第二轮2.5细胞中的无机物

1、必修1第二章组成细胞的分子第5节 细胞中的无机物水无机盐存在形式含量生理作用存在形式生理作用【本节聚焦】 当你在跑步机上狂奔了几十分钟，或者酣畅淋漓地打了一场篮球后，会感觉口渴，想喝水。 专家给出的建议是喝些淡盐水。水和无机盐在人体细胞中有哪些存在形式和生理作用呢?1. 水在细胞中的重要作用：水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与，多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体

2、的一切生命活动，都离不开水。2. 无机盐在细胞中的重要作用：细胞中许多有机物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等。【问题探讨】1.人体缺_,会患贫血症;2.幼年缺_会患_,成年缺钙会患_;3.幼年缺碘会患_,成年缺碘会患 _。铁 钙 佝偻病 骨质疏松症 呆小症 地方性甲状腺肿(大脖子病) (1)植物缺_:植株就矮小，下部叶片首先缺绿变黄，逐步向上扩展，叶片薄而黄。(2)缺_:植物生长受到抑制，植株矮小，下部叶片发暗呈紫红色，开花迟，花亦小。(3)缺_:光合作用显著下降，茎秆细瘦，叶的尖端和边缘变黄直至枯死，严重时会使大部分叶片枯黄。 NPK植物的生长需要多种无机盐,其中需要最多的是_,缺少某种

3、无机盐,植株会出现相应的症状:氮、磷、钾 一.细胞中的水1.含量:1. 细胞中各种化合物所占比例(%)化合物水无机盐蛋白质脂质糖类核酸比例%85-901-1.57-101-21-1.52. 几种不同生物体水的含量生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物水含量%9780-8578659060-803. 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比例%1022767983【资料分析】同一生物体内，不同的组织器官，含水量不一样；4. 幼儿和成人体内的含水量3. 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比例%1022767983【资料分析】一.细胞中的水1.含量

4、:2.存在形式:水生陆生、幼年成年老年代谢旺盛代谢缓慢、幼嫩细胞衰老细胞；水在细胞鲜重中含量最多;不同生物体内含水量不同;生物体在不同的长在发育期含水量不同;同一生物体内,不同器官的含水量不同;(1)表一说明：不同生物体内含水量不同，一般水生生物体内的含水量比陆生生物多。(2)表二说明：同一生物体内，不同器官的含水量不同，一般代谢旺盛的组织、器官含水量较多。(3)教材P35图217说明：生物体在不同的生长发育时期含水量不同。水在细胞的各种化学成分中含量最多(鲜重);不同生物体内含水量不同;同一生物体内,不同器官的含水量不同;生物体在不同的长在发育期含水量不同; 血液与心肌的比较形态含水量%血液

5、液态83心肌坚韧的固态79【资料分析】心肌和血液含水量差不多，一个液态、一个固态：自由水和结合水的比例不同一.细胞中的水1.含量:2.存在形式:水生陆生、幼年成年老年代谢旺盛代谢缓慢、幼嫩细胞衰老细胞；与细胞内其他物质结合(4.5%)以游离形式存在 (自由流动,易蒸发)(95%以上)结合水:自由水:晒干葵花籽主要失去的水炒干葵花籽主要失去的水切西瓜时的西瓜汁结合水(死亡,不萌发)【判一判】自由水(有活性,能萌发)自由水一.细胞中的水1.含量:2.存在形式:3.生理作用:(4.5%)(95%)结合水:自由水:结合水:自由水细胞结构的重要组成成分细胞内良好的溶剂参与生化反应生化反应介质(细胞提供液

