成成分 C．结合水不容易流动，所以水在细胞中绝大部分以结合水的形式存在 D．氢键的存在使水具有较高的比热容，意味着水的温度相对稳定 C 练一练 4.无机盐对生物体的生命活动起着重要作用。下列叙述不正确的是 (　　) A．血液中Ca2+含量太低，动物会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持生物体的生命活动非常重要 B．人输液时用生理盐水而不是蒸馏水，这说明无机盐在维持细胞的正常形态和功能中具有重要作用 C．无机盐在细胞中含量很少，所以属于微量元素 D．哺乳动物体内Na＋缺乏，会导致肌肉酸痛、无力 C 练一练 5.如图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是(　　) A. ④和⑤是同一种物质,但是在细胞中存在形式不同 B. ①和②均能萌发形成幼苗 C. ③在生物体内主要以化合物形式存在 D. 点燃后产生的CO2中的C只来自种子中的糖类 A 离子 自由水 结合水 无机盐 蛋白质、脂肪等 练习与应用 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（ ） 一、概念检测 × × × 练习与应用 二、拓展应用 1.医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么？在什么情况下需要用生理盐水？ 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剂，以保证人体细胞的生活环境维持在稳定的状态。 练习与应用 二、拓展应用 2.目前已经探明，在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科学家也曾在火星上发现了流动水的痕迹。科学家据此推测，火星上曾经或者现在存在着生命。为什么科学家会做出这样的推测呢？ 水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的。科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。同时，那里的土壤中还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。 $