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

2.2 细胞中的无机物 第二章 组成细胞的分子 1、水在细胞中的存在形式及重要作用 2、无机盐在细胞中的存在形式及作用 学习内容： 化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸 所占比例% 70-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 细胞中含量最多的化合物是水。 1.水的含量 一、细胞中的水 结论1： 几种不同生物体水的含量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 含水量（%） 97 80-85 78 65 90 60-80 不同生物种类，含水量不同。 （水生生物的含水量＞陆生生物的含水量） 结论2： 1.水的含量 资料四：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 结论3： 同种生物，不同的生长发育时期含水量不同 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 心肌 血液 所占比例（%） 10 22 76 79 83 同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同。 结论4： 1.水的含量 细胞中含量最多的化合物是水； 不同生物的含水量不同，并且水生生物含水量比陆生生物高； 生物体在不同的生长发育期，含水量也不同； 同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同。 小结 生物体内水含量的特点 问题1. 水在细胞中以什么形式存在？ 自然界中水的存在形式： 液态 气态 固态 雨、露、雾有一定的体积，但没有一定的形状，属于液态。 霜、雹有一定的形状和体积，故属于固态。 水蒸气没有一定的体积和形状，属于气态。 自由水： 结合水： 特点：自由流动，容易蒸发。 特点：不能自由流动，也不容易散失。 2.水在细胞中的存在形式 含量：占细胞内全部水的95％以上。 含量：约占细胞内全部水的4.5％。 以游离形式存在，可以自由流动的水 与细胞内其它物质相结合的水 一、细胞中的水 1、细胞内的良好溶剂 ； 4、运输营养物质和代谢废物。 2、参与生物化学反应； 3.水的重要功能 自由水的功能 结合水的功能： 3、为细胞提供液体环境（主要针对多细胞生物体） 是细胞结构的重要组成部分 （阅读书本P20第二段） （主要与蛋白质、多糖等物质结合） 思考：水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？ 学科交叉 请自主阅读教材20-21页小字内容，思考以下内容: 1.水分子中H、O原子的结合方式和带电情况如何？为什么说水是一种良好的溶剂？ 2.水分子的氢键是如何形成的？为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？ 3.为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？ 课堂点拨 水分子的机构 极性分子 良好溶剂 由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。 德尔塔 课堂点拨 水分子的机构 运输物质 具有较高比热容，缓和温度的变化 具有流动性 氢键不稳定 思考：新鲜鸡蛋和变质鸡蛋中的水分别主要以什么状态存在？ 这说明两者之间的关系是怎样的？ 因为在新鲜的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； 而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。 由此可见自由水与结合水可相互转换的 1.自由水与结合水的相互转化 (1)条件： 自由水 结合水 降低温度 升高温度 (2)实例 ①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。 ②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。 核心归纳 一般而言，自由水含量越高，代谢越旺盛。 哪一个新陈代谢旺盛？ 哪一个自由水含量更多呢？ 结合水含量越高，抗逆性相对越强。 谁的结合水含量更多呢？ 谁的抗逆性更强呢? 热带雨林植物 沙漠植物 2.自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系 (1)图示 (2)曲线 课堂点拨 1.秋天，农民收获玉米和花生种子后，为什么要晒干储存？ 2.寒冷的冬天，小麦过冬时，农民为什么较少灌溉？ 减少种子中的自由水使其代谢水平降低，便于储藏。 降低自由水的含量，提高结合水的比例， 以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。 