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

细胞中的无机物 第2章 第2节 1. 指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水喝结合水的形式存在，赋予了细胞的许多特性，在生命活动中具有重要作用。 2. 举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关 一 细胞中的水 水 （70%~90%） 蛋白质 （7%~10%） 糖类和核酸 （1%~1.5%） 脂质 （1%~2%） 无机盐 （1%~1.5%） 水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。 不同生物体的含水量是否一样？有哪些特点？ 不同种生物的含水量不同；通常水生生物的含水量大于陆生生物。 蛙78% 高等植物60-80% 哺乳动物65% 藻类90% 鱼类80-85% 水母97% 同一生物在不同的生长发育时期，含水量也不同。（一般是幼年个体大于老年个体） 77% 52%-58% 60%-65% 同一生物在不同的生长发育时期含水量相同吗？ 同种生物的不同组织、器官,含水量不同。 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 质量分数（%） 10 22 76 79 83 同种生物的不同组织、器官含水量相同吗？ 思考与讨论 问：血液是流动的，心肌是坚实的，为什么两者的含水量这么接近？ 形态 含水量% 血液 液态 83 心肌 坚韧的固态 79 血液中的水主要以自由水的形式存在， 心肌中的水主要以结合水的形式存在。 一 细胞中的水 自由水 结合水 细胞中水的存在形式 呈游离状态，可以自由流动； 占细胞内全部水分的95.5%。 与细胞内的其他物质（如蛋白质、多糖等）相结合； 占细胞内全部水分的4.5%。 特点：易蒸发、不受束缚、可流动 特点：不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性 一 细胞中的水 新鲜种子放在太阳下晒干，重量减轻，失去的是哪种形式的水? 晒干的种子用水浸泡后还能萌发吗? 干种子放在试管中，用酒精灯烘干，试管壁上有水珠，则失去的是哪种形式的水? 失去结合水的种子浸泡后还能萌发吗? 细胞中水的存在形式 1、自由水；减少自由水含量，降低代谢水平，便于储藏 2、失去一部分自由水的种子仍保持其生理活性； 4.失去结合水的细胞失去了生理活性 3.结合水 思考与讨论 2 、许多物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用，这说明自由水具有什么功能? 自由水是细胞内良好的溶剂 1、烘干的小麦种子浸泡后不能萌发。为什么失去结合水的细胞失去活性？ 结合水是细胞结构的重要组成成分 思考与讨论 3 、水是光合作用的原料，还有呼吸作用以及许多有机物的合成和分解都需要水的参与。这说明了自由水有何功能呢? 自由水参与细胞内的许多生物化学反应 淀粉的水解 淀粉 水 麦芽糖 二氧化碳 氧气 水 有机物 光合作用 思考与讨论 4 、血液可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞；同时又把细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或直接运输到体外。这反映自由水有何功能? 运输营养物质和代谢废物 水还有什么的功能？ 人的胚胎需要浸润在羊水中发育 细胞生活在以水为基础的液体环境中 为细胞生活提供液体环境 思考与讨论 总结 细胞中水的作用 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.参与细胞内许多生化反应（如光合作用、呼吸作用等） d.运输营养物质和代谢废物（如血液等） c.为细胞提供液体环境（如组织液、血浆等） 一 细胞中的水 思考：北方冬小麦在冬天来临前，自由水的比例会逐渐降低，而结合水的比例会逐渐上升，这是为什么？ 自由水的比例大 代谢旺盛 结合水的比例大 代谢下降，细胞抗旱抗寒等 抗逆境能力增强 避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。 自由水和结合水的关系 一、细胞中的水 自由水和结合水的关系 活动2 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 2.你是否能根据水在细胞中的存在形式，解释鸡蛋变质、鸭血凝固现象的原因。 NH3（极性分子） 溶于水 NaCl溶于水 一、细胞中的水 共用电子对 共用电子对 负电荷 正电荷 正电荷 极性分子 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 学科交叉 水的特性 水的作用由水分子结构决定 氢键形成示意图 一、细胞中的水 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 一、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 二 细胞中的无机盐 当你点燃一粒小麦种子，待它烧尽时可见到一些灰白色的灰烬，这些灰烬是什么呢？ 