6、体环境)运输营养物质和代谢废物是 的重要组成成分；细胞内的 ，运送营养物质和代谢废物；参与许多 ；为细胞提供 ；良好溶剂生物化学反应液体环境 细胞结构The origin of Life寻找火星上的生命,首先要找到什么物质的存在?思考人体缺水与缺食物相比,那个后果更严重?一.细胞中的水1.含量:2.存在形式:3.生理作用:是 的重要组成成分；细胞内的 ，运送营养物质和代谢废物；参与许多 ；为细胞提供 ；良好溶剂生物化学反应液体环境 细胞结构4.关系:结合水自由水降低温度代谢减弱抗性增强升高温度代谢增强抗性减弱(1)种子晒干贮存(2)低温环境下减少花卉浇水(3)干种子萌发前用水浸泡减少自由水含量

7、, 降低种子的代谢减少自由水含量, 提高对低温的抗性使自由水含量增加, 代谢加强【思考】下列操作的原理是什么?自由水结合水存在形式生理功能与新陈代谢的关系1.细胞内的良好溶剂2.生化反应的介质3.参与生化反应4. 运输营养物质和代谢废物;与细胞内其他物质相结合游离形式存在，可自由流动，易蒸发细胞结构的组成部分自由水与结合水随新陈代谢相互转化;两者比例与代谢的关系: 自由水上升,新陈代谢旺盛，生长迅速 结合水上升,心陈代谢缓慢，抗性增强 探究点一细胞中的水 水是生命之源，没有水就没有生命，请阅读教材P3435内容,结合下列材料探究水的含量和功能。材料 表一不同生物体中水的含量 生物水母鱼类蛙哺乳

8、动物藻类高等植物水的含量(%)9780857865906080组织、器官牙齿骨骼骨骼肌心肌血液水的含量(%)1022767983表二人体中几种不同器官或组织中水的含量(1)表一说明：不同生物体内含水量不同，一般水生生物体内的含水量比陆生生物多。(2)表二说明：同一生物体内，不同器官的含水量不同，一般代谢旺盛的组织、器官含水量较多。(3)教材P35图217说明：生物体在不同的生长发育时期含水量不同。1.水含量的分布规律2.水的存在形式及功能(1)细胞中的水一部分与细胞内的其他物质相结合，这一部分水叫做结合水，其功能是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部水分的4.5% 。(2)细胞内含量为95

9、.5%的水可以自由流动，以游离的形式存在，这部分水叫做自由水。(3)许多种物质溶解在自由水中，这说明自由水是细胞内的良好溶剂。 水是光合作用的原料，说明细胞内的自由水可作为反应物，参与许多生物化学反应。 水在生物体内的流动(如血液)，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者直接运输到体外，这说明自由水具有运输营养物质和代谢废物的功能。(2)自由水/结合水与温度的关系： 温度升高时，自由水增多，反之结合水增多。(1)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系 细胞中的水 自由水 结合水 大约占95.5% 大约占4.5% 相互转化 细胞内的良好溶剂 参与细胞内生

10、化反应运输营养物质和代谢废物 为细胞提供液体环境 细胞结构的重要组成成分 生理作用 生理 作用 存在形式 含量 含量 二.细胞中的无机盐离子形式(绝大多数) Mg2+ 叶绿素；Fe2+、Fe3+ 血红蛋白、细胞色素等阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。与其他化合物结合(极少数)阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。1.存在形式(含量很少，占鲜重1%1.5%)骨骼中CaCO3 【思考与讨论】铁是制造血红蛋白的主要原料之一。缺铁时，血红蛋白合成受阻，从而发生缺铁性贫血。2. 镁是叶绿素的组成元素之一，缺镁时叶绿素的形成受到阻碍，从而影响光合作用。1.提

11、示：人类贫血症中有缺少红细胞和缺少血红蛋白两种类型，它们都可导致贫血。而血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是铁，所以缺铁会导致血红蛋白的合成障碍，引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。正常人体内含铁量约为35 g，它是制造血红蛋白的主要原料之一。当铁缺乏时，血红蛋白就不能合成，从而发生缺铁性贫血。2.提示：光合作用不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是镁。镁是叶绿素的组成元素之一，因此，镁对于光合作用有重要意义。缺镁时叶绿素的形成受到阻碍，从而影响光合作用。此外，镁还是许多酶的活化剂，镁还能促进脂肪的合成。因此，镁是重要的生命元素。补铁、补血，效果好！朴雪口服液！二.

