2.2.细胞中的无机物课件——2026-2027学年高一上学期人教版生物学必修一

第二章 组成细胞的分子 第2节 细胞中的无机物 “有收无收在于水，收多收少在于肥。”这句农谚说明了什么？ 水和无机盐的重要性 1 1. 细胞中的水 2. 细胞中的无机盐 目 录 知识点1 细胞中的水 1.细胞中的水 水，是生命之源！ 人的胚胎也要浸润在羊水中发育。干燥的种子必须吸足水才能萌发。沙漠里的仙人掌，身处如此干旱的环境，它那肥硕的变态茎中仍贮存着大量的水分。 水是生命之源，但不是越多越好，如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。 4 1.细胞中的水 ① 水是活细胞（鲜重）中含量最多的化合物。 化合物（鲜重） 水 无机盐 蛋白质 脂质 核酸 糖类 含量百分比（%） 70~90 1~1.5 7~10 1~2 1~1.5 （1）水的含量 ② 生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别（一般为60%~95%）。 97% 90% 80% 78% 60% 65% 水生生物含水量 陆生生物含水量 大于 影响细胞含水量的因素： ②不同生物体的含水量是否相同？ 5 1.细胞中的水 植物：幼嫩_____ 成熟 人体幼儿时期 人体成年时期 人体老年时期 含水量（%） 77 52-65 51 ③ 同一生物体在不同的生长阶段，含水量不同。 动物：幼年_____ 老年 > > （1）水的含量 一般代谢越旺盛的组织或器官，含水量越高。 ④ 同一生物体不同的组织或器官，含水量不同。 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 脑 含水量（%） 10 22 76 79 83 84 牙齿 骨骼 心肌 血液 ③同一生物体在不同的生长发育阶段的含水量是否相同? ④同一生物体不同的组织或器官，含水量是否相同？ 6 结合水：与细胞内其他物质相结合（如蛋白质、多糖等），失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分（约4.5%）。 作用： 1.细胞中的水 （2）水的存在形式及作用 自由水：绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动（约95.5%）。 水在细胞中以两种形式存在。 作用： ②参与细胞内的生化反应； ③为多细胞生物体提供液体环境； ④运送营养物质和代谢废物。 ①细胞内良好的溶剂； 细胞结构的重要组成部分。 形态 含水量% 血液 液态 83 心肌 坚韧的固态 79 思考：心肌和血液的含水量很接近，为什么血液是流动的，心肌是坚实的？ 与血液相比，心肌中结合水比例相对高； 但无论是血液，还是心肌，正常情况下自由水比例都高于结合水。 阅读课本 P 20-21中的内容，思考以下几个问题：1.细胞中的水是以什么形式存在的，各形式水的含量是怎样的？不同形式的水起的作用是什么？ 2.不同形式的水所占比例不同时，细胞的代谢速率以及抗逆性是怎样的？ 7 1.细胞中的水 新鲜种子 干种子 __种子 失去_____________，代谢水平______；便于储藏。 晾晒 烘烤 主要失去_________； 用水浸泡 大部分自由水 结合水 不萌发，失去结合水，会导致___________的破坏，使代谢停止；说明________________________________。 降低 死 种子抗寒能力_____，原因是_____________________ _______________________________________________。 增强 以避免低温时自由水过多导致结冰而损害自身 干种子不能萌发，原因:___________________________。 用水浸泡后种子萌发，原因: _______________________________。 细胞结构 失去结合水的种子失去生理活性 （2）水的存在形式及作用 自由水比例降低， 晒干——失去大部分自由水；烘干——失去自由水和结合水。 干种子自由水少，代谢弱； 干种子吸收大量自由水,代谢增强 说明：____________________________________________。 失去大部分自由水的种子仍保持其生理活性 8 1.细胞中的水 自由水和结合水在一定条件下可相互转化， (活细胞中，在一定温度范围内) ：自由水 结合水 新鲜鸡蛋和变质鸡蛋中的水主要以什么状态存在？这说明两者之间的关系是怎样的？ 由此可见：自由水与结合水可以相互转化。 自由水 但新鲜鸡蛋中结合水比例相对变质鸡蛋高 在正常情况下，细胞内： 自由水所占比例越大，细胞的代谢就越旺盛；（种子萌发） 结合水所占比例越大,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力越强.(种子休眠) 温度降低 温度升高 （2）水的存在形式及作用 代谢强 抗逆性强 9 1.细胞中的水 结构决定功能！ （3）水的特性 ② 水在常温下具有流动性：水分子之间靠氢键相互作用在一起，氢键比较弱， 易断裂，易形成，使水在常温下能够维持液体状态。 ① 水是细胞内良好的溶剂：水分子的空间结构及电子的不对称性分布，使水分子成为一个极性分子。带正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合。 ③ 水的温度相对不容易发生改变：由于氢键的存在，水具有较高的比热容， 对维持生命系统的稳定性十分重要。 10 知识点2 细胞中的无机盐 2.细胞中的无机盐 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%。 存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合物形式存在。 阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等。 阴离子：Cl-、SO42- 、PO43- 、HCO3- 等。 （1）无机盐的存在形式和含量 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。 一种叶绿素分子 （局部） 血红素分子 （局部） 讨论：1.植物体缺Mg会影响光合作用,为什么? 2.有一种贫血症叫做缺铁性贫血症， 为什么缺Fe会导致贫血？ 缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。 缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍而引起贫血。 课本 P 22 12 2.细胞中的无机盐 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，叶片小呈暗绿色偏紫色。 正常 缺N 缺P 缺K （2）无机盐的作用 作用①：细胞内某些复杂化合物或结构的重要组成成分。 讨论： 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。 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。 课本 P 22 13 2.细胞中的无机盐 资料3：足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；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；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”。 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/HCO3- 和H2PO4-/HPO42-等酸碱缓冲物质，可以中和这些变化. （2）无机盐的作用 作用②：维持细胞和生物体正常的生命活动。 作用③：维持细胞内酸碱平衡和渗透压平衡。 作用①：细胞内某些复杂化合物或结构的重要组成成分。 资料5：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。 无机盐在细胞中的含量很少，但作用很大。 14 2.细胞中的无机盐 无机盐 功能 含量异常 甲状腺激素的组成成分 缺乏时患地方性甲状腺肿 血红素的组成成分 缺乏时患贫血 哺乳动物血液中的重要成分 血钙过低时——抽搐； 血钙过高时——肌无力 构成叶绿素的元素 缺乏时影响叶绿素合成，叶片变黄，影响植物进行光合作用 B 促进花粉的萌发和花粉管的生长 油菜缺硼时，会导致“花而不实” 促进植物体内光合产物的运输； 维持动物细胞内液的渗透压 缺乏时植物抗逆能力减弱，易受病害侵袭；缺乏时会导致动物细胞内液渗透压下降 维持细胞外液的渗透压； 维持神经、肌肉细胞的兴奋性 缺乏会导致细胞外液渗透压下降； 引发肌肉酸痛、无力等 常见无机盐的功能及其缺乏症总结 （2）无机盐的作用 15 2.细胞中的无机盐 （3）实验设计——探究植物生长必需的无机盐 实验原理： 若缺乏该种无机盐，植物的生长发育发生障碍，不能完成其正常生命活动。植物在缺乏该种无机盐的环境中表现出某一病症后，可以通过补充该无机盐，使植物恢复正常。 实验设计： 16 2.细胞中的无机盐 （3）实验设计——探究植物生长必需的无机盐 注意： ① 实验中应保证实验材料的统一性：即植物的种类、生长状况等应一致。 ② 每组应放入等量的多株植物：不能只放一株，因为一株植物存在偶然性。 ③ 实验组在幼苗生长异常后加入无机盐X目的：与实验组加入无机盐X之前形成对照，植物恢复正常生长，更能说明X是必需无机盐，使实验更有说服力。 实验中的对照： 空白对照 对照组：植物＋完全培养液 实验组：植物＋缺X的培养液 自身前后对照 对照组：植物＋缺X的培养液（加入无机盐X之前） 实验组：植物＋缺X的培养液（加入无机盐X之后） 课本 P 22 一、概念检测 （1） （2） （3） 二、拓展应用 × × × 1. ① 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。② 当人体需要补充盐溶液或者输入药物时，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。 与生活的联系： ① 患急性肠炎的病人（腹泻）脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充 体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法。 ② 大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调， 这时应多喝淡盐水。 拓展应用：2. 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。 18 右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。 讨论： 1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？ 2.表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？ 运动员饮料的化学成分表 课本 P 20 成分 质量浓度/(g/L) 蔗糖 30 其他糖类 10 柠檬酸 10 柠檬香精 0.8 氯化钠 1.0 氯化钾 0.1 磷酸二氢钠 0.1 磷酸二氢钾 0.1 碳酸氢钠 0.1 自由水、结合水5个作用 无机盐3个作用 19 THANK YOU ~ $