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

第2章 组成细胞的分子 第2节 细胞中的无机物 学习目标： 1.通过对比不同生物、组织、时间含水量，归纳自由水/结合水比值与代谢、抗性的关系，以及细胞中水的功能 2.通过小组分析资料，推导无机盐的功能 3.通过运动员饮料等生活情境，建立科学饮水的健康意识 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 当你剧烈运动，出了大量汗水后，你会选择…… 运动员在运动中会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐，所以要给他们补充无机盐。 运动饮料补充水分、无机盐和糖类 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 1、水在生物中的含量 通过图片你能得出哪些结论？ 表1 几种不同生物体内水的含量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 水含量% 97 80-85 78 65 90 60-80 表3 人体不同生长发育期的含水量 婴儿 幼儿 成人 老人 91% 72% 60% 50% 表2 人体中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：不同生物含水量不同；一般水生高于陆生 同种生物不同组织、器官，不同生长发育时期含水量不同。 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 任务一：水的结构及特性 阅读教材P20-21，思考以下问题： 1.水的结构如何？结合水分子的结构特性和带电情况，尝试解释水为什么能成为良好的溶剂？ 2.为什么常温下水是液体状态，具有流动性？ 3.水的哪一种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要？ 1、水在生物中的含量 2、水的结构及特性 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 任务一：水的结构及特性 阅读教材P20-21，思考以下问题： 1.水的结构如何？结合水分子的结构 特性和带电情况，尝试解释水为什么能成为良好的溶剂？ 1、水在生物中的含量 2、水的结构及特性 水分子是由2个氢原子和一个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。氧吸引共用电子的能力更强，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷，因此水是极性分子。 水是良好的溶剂：水是极性分子，水易与带有正电荷或带有负电荷的分子（或离子）结合。 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 任务一：水的结构及特性 阅读教材P20-21，思考以下问题： 3.为什么常温下水是液体状态，具有流动性？ 1、水在生物中的含量 2、水的结构及特性 由于水分子的极性，当一个水分子的氧端（负电性区）靠近另一个水分子的氢端（正电性区）时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力就称为氢键。每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起。 水的流动性：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，具有流动性。 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 任务一：水的结构及特性 阅读教材P20-21，思考以下问题： 4.水的哪一种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要？ 1、水在生物中的含量 2、水的结构及特性 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发生改变。 水的比热容高：对于维持生命系统的稳定性十分重要。 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 1、水在生物中的含量 2、水的结构及特性 3、水的分类、转化 任务二：水的分类、转化 在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。右图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。 分组讨论下列问题： 1.植物细胞中水有哪些，其存在状态如何？ 2.冬小麦的含水量从9月至12月，各自发生了哪些变化，说明了什么？ 3.试推测，到了来年春天，冬小麦的含水里又该如何变化，水含量的比值与代谢有何关系？有什么生物学意义? ①自由水：游离状，可以流动；②结合水：与细胞内其他物质结合 自由水减少，结合水增多，说明自由水能向着结合水转化 自由水增多，结合水减少，说明结合水也能向着自由水转化。 结合水/自由水比值增大，小麦代谢能力减弱，其抗寒性增强。 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 1、水在生物中的含量 2、水的结构及特性 3、水的分类、转化 小试牛刀 1、刚收获的种子，农民们会将种子晒干后再进行储存，在这个过程中，种子丢失的是什么形式的水？