12、细胞中的无机盐1.存在形式2.生理功能:1. 某些复杂化合物的重要组成部分。1.【资料分析】2.对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。2.哺乳动物血液中，必须含有一定量的钙。 血钙过低，会出现抽搐； 血钙过高，会出现重症肌无力；酶的激活剂: Mg2+激活ATP酶； Cl1-激活唾液淀粉酶； 多种酶的活性与Zn2+有关； K +是多种酶的激活剂；【资料分析】3.维持生物体内的平衡。3.细胞内外无机盐含量维持原生质渗透压(形态);缓冲对：H2CO3 NaHCO3和NaH2PO4Na2HPO4维持着PH平衡;细胞膜内外Na +和K +的不均匀分布，维持离子平衡;【资料分析】0.9%蒸馏水0.9%N

13、aCl9%NaCl【资料分析】P37拓展题生理盐水(0.9%NaCl)的含义?什么情况下用?含义：其浓度正是人体细胞所处的液体环境浓度；使用：人体需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，以保证人体细胞的生活环境维持相对的稳定。二.细胞中的无机盐1.存在形式2.生理功能:某些复杂化合物的重要组成部分; 过高: ;过低: ;重症肌无力抽搐 血钙Mg2 叶绿素；Fe2 血红蛋白；PO43- 磷脂、核酸等维持细胞和生物体的生命活动;(3)维持生物体内的平衡；渗透压平衡;(离子)Na :细胞外液渗透压K:细胞内液渗透压酸碱平衡(pH平衡);如人血浆中HCO3-、HPO42-调

14、节生命活动1.无机盐是细胞和生物体某些复杂化合物的 重要组成部分。2.对维持细胞核生物体的生命活动有重要作用。3.维持生物体内的平衡。元素参与形成的物质及结构N蛋白质、ATP(ADP)、NADPH、NADH、叶绿素、核苷酸(DNA、RNA)等PATP(ADP)、NADPH、NADH、核苷酸(DNA、RNA)、磷脂Mg叶绿素的组成成分S甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分；蛋白质的特征元素Fe动物血红蛋白I甲状腺激素等Mg2 叶绿素；Fe2 血红蛋白；PO43- 磷脂、ATP、NADPH、核酸【与生活的联系】人若在高温条件下工作,大量排汗,该怎样做? A.饮盐开水 B.饮碳酸型饮料 C.饮蛋

15、白型饮料 D.饮纯净水A2.提示:20世纪70年代以前，人们普遍认为缺碘只能引起甲状腺肿大，还没有认识到缺碘对儿童智力的影响。进入80年代以后，人们认识到缺碘对人类危害最大的不是甲状腺肿，而是造成不同程度的脑发育落后，只有补足了碘才能确保婴幼儿脑的正常发育。根据1994年的统计结果，中国缺碘地区的人口达7.27亿，约占全国人口总数的56%，轻度缺碘或碘营养不足已波及所有省、市。1995年的儿童碘营养调查结果表明：许多经济发达的大城市，儿童尿碘也在100 g/L以下，甲状腺肿大率在5%以上。证明城市也存在不同程度的碘缺乏。目前公认标准为：人群尿碘水平在100 g/L以上，才能基本上消除碘缺乏危害

16、。从这个全新的认识出发，我国几乎所有地区，包括以前认为的非病区，实际上都是缺碘地区，因此需要补碘的范围已扩大到全国（高碘地区除外）。【旁栏思考】幼年缺碘会患_,成年缺碘会患_。呆小症 地方性甲状腺肿(大脖子病) 探究点二细胞中的无机盐 无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%1.5%。请阅读教材P3536内容，结合下面的材料，探究无机盐的存在形式和生理作用。1.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，包括阳离子和阴离子；少数以化合物的形式存在，如构成骨骼的CaCO3 。 2.材料一该材料说明：无机盐是某些化合物的重要组成成分 。一种叶绿素分子(局部) 血红蛋白分子(局部) 3.材料二足球

