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 第2章 组成细胞的分子 第2节 细胞中的无机物 为什么细胞中的无机盐含量很少，作用却很重要？ 水在细胞中以什么形式存在？具有哪些重要作用？ 学习目标 粤超 情境：某足球运动员参加训练，在炎热天气下完成高强度对抗跑动后大量出汗，感觉口渴难耐，你会给他喝什么？ 越喝越渴！ 运动员立即狂饮两瓶纯净水。不久后，他突然出现腿部肌肉痉挛（抽筋）、头晕、恶心等症状，被紧急送医。 1.为什么运动后必须补水？丢失的水在细胞中到底有什么用？ 2.这位运动员只喝纯水后抽筋，说明还严重缺失了哪类物质？ 它们从何而来，作用是什么？ 1. 含量： 水是细胞中含量最多的化合物 生物体内水的含量特点有哪些？ 水含量特点 水母 97% 鱼类 80%--85% 藻类 90% 高等动物 65% 蛙 78% 高等植物 60%~80% 水生生物>陆生生物 【问题1】比较图中各种生物的含水量，得出什么结论？ 结论：不同种类的生物含水量不同（水生生物＞陆生生物） 水含量特点 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 【问题2】同一生物体不同的组织器官，含水量是否相同？ 10% 22% 76% 79% 83% 结论：同一生物个体，不同组织、器官含水量不同. 水含量特点 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 水含量特点 结论：同一生物在不同的生长发育时期含水量不同（幼年＞成年＞老年。 77% 52%-58% 60%-65% 结论：同一生物在不同的生长发育时期含水量不同（幼年＞成年＞老年，男性＞女性）。 水含量特点 讨论1：细胞中的水是以什么形式存在的，各种形式水的含量是怎样的？ 讨论2：不同形式的水起的作用是什么？ 阅读教材P20-P21中的内容，思考以下问题。 细胞中的水 自由水 结合水 （占细胞内全部水的95.5%） （占细胞内全部水的4.5%） 绝大多数水以游离的形式存在，可以自由流动 与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水 讨论1：细胞中的水是以什么形式存在的，各种形式水的含量是怎样的？ 细胞中的水 结合水 自由水 是细胞结构的重要组成成分。 1 2 3 4 细胞内良好的溶剂（许多物质溶解在水中） 参与细胞内的生物化学反应（光合作用、呼吸作用） 运输营养物质和代谢废物（如血液运输氧气和二氧化碳） 为细胞提供液体环境（如血细胞生活在血浆中） 思考: 水为什么能成为细胞内良好的溶剂，并具有流动性呢？这与 水分子结构有什么关系？阅读P20-P21小字体部分。 细胞中的水 讨论2：不同形式的水起的作用是什么？ H2O是极性分子 O H H δ- δ+ δ+ 水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。 NH3（极性分子） 溶于水 NaCl溶于水 水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为一个极性分子，带正电或负电的分子（或离子）都容易与水结合 水是良好溶剂 细胞中的水 氢键形成示意图 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。 水具有流动性 学科交叉 水的特性 细胞中的水 由于氢键的存在，水具有较高的比热容，水的温度相对不容易发生改变。 对于维持生命系统的稳定系十分重要。 氢键形成示意图 学科交叉 水的特性 细胞中的水 小组讨论：结合水分子结构特点，思考为什么水具有这些功能？ 结构 功能 相适应 水是极性分子 分子间具有氢键 氢键不稳定 良好的溶剂 具有高比热容 具有流动性 维持温度稳定 参与生化反应 运输营养物质和代谢废物 为细胞提供液体环境 细胞中的水 现象 对应水的作用 汗液蒸发后身体降温 良好溶剂，提供反应介质 汗液含尿素、盐分 提供液体环境（适当补充） 肌肉细胞中糖分要溶解才能被利用 维持体温恒定 跑步时细胞呼吸加强，水参与分解葡萄糖 运输代谢废物 运动时骨骼关节有滑液起润滑作用 参与细胞内化学反应 在粤超一场激烈的足球比赛中，运动员身体会出现多种变化，请把下列现象和水对应的生理功能连线。 细胞中的水 自由水和结合水可以相互转化吗？ 细胞中的水 怎么判断一个鸡蛋是好的还是坏的？ 臭鸡蛋 蛋清更“稀” 新鲜鸡蛋 蛋清液态胶状 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。 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。 与生活的联系: 细胞中的水 结合水→自由水 鸭血凝固 自由水→结合水 鸡蛋变质 结合水→自由水 结合水和自由水在一定条件下可以相互转化 细胞中的水 细胞内自由水和结合水比例变化会带来什么作用呢？ 资料：足球场天然草坪养护记录： •赛季期(5-9月)： 每周灌溉2-3次，保持土壤含水量70%-80%，每月施氮肥。 草坪代谢旺盛，生长迅速，最后进行修剪，用于踩踏修复。 •越冬期(11月-次年2月)： 10月中旬开始控水，将灌溉量减少至原来的1/3，停止施氮肥，增施磷钾肥。 草坪草逐渐变黄，生长几乎停止，但能耐受-15°C低温，来年返青整齐。” 1.赛季期草坪草细胞中自由水/结合水比值上升还是下降? 2.越冬期控水后，自由水/结合水比值如何变化?这种变化对草坪草的代谢和抗寒性有什么影响? 