二 细胞中的无机盐 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在 存在形式 含量 无机盐 离子 1%-1.5% 阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 思考与讨论 植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ 有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？ 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。 Mg是构成叶绿素的元素，缺Mg会影响叶绿素的合成，进而影响光合作用。　 Fe是构成血红素的元素，缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。 思考与讨论 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。 这说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P是许多重要化合物（如核酸、ATP等）和细胞膜、细胞核等的重要组成成分。　 1.无机盐是许多重要化合物的组成成分 二 细胞中的无机盐 Ca :促进牙齿和骨骼生长，调节神经、肌肉敏感性。 血钙过低:抽搐痉挛；血钙过高:肌无力 哺乳动物血钙太低时，会出现抽搐现象。 有些植物缺少B时，会出现只开花不结果，即花而不实。 人体缺Na+会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，引起肌肉酸痛等。 2. 维持细胞和生物体的生命活动 B :硼在植物体内促进花粉形成、花粉管萌发。 缺少B：花而不实、花粉畸形等 思考与讨论 为什么生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液？ 为什么人剧烈运动后产生乳酸，但体液的PH还是维持在7.35-7.45呢？ 质量分数为0.9%的NaCl溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境的浓度，是等渗的。 3. 维持细胞的渗透压和酸碱平衡 机体内存在无机盐离子缓冲对：NaHCO3/H2CO3、 Na2HPO4/NaH2PO4等 总结 细胞中无机盐的作用 无机盐是许多重要化合物的组成成分 维持细胞和生物体的生命活动 维持细胞的渗透压和酸碱平衡 二、细胞中的无机盐 新知探究 随堂检测 4．研究发现用不含Ca2+和K+的生理盐水灌注离体蛙心时，蛙心收缩不能维持，而用含有少量Ca2+和K+的生理盐水灌注离体蛙心时，心脏能持续跳动数小时。在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍，当血浆中NaHCO3的含量减少时，会形成酸中毒，当血浆中H2CO3含量减少时，会形成碱中毒。医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液，临床上可用来补液和洗涤伤口。上面一系列事实说明（    ） ①无机盐是细胞内许多重要化合物的组成成分 ②许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用 ③无机盐对于维持细胞的酸碱平衡非常重要 ④无机盐可维持细胞渗透压，从而维持细胞正常形态 A．②④③ B．②③④ C．①③④ D．①②③ B 二、细胞中的无机盐 新知探究 随堂检测 5.“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 二、细胞中的无机盐 新知探究 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 二、细胞中的无机盐 新知探究 一、细胞中的水 新知探究 1．水分子中氢原子以共用电子对与氧原子结合。氧具有比氢更强的吸引共用电子对的能力，这使得氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。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。水分子间也可相互吸引，它们之间的静电吸引作用会形成一种弱的引力，这种弱的引力称为氢键，氢键易于形成和断裂。下列说法错误的是（    ） A．带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都易与水结合，因此，水是良好的溶剂 B．氢键的存在，使水具有较高的比热容，因此，水能维持生命系统的稳定性 C．结合水与细胞中的蛋白质、多糖、脂肪等物质相结合，使其失去了流动性和溶解性 D．细胞中自由水与结合水的含量比处于动态变化中，其大小与细胞的新陈代谢能力有关 C B 一、细胞中的水 新知探究 随堂检测 3.生物体内水的含量与其生存能力的强弱有重要关系，两条曲线代表代谢强度或抗逆性。 下列说法错误的是（　　） A．若图中①代表代谢强度，则②代表抗逆性 B．越冬作物通过增加灌溉可对②进行加强 C．种子萌发前吸收水分可使①增强 D．除改变水的含量外，增加细胞中蛋白质的含量也能使②增强 B A D D $