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

人教版必修1 第二章 组成细胞的分子 授课人：常婷 第二节 细胞中的无机物 学习目标 | 学习目标 | 生命观念 通过水结构与功能的分析，形成结构与功能相适应的生命观念。 科学思维/探究 归纳概括水与细胞代谢的关系，通过探究无机盐的功能的技能训练培养科学探究能力。 社会责任 通过学习无机盐与人体健康的关系，关注人体健康。 课堂导入 同学们，当你夏天在外剧烈运动导致大量出汗之后，你会选择什么饮料解渴？ √ 课堂导入 同学们，当你夏天在外剧烈运动导致大量出汗之后，你会选择什么饮料解渴？ 水分 无机盐 生命起源于海洋！ 水是生命之源！ 那生物体中水的含量如何？水对生物体又有什么作用呢？ 情境素材 鱼类80-85% 高等植物60-80% 哺乳动物65% 水母97% 藻类90% 蛙78% 水生生物 > 两栖动物 > 陆生生物 结论：不同生物种类的含水量不同 （1）探讨不同生物体内的含水量，分析材料得出结论。 细胞中的水 1 水的含量 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 （2）人体在不同的生长发育时期，含水量有何特点？ 幼年期＞成年期＞老年期 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 细胞中的水 1 水的含量 《红楼梦》说：女人是水做的！ 那男人呢？ （2）人体的不同的性别，含水量有何特点？ 细胞中的水 男性＞女性 1 水的含量 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 （3）探讨同一生物体不同器官的含水量，分析材料得出结论。 结论：同一生物体，不同组织、器官中的含水量不同 思考：心脏和血液的含水量很接近，为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？ 细胞中的水 1 水的含量 自然界中水的存在形式 液态 气 态 固 态 细胞中水会呈现出什么状态呢？ 细胞中的水 2 水的存在形式 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 易蒸发、不受束缚、可流动 不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性 与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水 细胞中的水 2 水在细胞中存在的形式 重量减轻 2 将种子放在阳光下2天 1 ________大量散失 3 将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热 1 管壁上有水珠 2 失去的主要是_______ 3 2 水在细胞中存在的形式 自由水 结合水 将种子放在阳光下2天 晒干的种子 仍能萌发 2 晒干的种子用水浸泡 1 失去大部分自由水的种子仍保持其生理活性 3 3 失去结合水的种子，失去了生理活性 1 酒精灯加热的种子用水浸泡 不能萌发 2 2 水在细胞中存在的形式 资料：(1）夏季，绿色植物自由水含量较高；冬季，绿色植物结合水含量较高。 自由水 结合水 温度降低 温度升高 ①自由水与结合水在一定条件下可相互转化： ②自由水/结合水与细胞代谢和抗逆性的关系： （2）越冬的植物、干旱地区的植物细胞中，结合水含量升高，意义在于？ 细胞代谢增强，但抗逆性较差 （如萌发的种子） 细胞代谢减弱，但抗逆性增强 自由水含量 越高 结合水含量 越高 自由水 结合水 下 降 上升 （抗逆性：动植物适应不良条件的能力， 如抗寒、抗旱、抗倒伏能力） 2 水在细胞中存在的形式 自由水 结合水 降温 升温   新陈代谢 速率 抗逆性 自由水/结合水 代谢强度 抗逆性 O 2 水在细胞中存在的形式 15 自由水 结合水 降温 升温   新陈代谢 速率 抗逆性 自由水/结合水 代谢强度 抗逆性 O 2 水在细胞中存在的形式 16 自由水 ① 细胞内的良好溶剂，许多物质需溶解在水中。 功能： ② 参加许多生物化学反应，如光合作用、呼吸作用。 ③ 为细胞提供液体环境，如血细胞生活在血浆中。 ④ 运输营养物质和代谢废物，如血液运输氧气和二氧化碳。 结合水 功能： ① 细胞结构的重要组成部分。 3 水的生理功能 ② 增强抗逆性 （1）水为什么能成为良好的溶剂？ （2）为什么水在常温下具有流动性？ （3）又为什么水在生物体含量这么高？ 细胞中的水 [任务] 阅读课本 P20-21 小字部分， 回答下列问题： 5 水的特性 我们不妨从微观角度来看看水分子的组成 水为什么是极性分子？由于氧具有比氢更强的吸引共用电子对的能力（为什么？因为氧的质子数是8，氢为1，氧对电子的吸引力更大，带负电荷），使氧的一端带捎带负电，氢的一端带正电，称为极性 18 H原子 H原子 O原子 O H H H2O分子 共价键 H2O分子 共用电子对 H2O分子 共用电子对 H H O O H H H2O分子 共用电子对 δ- δ+ δ+ H H O 水为极性分子 表面上看，两者是通过共用电子对形成了化学键，但就像两个强弱联手的国家，资源分配会更多地偏向强国一样，由于O和H原子吸引电子的能力差异较大，电子对也会更多地偏向O原子，而且我们都知道，电子是带负电的，所以这样一来，虽然整个水分子是不带电的，但是局部依然带电，靠近O的部位带负电，靠近H的部位带正电。