上升 下降 两者的相对含量和生物组织的代谢速率相关 √ 上升 下降 细胞代谢增强 细胞代谢减弱 抗逆性增强 自由水含量越高 结合水含 量越高 生长快 草坪抗冻 在冬季来临时，结合水增多，自由水减少，增强抗冻能力。 自由水 结合水 1.（24-25年黑龙江省鹤岗市一中）下列有关水的叙述正确的是A．结合水一般不直接参与代谢作用B．抗旱植物细胞内自由水含量大C．越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升，有利于抵抗不利的环境条件D．冬天落叶针叶树体内结合水的比例会减少 【答案】A 习题巩固 2．（2024高一下·辽宁·学业考试）为避免低温伤害，北方冬小麦在冬天来临前，自由水和结合水比例的变化是（　　）A．变小 B．变大C．先变大后变小 D．先变小后变大 【答案】A 运动员只喝纯水后抽筋，说明还严重缺失了哪类物质？ 细胞中的无机盐 运动员只喝纯水后抽筋，说明还严重缺失了哪类物质？ 1、无机盐在细胞中的含量： 极少，仅占细胞鲜重的1%-1.5% 2、无机盐在细胞中的存在形式： 阳离子： Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 (1)大多数以 的形式存在 阴离子： Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 (2)少数与其他化合物结合 离子 无机盐 细胞中的无机盐 作用是什么？ 资料1： 说出下列资料中体现了无机盐的什么功能？ Mg是组成叶绿素的成分 Fe是组成血红素的成分 Ca是组成牙齿和骨骼的成分 功能1：是细胞中的某些化合物的组成成分 无机盐的作用 资料2： 说出下列资料中体现了无机盐的什么功能？ 功能2：维持细胞和生物体的生命活动 “腰酸背痛腿抽筋，请服新钙中钙高钙片”！！！ 血钙不足→抽搐 血钙过高→肌无力 Na+缺乏 肌肉酸痛 无力等。 无机盐的作用 碱性食物 肌肉酸痛 资料3：运动后会感到腰酸、膝盖酸的原因是运动时产生 了乳酸，但人体血液的pH没有因此而明显降低,还是维持 在7.35~7.45之间。为什么？ 有由无机盐参与构成的酸碱缓冲对：如H2CO3\ NaHCO3 乳酸 + NaHCO3 = 乳酸钠 + H2CO3 H2O+CO2(经呼吸系统排出) 功能3：维持细胞酸碱平衡。 无机盐的作用 资料4：生理盐水是指与哺乳动物血浆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，如果放到清水中，会吸水涨破。 9% 0.09% 皱缩 膨胀 功能4：维持细胞渗透压平衡（维持细胞正常形态） 无机盐的作用 (1) 是细胞中某些重要化合物的 ； (2)无机盐能维持 ; (3)无机盐能维持 ; (4)无机盐能维持 ; 细胞和生物体的生命活动 正常的渗透压 酸碱平衡 无机盐的作用 组成成分 1．（24-25山东省烟台市高一上期中）生活在盐碱地中的植物，其液泡能逆浓度吸收Na+而促进细胞吸水，该现象说明液泡内的Na+参与（ ）A．构成细胞内化合物 B．维持正常的pHC．提供能量 D．调节渗透压 【答案】D 习题巩固 2．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）植物体内叶绿素与光合作用密切相关，下列参与叶绿素合成的是（ ）A．Ca2+ B．Mg2+ C．Cu2+ D．Fe3+ 【答案】B 细胞中的无机 物 水 无机盐 组成复杂的化合物 维持生命活动 维持酸碱平衡和渗透压 作用 结合水：细胞结构的重要组成部分 自由水 比值高：代谢旺盛、抗逆性差 比值低：代谢强度弱、抗逆性强 细胞内良好的溶剂 参与细胞内的生物化学反应 为细胞提供液体环境 运送营养物质和代谢废物 存在形式：主要以离子的形式存在 存在形式 自由水/结合水 课堂总结 1．（2025高一·广东·学业考试）水和无机盐是构成细胞的重要成分。下列叙述错误的是（ ）A．结合水是细胞结构的重要组成部分 B．自由水可以运输营养物质C．干种子燃烧后剩余的灰烬主要是无机盐 D．细胞中的无机盐均以离子的形式存在 【答案】D 习题巩固 2．（25-26高一上·广东梅州·期末）下列有关水和无机盐的叙述中，正确的是（　　）A．水是非极性分子使其成为细胞内良好的溶剂B．为抵御寒冬，植物体内的结合水/自由水的比例会增大C．晒干后的种子因不再含有自由水而有利于长期保存D．人体内Ca2+缺乏会引起肌肉酸痛、无力等 【答案】B 习题巩固 3．（24-25高一上·广东梅州·期末）水和无机盐在农作物的生长发育过程中发挥着重要的作用。下列关于水和无机盐的叙述，错误的是（　　）A．可利用的无机盐含量过少可能导致植物出现相应病症B．将玉米等农作物的秸秆充分燃烧后，剩余的物质主要是有机物C．氢键的存在导致水具有较高的比热容，有利于维持生命系统的稳定性D．在玉米种子萌发过程中，自由水和结合水的比值提高 【答案】B 习题巩固 与生活的联系： 摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？ 盐的主要成分是NaCl，虽然Na+和Cl-在细胞的代谢中发挥重要的作用，但它们并不是越多越好。据《中国居民营养与慢性病状况报告（2015）》显示，我国居民平均每天烹调用盐量达到了10.5g，而且中老年群体食盐消费量明显高于青少年群体。摄入盐过多对人类健康的危害很大。例如，有大量证据表明，增加盐的摄入会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险；高盐饮食与骨质疏松症、糖尿病等相关。但是，并不是所有的人群都适合低盐饮食，某些疾病患者可能要维持相当水平的盐摄入。 无机盐的作用 $