比较项目 自由水 结合水 概念 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在， 可以自由流动 一部分水与细胞内的其他物质相结合 含量 约占细胞内全部水分的95.5% 约占细胞内全部水分的4.5% 特点 可以自由流动，容易蒸发 含量较稳定，不易散失 功能 ①细胞内的良好溶剂 ②参与细胞内的许多生物化学反应 ③为细胞提供液体环境 ④运输营养物质和代谢废物 细胞结构的重要组成成分 关系 点燃一粒小麦种子，待它燃烧时可见到一些灰白色的灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的无机盐。其他生物体的细胞中也含有无机盐。 二、细胞中的无机盐 1.存在形式和含量 离子 很少 阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 成分 质量浓度/(g · L-1) 蔗糖 30 其他糖类 10 柠檬酸 10 柠檬香精 0.8 NaCl 1.0 KCl 0.1 NaH2PO4 0.1 KH2PO4 0.1 NaHCO3 0.1 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？ 探究：无机盐的作用 无机盐在细胞中的含量(鲜重)仅为1%～1.5%，但却有着重要的作用，请结合下列材料分析无机盐的有关知识。 (1)材料一　一种叶绿素分子和血红素 分子局部结构简图如右： 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 (2)材料二　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；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”。 由材料说明无机盐对 有着重要的意义。 (3)材料三　生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴液等渗的无机盐溶液，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，如果放到清水里，会吸水涨破。 由材料说明无机盐能调节人体的 ，维持细胞的 。 维持生物体的正常生命活动 渗透压 正常形态 (4)材料四　大家都有这样的体会，进行激烈运动后，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的PH没有因此而降低,还是维持在7.35—7.45之间，为什么呢？ 上述材料说明，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 乳酸＋NaHCO3=乳酸钠＋H2CO3 CO2＋H2O 缓冲物质:H2CO3/HCO3- 2.无机盐的生理功能 生理功能 举例 是细胞中许多化合物和重要结构的成分 ①Mg是构成 的元素； ②Fe是构成 的元素； ③P是组成细胞膜、细胞核的重要成分 ____________________________ ①Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力等； ②哺乳动物血液中Ca2＋含量太低，会出现抽搐等症状 维持生物体内 的平衡 ①渗透压的平衡：Na+、Cl-、K+ ②酸碱平衡：缓冲物质（如H2PO4-/HP042-、H2CO3/HCO3-等） 叶绿素 血红素 维持细胞和生物体的生命活动 常见无机盐的作用与缺乏症 种类 作用 缺乏时引起的症状 Fe 构成血红素的元素 缺铁性贫血症 Mg 构成叶绿素的元素 植物叶绿素合成受阻，影响光合作用 Zn 很多酶的组成成分 生长发育不良，生殖腺功能受影响 Ca 骨骼、牙齿的重要组成成分 骨骼畸形；抽搐等 I 甲状腺激素的重要组成成分 甲状腺肿大；呆小症 B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺B时，“花而不实” Na 维持神经、肌肉细胞的兴奋性等 神经、肌肉细胞的兴奋性降低， 肌肉酸痛、无力等 核心归纳 课堂小结 细胞中的无机物 水 无机盐 生理作用 含量特点： 自由水 结合水 离子(大多数) 作用 含义 存在形式 作用 含义 存在形式 化合物 （少数） 细胞内复杂化合物的重要组成部分 维持细胞和生物体的生命活动 维持渗透压、酸碱平衡 含量特点：很少 各种生物体的一切生命活动都离不开水 在各种化学成分中含量最多 2、人体某些组织的含水量近似，但存在形式却不同，例如：心肌含水量约79%，而呈坚韧状态，血液含水量约 82%，却呈川流不息的液态。从水在生物体内的存在形式来看，对这种差异的解释正确的是( ) A.心肌内结合水较多 B.血液中结合水较多 C.心肌内全是结合水 D.血液中全是自由水 1、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 A 课堂练习 3、下列对于水分和无机盐的叙述，错误的是(　 　) A、细胞中的无机盐有些以化合物的形式存在，如铁是合成血红蛋白不可缺少的成分 B、植物缺Mg2＋会影响光合作用，食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿 C、各种生物体的生命活动不能离开水 D、休眠或越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升，正在萌发的种子中结合水和自由水比值则下降 D 课堂练习 教材练习 教材练习 $