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 1 水在生命活 动中的作用？ 地表3/4是水，最早的生命起源于海洋 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 人的胚胎也要浸润在羊水中才能发育 一、细胞中的无机物——水 3 水母97% 几种不同生物体水的含量 藻类90% 鱼类80-85% 蛙类78% 高等植物60-80% 哺乳动物65% 结论1：不同生物体内水的含量不同 （水生生物的含水量＞陆生生物的含水量） 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2： 同种生物，不同的生长发育时期含水量不同 77% 52%-58% 60%-65% 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 结论3：同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同。 思考： 心脏（含水量79%）和血液的含水量（含水量83%）很接近为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？ 水的存在形式不同 自然界中的水 液态 固态 气态 在生物体细胞中水的 存在形式是怎么样的 呢？？？ 2、水在细胞中的存在形式 结合水 与细胞内其它物质相结合的水，占细胞内全部水分含量4.5%。 自由水 以游离的形式存在，可以自由游动的水，占细胞内全部水分含量95.5%。 1. 切西瓜时流出的瓜汁水； 2. 新鲜小麦种子晒干时丢失的水； 3. 晒干的小麦种子烘烤时丢失的水； 4. 鸡蛋清里的水； 判断：以下实例中水主要以什么形式存在？ 自由水 自由水 结合水 结合水 [资料分析]据资料并结合课本P21分析总结水的功能。 资料1：细胞中有一种水可以与蛋白质、多糖等物质结合，水失去流动性和溶解性。 资料2：水是光合作用的原料，呼吸作用和许多有机物的合成和分解都需要水的参与。 资料3：组织细胞必需浸润在组织液中，红细胞必须浸润在血液中，淋巴细胞必须浸润在淋巴中。 水是细胞结构的重要组成部分 参与细胞内的许多化学反应 为细胞提供液体环境 资料4：物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用。 资料5：水在生物体内流动，把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的代谢废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。 细胞内良好的溶剂 运输营养物质和代谢废物 （三）水的重要功能 结合水 自由水 是细胞结构的重要组成成分。 a.细胞内良好的溶剂：许多物质溶解在水中 b.参与细胞内许多生物化学反应（光合作用、呼吸作用） c.运输营养物质和代谢废物（如血液运输氧气和二氧化碳） d.为细胞提供液体环境（如血细胞生活在血浆中） （三）水的重要功能 水为什么是细胞内的良好溶剂？（教材P20） 水是极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，故是良好溶剂 水分子之间容易形成氢键，保证水分子具有流动性。 由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容，水可以保持稳定性 13 新鲜豌豆种子 晒干的豌豆种子 谁的自由水含量更多？谁的新陈代谢更旺盛？二者有何联系？ 一般而言，自由水含量越高，代谢越旺盛。 沙漠中的植物 热带雨林中的植物 谁的结合水含量更多？谁的抗逆性更强？二者有何联系？ 一般而言，结合水含量越高，抗逆性相对越强。 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。这说明了什么？ 由此可见自由水与结合水可相互转换的 细胞中的水 自由水与结合水的关系 在一定条件下可以互相转换 自由水 结合水 代谢缓慢、降温 代谢旺盛、升温 自由水和结合水的相对含量， 决定细胞的代谢强度和抗逆性 自由水/结合水比值下降， 生物新陈代谢缓慢，但抗逆性增强 自由水/结合水比值上升， 生物新陈代谢加快，生长迅速 思考一下 新鲜小麦种子 在阳光下晒干 晒干后的小麦种子 为什么重量会减轻？ 失去自由水 用水浸泡后还能萌发么？ 说明：失去大部分自由水的种子仍保持其生理活性 思考一下 在酒精灯上烘干 晒干后的小麦种子 为什么重量会减轻？ 失去结合水 用水浸泡后还能萌发么？ 说明：失去结合水的种子失去生理活性 自由水和结合水的关系 【资料1】卷柏的耐旱力极强，一旦失去水分供应，就将枝叶卷曲抱团，失去绿色，根能自行从土壤分离，卷缩似拳状，随风移动，这时的卷柏几乎没有生命现象，但只要根系在水中浸泡后就又可舒展，变得翠绿可人。 (1)干旱时，卷柏体内自由水与结合水的比值如何变化？ (2)干枯的卷柏吸收水分后，恢复生长，代谢变得旺盛，原因是什么？ 提示：干枯的卷柏吸收水分后，自由水含量增多。自由水是细胞内的良好溶剂；水可作为反应物，参与许多生物化学反应；自由水还具有运输营养物质和代谢废物的功能。 (3)总结自由水含量和代谢强度的关系。 提示：一般来说，自由水含量越高，细胞的代谢越旺盛。 (4)在冬季来临之前，随着气温逐渐下降，卷柏体内自由水的含量降低，结合水的比例升高，能有效地防止细胞内结冰，增加抗寒能力，这说明自由水的含量和抗逆性的关系是什么？ 提示：一般来说，自由水含量越低，结合水相对含量越高，植物的抗逆性就越强。 提示：降低 练一练 1、植物内的水可以参与营养物质的运输。（ ） 2、自由水可以作为细胞内化学反应的反应物。（ ） 3、细胞失去结合水之后仍可以保持活性。( ) 4、晒干后的种子细胞内不含水分，导致细胞代谢停止，有利于种子长时间储存。（ ） 人和动物体内也含有无机盐，仅占鲜重1％－1.5％。 将小麦种子和植物秸秆等点燃烧尽， 最终都会得到一些灰白色的灰烬 ， 请问这些灰烬是什么呢 ? 无机盐 ？ 细胞中的无机盐 02 二. 细胞中的无机盐 1. 含量： 仅占细胞鲜重的1％ ~ 1.5％ 无机盐 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，少数以化合物的形式存在。 阳离子： Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等 阴离子： Cl－、SO42－、PO43－、HCO3－等。 1、有一种病叫缺铁性贫血，为什么缺铁会导致贫血？ Fe是形成血红素不能缺少的一种元素，缺Fe会影响血红蛋白的形成。 人体内血红蛋白和红细胞的减少都会导致贫血。 血红素分子的局部结构 思考和讨论 Fe是形成血红素不能缺少的一种元素 1 参与组成细胞中某些复杂的化合物 Mg是叶绿素的重要组分 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 2、人为什么要摄入盐？缺盐会出现什么症状？ 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，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。 思考和讨论 3、Ca2+有什么作用？为什么青少年和老人要及时补钙？ Ca2+参与骨骼和牙齿等的形成。 含量低：抽搐 含量高：肌无力 哺乳动物中钙 思考和讨论 4、土壤中缺B会影响油菜的产量吗？ 会，缺B会导致油菜只开花不结果，即“花而不实” 思考和讨论 2 维持细胞和生物体正常的生命活动 5、人体剧烈运动会产生乳酸导致肌肉酸痛，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？ 人体中存在缓冲物质:NaHCO3 乳酸 + NaHCO3 = 乳酸钠 + H2CO3 CO2 + H2O 3 维持细胞的酸碱平衡 思考和讨论 6. 某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？ 为什么要配制这一浓度，用0.09%或9%浓度可以吗？为什么？ 质量分数为0.9%的氯化钠溶液 思考和讨论 9% 0.09% 失水皱缩 吸水膨胀 4 维持细胞的渗透压平衡 阳离子 阴离子 Na+、K+、Ca2+、 Mg2+、Fe2+等 Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 组成细胞中某些复杂的化合物 维持细胞和生物体的生命活动 _____→叶绿素 _____→血红蛋白 维持细胞的________和_______ Na+ 、K+ 、Cl- 、HPO42-、HCO3-等 Na+过低或血钙过高→肌无力 血钙过低→抽搐 酸碱平衡 渗透压 Mg2+ 作用 Fe2+ 小结：无机盐在细胞中的含量很少，但是作用很大。 33 核心归纳 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 细胞中的无机盐 Inorganic salts in cells 无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，设计实验探究某无机盐M是否是植物必需的无机盐。 （1）、材料 生长状态相同、长势良好的植物若干，全营养培养液，缺M的培养液，无机盐M。 （2）、实验思想 设置对照实验(设某种无机盐为M)。 —证明某种无机盐是否是植物必需的方法— 35 细胞中的无机盐 Inorganic salts in cells —证明某种无机盐是否是植物必需的方法— （以Fe元素为例） ______________________植物分两组 甲组： _______________ 乙组：完全培养液 出现缺乏症 _________再培养 __________ Fe为植物生长的必需元素 植物正常生长 植物正常生长 Fe为植物生长的__________ 36 细胞中的无机盐 Inorganic salts in cells —证明某种无机盐是否是植物必需的方法— （以Fe元素为例） 生长状况相同的正常同种植物分两组 甲组：缺Fe的完全培养液 乙组：完全培养液 出现缺乏症 加入Fe元素再培养 缺乏症消失 Fe为植物生长的必需元素 植物正常生长 植物正常生长 Fe为植物生长的非必需元素 37 $