晒干后的种子就可以长久保存，这说明了什么？ 2、环境适宜时，农民们会将晒干的种子浸泡后再进行播种，此时的种子还能萌发吗？这又说明了什么？ 3、将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上会出现小水珠，这是种子中什么形式的水？浸泡后播种，种子还能萌发吗？这说明了什么？ 丢失了自由水； 当自由水/结合水比值降低时，生命活动代谢就会减慢。 能萌发，自由水/结合水比值升高时，生命活动代谢就会更旺盛。 种子失去结合水。将加热后的种子浸泡后播种，种子不能萌发，这说明失去结合水后，细胞不再具有活性。 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 1、水在生物中的含量 2、水的结构及特性 3、水的分类、转化 4、水的作用 资料：收获后的新鲜大豆种子代谢旺盛、活性极强，细胞状态饱满鲜活。种子细胞中，部分水分与细胞内蛋白质、多糖等生物大分子紧密结合，稳固维系细胞的固有形态与整体结构，让种子细胞完整紧实，不会轻易干瘪破损，是种子细胞存活的基础支撑。细胞中大部分水分以游离状态存在，充盈在细胞质与细胞器间隙，为胞内各类生命活动、生化反应搭建了稳定适宜的液体环境，保障微观生命活动有序开展。得益于水分子的极性特性，胞内游离水分可以充分溶解氨基酸、葡萄糖、各类矿质离子等多种物质，让营养物质均匀分布在细胞中。同时，种子萌发前期的物质合成、能量代谢等多项生化反应，都需要依托水环境完成，部分反应还必须有水分子直接参与。种子细胞合成的营养物质、积累的代谢废物，也能依靠游离水的流动完成胞内转运与更新，为种子生命活动持续供给物质、清理代谢废弃物。总结细胞中水的作用： 1.细胞结构的重要组成成分2.为生命活动提供良好的液体环境3.是细胞内的良好溶剂4.参与细胞内的生化反应（水解）5.运输养料和代谢废物（血液） 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 1、水在生物中的含量 2、水的结构及特性 3、水的分类、转化 4、水的作用 （ ） （ ） 作用 作用 对所学的知识进行归纳整合，尝试构建概念图 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 1、水在生物中的含量 2、水的结构及特性 3、水的分类、转化 4、水的作用 二、细胞中的无机盐 二、细胞中的无机盐 1、存在形式 大多数：以 形式存在 如：Na+、K+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Cl-、HCO3-等 少量：以 形式存在 如：DNA中的磷酸，骨骼中的钙等 2、含量：很少，占细胞鲜重的 。 1%—1.5% 离子 化合物 阅读教材P21“细胞中的无机盐”,并填空。 1、存在形式 2、含量 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 1、水在生物中的含量 2、水的结构及特性 3、水的分类、转化 4、水的作用 二、细胞中的无机盐 1、存在形式 2、含量 3、无机盐的功能 资料1:下面两图分别为一种叶绿素分子和血红素分子的局部结构简图,人体缺铁易患贫血,植物缺镁会影响光合作用。 一种叶绿素分子的局部结构 血红素分子的局部结构 资料2：植物在缺乏N、P、K等营养物质时，会出现各种症状，因此生产过程中常要给植物施肥。玉米在生长过程中缺乏P，植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。 资料4，人家都有这样的体会，进行微烈运动时，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。 资料5，医院输液，医用生理盐水是质量分数为0.9%的Nacl溶液。 资料3，人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引起肌肉酸痛、无力等。哺乳动物血钙太低时，会出现抽搐现象。 功能一：无机盐是一些化合物的重要组成成分 功能二：无机盐可维持正常的生命活动 功能三：无机盐可以维持细胞的酸碱平衡 功能四：无机盐可以维持细胞的渗透压平衡 2.1细胞中的无机物 一、细胞中的水 1、水在生物中的含量 2、水的结构及特性 3、水的分类、转化 4、水的作用 二、细胞中的无机盐 1、存在形式 2、含量 3、无机盐的功能 设计一个实验，验证Mg这种无机盐是否为植物生长发育所必需的。 实验组：缺Mg的完全培养液 对照组：完全培养液 1.自变量： 2.因变量： 植物生长发育状况：如叶正常，叶发病变发黄 3.无关变量：（控制并不发生改变的量） 生长状况相同的正常同种植物， 等量的培养液 其他条件相同且适宜等 4.实验思路： 证明某种无机盐是否是植物必需的方法 （以Mg元素为例） 生长状况相同的正常同种植物分两组 甲组：缺Mg的完全培养液 乙组：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 15 细胞中的无机物 水 无机盐 自由水 结合水 ①良好的溶剂 ②参与生化反应 ③为细胞提供液体环境 ④运输养料和废物 细胞结构的重要组成成分（结构物质） 自由水比值高：代谢旺盛 结合水比值高：代谢缓慢，抗逆性强 相互 转化 比值关系 功能 功能 存在形式 离子（主）或化合物 细胞和生物体的重要组成成分 维持细胞和生物体的生命活动 功能 维持细胞形态和酸碱平衡 课堂小结 16 $