细胞中的无机物【高效备课精研精讲】 高一生物上学期 教学课件（人教版2019必修1）

“有收无收在于水，收多收少在于肥。”这句农谚说明了什么？细胞中的无机物成分质量浓度/(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运动员饮料的化学成分表问题探讨“解口渴，更解体渴”？运动饮料中什么成分最多？它在细胞中起什么作用？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？它们在细胞的生活中起什么作用？一、细胞中的水人的胚胎也要浸润在羊水中发育。沙漠里的仙人掌，身处如此干旱的环境，它那肥硕的变态茎中仍贮存着大量的水分。干燥的种子必须吸足水才能萌发。1、水的含量细胞中含量最高的化合物是水。资料1细胞鲜重中各类化合物的含量化合物质量分数/%水85~90无机盐1~1.5蛋白质7~10脂质1~2糖类和核酸1~1.5（1）.水在细胞中的含量2.水在生物体中的含量①生物体的含水量随着生物种类的不同而有所差别，一般为60%~95%。96%90%80~85%78%60~80%65%水生生物含水量_____陆生生物含水量>②生物体在不同的生长发育期，含水量也不同。动物：幼年_____老年植物：幼嫩_____成熟>>③生物体的不同器官，组织的含水量不同。血液：83%心肌：79%骨骼：22%牙齿：10%9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？讨论：水的存在形式不同2、水在细胞中的存在形式水自由水结合水呈游离状态，可以自由流动大约95.5%与细胞内的其他物质相结合（蛋白质、多糖）结合水失去了流动性和溶解性。大约4.5%细胞质基质细胞液同桌讨论：以下实例体现了水的什么功能？①水蜜桃香甜多汁，当你咬开水蜜桃时冒出的汁水主要是什么形式的水？有哪些物质溶解其中？这说明自由水有什么功能？②回忆初中所学的知识，植物光合作用需要水的参与吗？这又说明自由水有什么功能？③血液中含有自由水较多。你能否根据血液功能判断自由水的功能？④血液是由血细胞和血浆组成，离开血浆的血细胞很快就会死亡，这又说明自由水可以为细胞提供什么环境？3、水的生理功能细胞内良好的溶剂细胞结构的重要组成成分参与细胞内许多的生物化学反应为细胞提供液体环境运送营养物质和代谢废物水自由水结合水增强细胞抗逆性（如：植物的抗旱、抗寒等）。1.水是极性分子——水是良好的溶剂思考拓展：水为什么能成为良好溶剂呢？水分子由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。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使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性分布，使得水分子是一个极性分子。这使得带正电荷或负电荷的分子或离子都易与水结合。一个水分子的氧端和另一个水分子的氢端由于静电吸引作用可以形成氢键。水分子之间靠氢键相互作用在一起。氢键不稳定，使水在常温下维持液态，具有流动性。

2.常温下水有流动性大量氢键断裂需要消耗大量能量。氢键的存在使得水具有较高的比热容，水的温度相对不易发生改变。

3.水比热容大15为什么要把种子晒干储存？自由水含量越高，细胞代谢越旺盛4、自由水与结合水的相互转化水自由水结合水呈游离状态，可以自由流动大约95.5%与细胞内的其他物质相结合大约4.5%一定条件下小实验3：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?水先结冰。结合水含量越高的生物体，抗性相对较强。同体积的水和同体积水的果汁放入冰箱中谁最先结冰？请你推测，自由水多还是结合水多生物体的抗旱、抗寒、抗热能力强？自由水/结合水的比值低，细胞代谢缓慢，抗逆性强。结论：结合水含量越高，抗逆性相对越强。谁的结合水含量更多呢？热带雨林植物沙漠植物总结：b.两者的相对含量（自由水/结合水）影响生物组织的细胞代谢速率。a.自由水和结合水在一定条件下可以相互转化自由水生命活动缓慢，新陈代谢减慢生命活动旺盛，新陈代谢加快结合水自由水所占比例与代谢强度正相关结合水所占比例与抗逆性正相关鲜种子干种子__种子失去大量________，代谢______晾晒烘烤失去_________用水浸泡自由水结合水不再萌发，失去结合水，会导致___________的破坏，从而使代谢停止；说明_________________________________减弱死种子抗寒能力_____，分析抗寒能力变化的原因是_________________________________________________________增强思考讨论自由水减少，可避免低温时自由水过多导致结冰而损害自身干种子不能萌发，用水浸泡后种子萌发，原因是___________________________________种子吸收大量自由水，代谢增强细胞结构失去结合水的种子不再具有活性生活联系：蛋清含水量高达88%，你们预测其流动性好不好？在烧杯中来回倾倒蛋清，蛋清呈液态胶状，与纯水相比流动性较差。加入食盐后发现蛋白质析出形成白色絮状沉淀，倾倒时团块消失，蛋清流动性明显加强，接近纯水。蛋清富含的蛋白质周围束缚有结合水，使流动性下降。蛋白质盐析后对水的束缚消失，被释放的结合水转化为自由水，使蛋清流动性增强。若鸡蛋变质，蛋清以什么状态存在？这说明两者之间的关系是怎样的？现象观察：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？二、细胞中的无机盐1.存在形式细胞中的大多数无机盐以离子形式存在。少数以化合物形式存在。阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。阴离子：Cl—、SO42—、PO43—、HCO3—等。2.含量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%。①无机盐并不都以离子的形式存在，如骨骼中的钙以CaCO3的形式存在。②无机盐在细胞内含量很低，但其作用非常重要，且需要保持一定的量，缺失和过多都可能影响生命活动。注意点：小组讨论：以下实例说明无机盐的什么作用？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？从这两个实例，尝试概括无机盐有怎样的生理功能？小组讨论：人体内缺Na+会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。哺乳动物的血液中Ca2+含量过低，会出现抽搐等症状。从上述实例，尝试概括无机盐还有怎样的生理功能？小组讨论正常人血浆pH应稳定在7.35~7.40间，否则出现酸碱中毒。那剧烈运动后会产生乳酸或摄入较多酸性食物后为什么不会出现酸中毒？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？为什么是质量分数为0.9%的氯化钠溶液？这两个实例，又能说明无机盐有怎样的生理功能？小结：无机盐在细胞中的含量很少，但是作用很大。生理功能举例某些化合物的重要组成成分①Mg是叶绿素分子必需的成分；②Fe是血红素的重要成分；③P是细胞必不可少的许多化合物的成分维持细胞和生物体的生命活动①Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力等；②血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状维持生物体内的平衡①维持正常渗透压；进而维持细胞的正常形态。②酸碱平衡（含有HCO3-、HPO42-等离子）归纳总结实验方案：观察含全部营养的培养液中去掉该元素前后的植株生长情况三、探究无机盐X是否为植物生长发育所必需设计思路：以Fe为例将生长状况相同的正常植物分为两组甲组：缺Fe培养液乙组：完全培养液若出现缺乏症若植物正常生长加入Fe元素再培养缺乏症消失则Fe为植物生长必需元素则Fe不是植物生长必需元素实验组中加入Fe的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。每组放入的植物不能是一株，因为一株植物存在偶然性。三、探究无机盐X是否为植物生长发育所必需空白对照对照组：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1.在患急性肠炎时，要及时注射生理盐水；不慎受伤后，要用0.9%的盐水清洁伤口；在高温作业时，要喝淡盐水。以上三种做法的主要原因依次是(

)①消毒②维持体内水盐平衡③是细胞中化合物的组成成分④降温⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用①②④B.