2.2细胞中无机物课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

选材原则: ①富含XXX的材料（XXX含量高的材料）eg.检测还原糖，不选甘蔗，选苹果、梨。 ②白色或浅色的材料（防止干扰颜色反应的观察）eg.检测还原糖，不选西瓜汁；检测脂肪，不选食用油。 50-65℃ 水浴加热 细胞 元素 化合物 组成细胞的元素在无机自然界都能找到。 生物与非生物统一性体现在元素种类；差异性体现在元素含量。 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等（记忆技巧：铁猛碰新木桶） 大量元素、微量元素→作用同样重要，都是生物体必须元素。 主要存在形式 无机物 有机物 水→(活细胞/细胞/鲜重)中含最多的化合物 无机盐 蛋白质 糖类 脂质 (活细胞/细胞/鲜重)中含最多的有机化合物 干重中含量最多的化合物 双缩脲试剂→紫色（先A液1ml摇匀；再B液4滴摇匀） 还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀 还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖；非还原糖：蔗糖、淀粉 斐林试剂本身是蓝色不是无色。需甲乙液等量混合，现配现用。 检测还原糖时未水浴加热，则呈现蓝色，不生成砖红色沉淀。 脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色 体积分数为50%酒精溶液→洗去浮色 （显微镜观察先低倍后高倍） 1 第2节 细胞中的无机物 第2章 组成细胞的分子 本节目标 知识目标：说出水的存在形式与功能； 简述无机盐的存在形式与生理作用； 举例说明 Fe、Mn、Mg 等离子的功能。 能力目标：通过实例分析，区分自由水与结合水；运用无机盐知识解释生活现象。 情感目标：认同水与无机盐是生命必需物质，树立健康生活与科学用水观念。 问题探讨： 运动员饮料的化学成分表 右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。 成分 质量浓度/（g · L-1） 蔗糖 30 其他糖类 10 柠檬酸 10 柠檬香精 0.8 氯化钠 1.0 氯化钾 0.1 磷酸二氢钠 0.1 磷酸二氢钾 0.1 碳酸氢钠 0.1 水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多化学反应需要水的参与，运输营养物质和代谢产生的废物 2.表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？ 讨论: 1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？ 因出汗丢失了一些无机盐 细胞中许多化合物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等 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 合作探究一：仔细观察下面三个表格，思考能得出什么结论？ 水的含量 不同生物含水量不同 水生生物＞陆生生物 表2 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% 同种生物，不同的生长发育阶段，体内的含水量不相同 。 一、 细胞中的水（70%--90%） 5 1.水的含量 表3 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 同种生物，不同器官的含水量不同 一、 细胞中的水（70%--90%） 问题1：水以几种形式存在细胞里面？各种形式水的含量是怎样的？ 问题2：不同形式的水在细胞中的作用是什么？ 合作探究二：阅读教材P20-P21中的内容，思考以下问题。 一、 细胞中的水（70%--90%） 阅读教材第20-21页，完成下面表格 形式 定义 含量 自由水 结合水 约95.5% 约4.5% 呈游离状态，可以自由流动的水 细胞中与其他物质相结合的水 （易蒸发、可流动） （不易散失、较稳定） 2、水的存在形式和作用 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） 2.自由水和结合水的功能 问题: 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？ 一、 细胞中的水（70%--90%） 一、 细胞中的水（70%--90%） 请同学们阅读教材20-21页，讨论以下问题。 1.为什么说水是一种良好的溶剂？ 2.水分子的氢键是怎样形成的？为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？ 3.