生物人教版（2023）必修1 2.2细胞中的无机物（共35张ppt）

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2.2

细胞中的无机物

学习目标：1．说出水在细胞中的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要作用；2．举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。问题探讨

口渴了,你喝什么？

运动员在运动时怎么补水？

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0.8NaCl1.0KCl0.1NaH2PO40.1KH2PO40.1NaHCO30.1运动员饮料的化学成分表提供能量调味补充失去的无机盐（解体渴）1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？良好溶剂、反应物、运输等。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？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。无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多化合物的重要组成成分。问题探讨

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。

一、细胞中的水

1.探讨不同生物体内的含水量，分析材料得出结论。

细胞中含量最高的化合物是水；

不同种生物含水量不同；

水生生物含水量大于陆生生物。

依据上表中的数据，你能找到什么规律？

不同种生物的相对含水量(%)

生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物

相对含水量97%80%～85%78%65%90%60%～80%

1.1水在细胞中的含量

2.探讨同一生物体不同器官的含水量，分析材料得出结论。

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

所占比例（%）1022767983

同一生物体，不同组织、器官中的含水量不同

依据上表中的数据得出什么结论？

思考：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？

动物：幼年_____老年

植物：幼嫩_____成熟

>

>

3.探讨同一生物体不同生长发育期的含水量，分析材料得出结论。

婴儿幼儿成年（女）成年（男）

水的质量分数/%80以上7752~5860~65

依据上表中的数据得出什么结论？

1.2水在细胞中的存在形式

自由水

（占细胞内全部水的95.5%）

结合水

（占细胞内全部水的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

以游离的形式存在，可以自由流动

与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水

将种子放在阳光下2天

重量

减轻

________大量散失

晒干的种子用水浸泡

仍能

萌发

失去大部分________的种子仍保持其生理活性

晒干的种子不浸泡

不萌发

_______少，代谢弱

自由水

自由水

自由水

讨论任务一：分析细胞中水的存在形式及其相互转化

小实验1：

将种子放在试管中，用酒精灯加热

管壁上有水珠

失去的主要是________

失去________的种子浸泡

不萌发

失去________的种子失去生理活性

结合水

结合水

结合水

小实验2：

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。

1.自由水与结合水的相互转化

①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。

②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。

温度降低

结合水

自由水

温度升高

自由水的比例高——代谢活跃，生长快，但抗逆性弱

（抗逆性：动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒、抗热性能）

2.自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系

新陈代谢速率

抗逆性

自由水

结合水

（1）条件

（2）实例

核心归纳

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？

讨论任务二：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？

自由水，糖类等，是细胞内良好的溶剂

参与细胞内许多的生物化学反应

运送营养物质和代谢废物

为细胞提供液体环境

1.3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

典例1.(2023·重庆三峡名校联盟高一联考)每年的3月22日是“世界水日”。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是A.晒干的小麦种子不含自由水，代谢强度低，便于储藏B.氢键的存在，使水的温度相对不易改变，对维持生命系统稳定性十分重要C.影响细胞内含水量的因素有生物种类、发育阶段、组织器官种类等D.水是极性分子，带电荷的分子或离子都易与水结合，可作为良好的溶剂√针对训练1.在冬季来临过程中，冬小麦体内的自由水和结合水的含量变化如图所示，下列说法错误的是A.a存在形式的水主要与蛋白质、多糖等物质结合B.b是细胞中绝大部分水的存在形式，是可以流动的C.a/b上升，细胞代谢水平增强D.b/a下降，细胞抵抗寒冷的能力增强√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？

二、细胞中的无机盐

1、存在形式

——大多数以离子形式存在

阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。

阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。

2、含量：

——少数以化合态形式存在

很少，仅占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？

血红素：C、H、O、N、Fe2+

叶绿素：C、H、O、N、Mg2+

无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分

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？

维持生物体的正常生命活动

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？

生理盐水是指与哺乳动物血浆和淋巴液等渗的无机盐溶液，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，若放到清水中，则会吸水涨破。

这两个实例，又能说明无机盐有怎样的生理功能？

无机盐能维持酸碱平衡，

调节人体的渗透压，维持细胞的正常形态

人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。

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

典例2.无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列有关生物体内无机盐的叙述不正确的是A.细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3参与构成骨骼、牙齿等B.生理盐水可用于清洗外伤伤口，因为它可维持细胞正常的渗透压并有清洁作用C.患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法D.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降√针对训练2.在某地的马拉松比赛中，香蕉是沿途补给站的标配，其中富含的钾离子能够增强神经和肌肉的兴奋性，强化肌力及肌耐力。该事实说明钾离子的生理作用是A.为肌肉收缩持续提供能量B.维持机体酸碱平衡C.细胞内某些复杂化合物的重要组成成分D.对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用√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

课堂小结

细胞中的无机物

无机盐

水

存在形式

生理功能

例子

例子

例子

存在形式

生理功能

生理功能

.1．水和无机盐是细胞的重要组成成分。判断下列相关表述是否正确。（1）细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应。（）（2）同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高。（）（3）将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐。（）×××练习与应用一、概念检测二、拓展应用1．医用生理盐水是0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么？什么情况下要用生理盐水？质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要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在稳定的状态。2．目前已经探明，在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg2+、Na+、K+等元素。科学家也曾在火星上发现了流动水的痕迹。科学家据此推测，火星上曾经或者现在存在着生命。为什么科学家会作出这样的推测呢？水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的。科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。同时，那里的土壤中还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。1．细胞内无机盐的作用不包括()

A．维持细胞的渗透压B．维持酸碱平衡

C．提供细胞代谢所需的能量D．组成某些复杂化合物

随堂练习

In-classpractice

C

2．结合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是（）

A．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线

B．曲线②可表示细胞由休眠转入旺盛代谢过程中自由水与结合水比值的变化

C．曲线②可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化

D．曲线③可以表示人从幼年到成年体内相对含水量的变化

D

随堂练习

3．下列有关水和无机盐的叙述，不正确的有（）

①水能溶解、运输营养物质和代谢废物，并维持细胞形态②细胞中无机盐含量很少且大多数是以化合物形式存在③哺乳动物的血液中钙离子含量过高，会出现抽搐等症状④无机盐可以为人体生命活动提供能量⑤休眠种子与萌发种子相比，结合水与自由水的比值更小⑥缺碘会引起儿童佝偻病

A．六