我们把类似这样的分子称为极性分子，水分子就是典型的极性分子。水作为生命之源，其极性分子的特性就是重要的原因，我们待会儿再解释。 21 清水中加入NaCl颗粒 NaCl颗粒被溶解 水为极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合。 水是良好的溶剂 H2O分子 O H H δ- δ+ δ+ （δ-） （ δ+ ） （δ-） （ δ+ ） （ δ- ） （ δ+ ） （ δ+ ） （ δ- ） 氢键 氢键 氢键 氢键 水分子之间形成氢键，氢键不稳定，易形成，也易断裂。 水具有流动性 这样才能保护地球不会被悬殊的昼夜温差变成一个死寂的世界！ 水有较高的比热容，使得水的温度相对不容易发生改变。 有利于维持生命系统的稳定性 （1）水为什么能成为良好的溶剂？ （2）为什么水在常温下具有流动性？ （3）又为什么水在生物体含量这么高？ 细胞中的水 [任务] 阅读课本 P20-21 小字部分， 回答下列问题： 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。 由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。 水分子间形成氢键，其易被破坏，也易形成，这样水中的氢键不断地断开，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体的状态。 5 水的特性 我们不妨从微观角度来看看水分子的组成 水为什么是极性分子？由于氧具有比氢更强的吸引共用电子对的能力（为什么？因为氧的质子数是8，氢为1，氧对电子的吸引力更大，带负电荷），使氧的一端带捎带负电，氢的一端带正电，称为极性 25 细胞中的水总结 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 ， 这些灰烬是什么呢 ? ？ 细胞中的无机盐 无机盐 葡萄糖酸锌口服溶液 儿童成长乳钙片 碘盐 把种子或树枝点燃，会留下灰烬，灰烬有什么用途？ 27 ① 大多数无机盐以离子的形式存在 阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 ② 少数无机盐以化合物的形式存在 牙齿、骨骼的组成成分是碳酸钙，以化合物形式存在。 细胞中的无机盐 极少，仅占细胞鲜重的1%-1.5% 2 存在形式 1 含量 28 3 无机盐的功能 【资料1】下图是一种叶绿素分子和血红蛋白分子的局部（血红素）结构图。 由材料可以看出，有些无机盐是 。 ①某些重要化合物的组成成分 血红素分子的局部结构 【活动】资料分析 细胞中的无机盐 1.7.2013 ‹#› 该材料说明：无机盐能_____________________________________。 ②维持细胞和生物体的正常生命活动 3 无机盐的功能 细胞中的无机盐 【活动】资料分析 【资料2】人在剧烈运动时，会大量排汗，可能会引起肌肉抽搐，这是因为有大量的Ca2+随汗液排出，造成血钙过低；而血钙过高则出现肌无力。人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，引起肌肉酸疼、无力等。 血钙过高→肌无力 血钙不足→抽搐 1.7.2013 ‹#› 【资料3】医生给病人输液时，常采用生理盐水，即质量分数为0.9%的氯化钠溶液，而不是清水或浓盐水。 3 无机盐的功能 细胞中的无机盐 【活动】资料分析 生理盐水 正常形态 皱缩 膨胀 9% 0.09% 该材料说明：无机盐能 。 ③维持渗透压平衡 1.7.2013 ‹#› 3 无机盐的功能 细胞中的无机盐 某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？ 质量分数为 0.9% 的氯化钠溶液 正常形态 皱缩 膨胀 9% 0.09% 1.7.2013 ‹#› 【思考】进行剧烈运动时,会感到腰酸、腿酸、膝盖酸，但过了一会就好了， 这是为什么呢？ 上述说明：无机盐能________________。 ④维持酸碱平衡 3 无机盐的功能 细胞中的无机盐 【活动】资料分析 人体血液中存在 H2CO3/NaHCO3 等缓冲物质。 乳酸 + NaHCO3 = 乳酸钠 + H2CO3 CO2 + H2O 1.7.2013 ‹#› 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（如消化酶）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、肌肉细胞兴奋性降低，肌肉酸痛、无力等 细胞中的无机盐 证明某种无机盐是否是植物必需的方法 无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，设计实验探究无机盐Mg是否是植物必需的无机盐。 细胞中的无机盐 甲组：缺Mg的完全培养液 乙组：完全培养液 （1）实验原则： （3）实验材料 生长状况相同的正常植物若干，完全培养液，缺Mg的完全培养液，无机盐Mg2+ 单一变量原则、对照原则、等量原则 （4）实验设置 （2）培养方法： 无土栽培 植物怎么培养？ 