17、运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，植物缺硼往往“花而不实”。该材料说明：无机盐对于维持细胞和生物体的正常生命活动有重要作用。4.材料三生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液,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，如果放到清水里,会吸水涨破。该材料说明：无机盐能调节人体的渗透压,维持细胞的正常形态。 5.材料四 人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸碱缓冲物质，可以中和这些变化

18、。该材料说明:无机盐对于维持人体内环境酸碱平衡具有重要作用。 2.化合物基础:以_为基本骨架的_、 _、 _、 _等有机化合物;细胞是多种元素和化合物构成的生命系统C、H、O、N等碳链 糖类 脂肪蛋白质核酸1.元素基础: _;3.能源基础:_和_为生命活动提供能源;4.构建和调节基础:_和_ _与其他化合物共同构建细胞并参与细胞生命活动的调节; 糖类 脂肪水无机盐-各种化合物含量和比例不断变化，但又保持相对稳定。-生物大分子(糖类、脂质、蛋白质、核酸)以_为基本骨架，它们是构成细胞的基本框架，其中_是主要的能源物质，_是主要储能物质，_是生命活动的主要承担者，_作为遗传物质。碳链 糖类 脂肪蛋

19、白质核酸【技能训练】设计实验证明某种无机盐(Fe)为植物所必须。等量对照(单因子变量)材料： 长势相同的同种植物若干 营养液(完全培养液、缺Fe的完全培养液) 培养瓶若干控制:观察:无机盐(Fe)有无;植株生长情况;无机盐生理作用的验证植物完全培养液正常 不是(2)实验组(1)对照组植物缺Fe完全培养液-正常生长 必需无机盐不正常生长加入Fe盐正常生长是 生长 必需无机盐长势相同的同种植株若干;随机均分(适量)(等量)相同适宜条件,培养相同时间溶液培养法完全营养液缺Fe营养液相同、适宜的条件培养相同的时间补充Fe元素长势相同观察溶剂 生化反应 液体 代谢废物 离子 渗透压 酸碱平衡 3. (1

20、) 种类有一定差别。例如，淀粉只存在于植物细胞中，糖原只存在于动物细胞中。(2) 含量也有一定差别。例如，肌细胞中含蛋白质较多，脂肪细胞中含脂肪较多。化合物组成及含量又有许多共性。例如，所含的有机物都是糖类、脂质、蛋白质和核酸，无机物中都有无机盐和水；各种化合物在不同细胞中的含量一般维持在一定范围内。体现了生命世界在物质组成上的统一性。【旁栏思考】3. (1)不同细胞内的化合物都是由无机物和有机物组成的，其种类有一定差别。例如，淀粉只存在于植物细胞中，糖原只存在于动物细胞中。(2)不同细胞中各种化合物的含量也有一定差别。例如，肌细胞中含蛋白质较多，脂肪细胞中含脂肪较多。但是，各种细胞中的化合物组成及含量又有许多共性。例如，所含的有机物都是糖类、脂质、蛋白质和核酸，无机物中都有无机盐和水；各种化合物在不同细胞中的含量一般维持在一定范围内。这体现了生命世界在物质组成上的统一性。知识回顾细胞中的水存在形式作用细胞中的无机盐存在形式作用三. 细胞中的元素和化合物基础练习1.细胞中含量最多的化合物( ) A.蛋白质 B.淀粉 C.水 D.糖原2.水在生物体的许多化学反应中可充当 A.溶剂 B.催化剂 C.还原剂 D.载体3.下列离子中哪项不是细胞需要的( ) A.Cl- B.Fe2+ C.S042- D.Pb2+4.生物新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内的结合水与自由水的