为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？ 3.水分子结构和理化特性 2. 水分子结构和理化特性 负电荷 正电荷 (1)水是极性分子(结构1) 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有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合。 水是良好的溶剂(理化特性1) 1.为什么说水是一种良好的溶剂？ (2)分子间能形成氢键(结构2) 氢键易被破坏，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。 水具有流动性(理化特性2) 2.水分子的氢键是怎样形成的？为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？ 结构 功能 决定 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。 水具有较高的比热容(理化特性3) 3.为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？ 水是 极性分子 水分子空间结构及电子的不对称分布 带正、负电荷分子或离子都容易与水结合 水分子之间形成氢键 →水是良好的溶剂 易断裂、易形成 水具有较高的比热容 →水在常温下呈液态，可流动运输营养物质和代谢废物为细胞提供液体环境 →水的温度相对不容易改变， 有利于维持生命系统的稳定。 O H H ― ＋ ＋ O H H ― ＋ ＋ O H H ― ＋ ＋ 氢键 一、 细胞中的水（70%--90%） 2. 水分子结构和理化特性 ⑴在一定条件下自由水和结合水可相互转化。 3.自由水和结合水之间的关系 结合水 高温 低温 自由水 鸭血凝固 自由水→结合水 结合水→自由水 2.新鲜种子和干种子哪个更易保存？晒干的玉米丢失什么形式的水？为什么晒干的小麦种子无法萌发，而浸泡处理的种子可以萌发？由此能得出什么结论？ ①晒干的种子，自由水减少，代谢减弱，利于储存。②浸泡的种子时，吸收水分，自由水增多，代谢增强，种子萌发 结论：自由水增多，代谢增强；自由水减少，代谢减弱 3.高温烘烤已晒干的小麦种子产生的是什么形式的水？此时的种子无法萌发说明什么问题？ 4.北方冬小麦在冬天来临前，结合水的比例会上升，你是否能据此判断自由水和结合水的比例与植物抗逆性之间的关系? 晒干的种子，经过加热，失去结合水，细胞的结构被破坏，不能萌发。 自由水的比例高——代谢活跃，生长快，但抗逆性弱 结合水的比例高——代谢下降，生长慢，但抗逆性强 小结：水的存在形式和功能： 结合水 自由水 可转换 分布: 功能: 含量: 以游离形式存在，可自由流动 细胞中绝大部分水 ①细胞内良好的溶剂 ②参与许多生物化学反应 ③为细胞提供液体环境 ④运送营养物质和代谢废物 分布: 功能: 含量: 与蛋白质、多糖等物质结合 是细胞结构的重要组成部分 少，占细胞水分的4.5% 种子 晒干（ 萌发） 烘干（ 萌发） 自由水（大部分） 可 结合水 不可 自由水/结合水 比值高： 比值低： 代谢旺 ,但抗逆性差 , 如癌细胞、萌发的种子、分生组织细胞等 代谢弱 ,但抗逆性增 , 如干种子、越冬植物、细菌芽孢等 旺盛 差 强度低 强 随堂练习 1．在探索外星球是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的环节。水在生命中的意义主要表现为(　　) A．水是细胞鲜重中含量最多的化合物 B．水在生物体内可以流动 C．能与蛋白质结合，体现生命活动现象 D．许多生化反应必须在水中进行 D 2．如图为水分子结构示意图，根据所学知识判断，下列说法正确的是(　　) A．水之所以是良好的溶剂，是因为结构 ①这种弱引力的存在 B．结构②使水分子成为极性分子， 从而使水具有较高的比热容 C．水在细胞中多以自由水形式存在，在生命活动中承担重要作用 D．细胞中结合水的含量是不断变化的，结合水越多，细胞代谢越旺盛 C 思考 将种子直接在酒精灯火焰上燃烧，烧尽时会看到灰白色粉末。种子燃尽后产生的粉末是什么物质？ 1.含量: 2.存在方式: 很少,1%-1.5% 大多数以离子的形式存在 少数以化合物的形式存在, 如:牙齿中的CaCO3 阳离子: Na+、K+、Ca2+ 、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等 阴离子: Cl-、SO42-、PO43-、HCO3- 等 二、 细胞中的无机盐 血红素分子叶绿素分子局部结构简图 3.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。 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）和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。 ①是细胞许多重要化合物的组成成分 3. 细胞中无机盐的功能： 1. 植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ Mg是构成叶绿素的元素， 缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。 2. 有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？ Fe是构成血红素的元素， 血红蛋白组成成分之一是血红素。 因此缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。 ②维持细胞和生物体生命活动 思考：当大量出汗后，为什么应多喝淡盐水？ 大量出汗丢失两种物质：水 + 无机盐（主要是 Na⁺、Cl⁻） 淡盐水含有少量 NaCl，同步补充水分和丢失的钠盐： 维持细胞外液正常渗透压，保证水分正常分布，不会细胞水肿； Na⁺参与神经冲动传导、肌肉收缩，缺钠容易腿抽筋、浑身发软； 氯离子维持胃酸合成、酸碱平衡； 保证肾脏正常水盐调节，避免大量喝水后排尿过快，水分留不住。 3. 无机盐的作用 进行剧烈运动之后, 会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸, 但体液中的PH并没有明显降低,还维持在7.35-7.45，为什么？ 乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3 呼吸排出 资料3 CO2＋H2O 无机离子如H2CO3/NaHCO3等组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。 ③ 无机盐能维持细胞和生物体的酸碱平衡 ④维持细胞的渗透压平衡 思考：医生输液时使用 0.9% NaCl 生理盐水而不用蒸馏水？ 人体细胞外液渗透压主要由 Na⁺、Cl⁻维持，生理盐水（0.9% NaCl）是指与哺乳动物血液和淋巴液等渗的无机盐溶液；若输蒸馏水，外界溶液无机盐过少、渗透压低，水分子大量进入红细胞，细胞吸水膨胀破裂（溶血）； 生理盐水可维持细胞内外渗透压平衡，保证红细胞正常形态与生理功能。 血钙过低→______ 血钙过高→_______ Na+缺乏→ _________________________ Mg2+→ Fe2+→ ______ I-→ __________ P→ _______ 细胞中的无机盐： 在细胞中含量极少 无机盐 主要以 的形式，少数以 的形式 存在 形式 离子 化合物 （如CaCO3构成牙齿、骨骼） ①组成细胞中复杂化合物 甲状腺激素 叶绿素 血红素 ATP ②维持细胞和生物体的生命活动 抽搐 肌无力 引起神经、肌肉的兴奋性降低，导致肌肉酸痛、肌无力 作用 ④维持细胞的酸碱平衡 ③细胞渗透压平衡的维持 Na+ 、Cl-维持细胞外液渗透压，K+ 维持细胞内液渗透压 HPO42-、HCO3-等维持酸碱平衡 下列现象与无机盐功能 无关 的是（ ）。 A. 缺铁导致贫血 B. 植物缺镁叶片发黄 C. 人体缺钙出现抽搐 D. 水是光合作用原料 D 答案：D 解析：D选项涉及水的功能（参与反应），与无机盐无关。 A（Fe²⁺构成血红蛋白）、B（Mg²⁺构成叶绿素）、C（Ca²⁺维持神经兴奋性）均体现无机盐的作用。 练习与应用 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 含量 功能 含量 功能 ①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 ②维持细胞和生物体的生命活动 ③维持生物体内的正常渗透压 结合水 ④维持生物体内的酸碱平衡 结合水 水 课后作业： 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— 课后作业： —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________ 课后作业： —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 自由水/结合水 比值高： 比值低： 代谢旺 ,但抗逆性差 , 如癌细胞、萌发的种子、分生组织细胞等 代谢弱 ,但抗逆性增 , 如干种子、越冬植物、细菌芽孢等 旺盛 差 强度低 强 结合水 自由水 温度升高时，代谢增强、抗性减弱 温度降低时，代谢减弱、抗性增强 练.从9月至12月，小麦细胞内水分发生的变化为 ，出现这种变化的意义是 。 总含水量减少和结合水含量相对增多 避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身 自由水与结合水的关系 $