35 （以Mg元素为例） 生长状况相同的正常植物若干均分为两组 甲组：一定量缺Mg的完全培养液 乙组：等量的完全培养液 出现缺乏症 加入Mg2+再培养 缺乏症消失 Mg为植物生长的必需元素 植物正常生长 植物正常生长 Mg为植物生长的非必需元素 细胞中的无机盐 在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察两组幼苗生长情况 证明某种无机盐是否是植物必需的方法 36 实验对照分析 实验组中加入Mg的目的是形成二次对照（自身前后对照），以增强说服力。 空白对照 对照组： 植物 + 完全培养液 实验组： 植物 + 缺X培养液 自身对照 对照组： 缺X培养液（加入 X 之前） 实验组： 加入无机盐X后 课堂小结 无机盐 自由水 ①细胞内良好的溶剂 细胞中的无机物 水 结合水 含量 功能 含量 功能 ①作为细胞结构的重要组成部分 ①某些化合物的重要组成成分 大多数以离子形式，少数以化合物形式存在 功能 含量 存在形式 存在形式 （95.5 %） （细胞鲜重的1%~1.5%） （4.5 %） ②增强细胞抗逆性 ④运输营养物质和代谢废物 ②参与细胞内的生化反应 ③为绝大多数细胞提供液体环境 ④维持生物体内的酸碱平衡 ②维持细胞和生物体的正常生命活动 ③维持生物体内的渗透压平衡 相互转化 （活细胞中含量最高的化合物） 一、概念检测 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。（ ） × × × 水和无机盐 练习与应用 水和无机盐 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的浓度，所以叫生理盐水。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溶剂，以保证细胞的生活环境维持在稳定的状态。 水和无机盐 练习与应用 2.目前已探明，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。为什么科学家会作出这样的推测呢？ 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。 课堂检测 1．下列有关水和无机盐的叙述，不正确的有（ ） B ① 水能溶解、运输营养物质和代谢废物，并维持细胞形态 ② 细胞中无机盐含量很少且大多数是以化合物形式存在 ③ 哺乳动物的血液中钙离子含量过高，会出现抽搐等症状 ④ 无机盐可以为人体生命活动提供能量 ⑤ 休眠种子与萌发种子相比，结合水与自由水的比值更小 ⑥ 缺碘会引起儿童佝偻病 六项 A 五项 B 四项 C 三项 D 课堂检测 2．豌豆的种子有圆粒和皱粒。圆粒种子含淀粉多,成熟时能有效地保留水分。而皱粒种子含蔗糖多,在成熟时由于失水而皱缩。上述圆粒种子保留的水分和皱粒种子失去的水分 (　　) A A 前者主要是结合水,后者是自由水 C 前者主要是自由水,后者是结合水 B 两者主要都是结合水 D 两者主要都是自由水 课堂检测 3.无机盐是食物中的重要矿物质营养素。下面关于无机盐的叙述，错误的是 (　　) D A 缺铁性贫血是因为人体对铁的摄入量不足，影响到血红素的合成 B 人体血液中Ca2＋的含量过低会出现抽搐等症状 C D 人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低 细胞中无机盐主要用于合成各种化合物 任务二：细胞中的无机盐 第二部分 随堂检测 6.“焦边”是由缺钾引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。请完善实验步骤探究小麦“焦边”是由缺钾导致的。准备以下材料用具：若干株长势基本相同的小麦幼苗、浓度相同的完全培养液、缺钾培养液等。 (1)实验步骤： ①取两只广口瓶，编号为甲、乙。在甲瓶加入100 mL的完全培养液，向乙瓶中加入__________________； ②将_____________________________________分别栽种在甲、乙瓶中； ③在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察______________________ __________。 100 mL缺钾培养液 长势基本相同的小麦幼苗随机均分为两组 小麦叶片是否出现“焦 边”现象 随堂检测 (2)实验结果与结论： ①若甲瓶的小麦幼苗正常生长，_________________________________， 则说明小麦叶片“焦边”是由缺钾引起的； ②若_____________________________________，则说明小麦叶片“焦边”不是由缺钾引起的。 (3)通过实验证实“焦边”是由缺钾导致的，为增强实验的说服力，在上述实验的基础上应如何改进？ _______________________________________________________________________。 乙瓶的小麦叶片出现“焦边”现象 甲、乙瓶中的小麦均未出现“焦边”现象 可以在缺钾培养液中加入钾，培养一段时间后观察植物叶片生长是否恢复正常 任务二：细胞中的无机盐 第二部分 Lavf58.29.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.33(fixed_gap:False) $