2.2细胞中的无机物课件-高一上学期生物人教版必修1

第2节细胞中的无机物第二章组成细胞的分子上节回顾水(70%～90%)蛋白质(7%～10%)糖类和核酸(1%～1.5%)脂质(1%～2%)无机盐(1%～1.5%)里面哪些化合物是无机物？思考水和无机盐问题探讨喝运动饮料主要给身体补充水。水在细胞中起什么作用？水在细胞中的作用主要表现在以下几个方面。水是细胞结构的重要组成成分；水是细胞内的良好溶剂，许多种物质必须溶解在水中，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；通过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，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。讨论右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学有知识，结合此表讨论以下问题。运动员饮料的化学成分表成分质量浓度（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问题探讨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？表中的氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。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，也是许多有机物的重要组成成分。讨论右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学有知识，结合此表讨论以下问题。运动员饮料的化学成分表成分质量浓度（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水的含量分析上表中的数据，能得出什么结论？思考几种不同生物体的含水量生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物水含量%9780-8578659060-80高等植物60～80%（1）生物种类不同，含水量不同一般来说：水生生物>陆生生物幼儿和成人体内的含水量（2）生物体的不同生长发育阶段，含水量不同动物：幼年时期>成年时期>老年时期（人：男性>女性）

植物：幼嫩部分>成熟部分牙齿10%骨骼肌76%骨髓22%心脏79%血液83%（3）同一生物体，不同组织、器官中的含水量不同水的作用H2O水的分子式OHH×·×·····－＋＋水的电子式及结构模型Na+Cl－NaCl在水中电离后与水分子结合水是细胞内良好的溶剂水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？合作探究结构决定功能水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子（离子）都容易与水结合。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。同时，由于氢键的存在，水具有较高的比热容，因此水的温度相对不容易发生改变。水为什么具有支持生命的独特性质呢？合作探究结构决定功能自由水（占细胞内全部水的95.5%）结合水（占细胞内全部水的4.5%）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——水在细胞中存在的形式新知讲解合作探究1.刚收获的小麦种子，农民往往将其晒干后再储藏，在这个过程中，种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？该过程中种子丢失的主要是自由水；种子仍保留活性。2.如果将晒干的种子放在试管中加热，试管壁上会有水珠出现吗？有水珠出现自由水的作用参与细胞内的许多生物化学反应光合作用细胞呼吸自由水的作用多细胞生物体的绝大多数细胞生活的液体环境自由水的作用有助于物质的运输把营养物质运送到各个细胞。把代谢废物运送到排泄器官或者直接排出体外。结合水的作用细胞结构的重要组成成分结合水新知讲解——水的生理功能结合水自由水

1.细胞内良好的溶剂

4.运输营养物质和代谢废物

2.参与生物化学反应3.为细胞提供液体环境细胞结构的重要组成成分

生物体的一切生命活动都离不开水。北方冬小麦在冬天来临前，自由水比例逐渐降低，结合水比例逐渐上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。将种子晒干就是减少了其中自由水的量而使其代谢水平降低，便于储藏。结论：一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高；

结合水含量越高，抗逆性相对越强。新陈代谢抗逆性新知讲解沙漠植物热带雨林植物（抗逆性：动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒、抗热性能）怎样辨别新鲜鸡蛋和臭鸡蛋呢？合作探究新鲜鸡蛋清是液态胶状，臭鸡蛋清相对更“稀”。为什么呢？

新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，为结合水，是细胞结构的重要组成成分；臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分结合水释放出来，转变为自由水。合作探究新知讲解自由水与结合水的相互转化①烘干种子时，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（1）条件（2）实例新知讲解1.为什么种子入库之前要经过晾晒？2.北方冬小麦在冬天来临前，结合水的比例会上升？旺盛减弱降低增强

比值高：代谢

，但抗逆性

。自由水/结合水

比值低：代谢强度

，但抗寒、抗旱、

抗热等抗逆性

。自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系（抗逆性：动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒、抗热性能）沙漠中的仙人掌自由水/结合水比值

。自由水/结合水比值

。热带雨林中的植物低高无机盐（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％如：骨骼中的骨盐、牙齿中的钙盐【思考·讨论】无机盐的作用资料1：右下图是叶绿素分子和血红素分子的结构示意图。植物缺Mg会影响光合作用，为什么？讨论光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是Mg。Mg是叶绿素的组成元素之一，因此，它对于光合作用具有重要意义。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。叶绿素分子的结构示意图血红素分子的结构示意图【思考·讨论】无机盐的作用资料1：右下图是叶绿素分子和血红素分子的结构示意图。有一种贫血症叫缺铁性贫血，为什么缺铁会导致贫血？讨论人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。叶绿素分子的结构示意图血红素分子的结构示意图【思考·讨论】无机盐的作用资料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，叶片小呈暗绿偏紫色。植物缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺P会影响其生长发育。讨论这说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P作为植物生长发育所必需的大量元素之一，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。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，并且长得矮小、结实率低。无机盐的作用无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分，也是细胞结构的重要组分。Mg是构成叶绿素的元素；Fe是构成血红素的元素；P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。APCPTPAPGP···细胞核的核酸分子中含P组成细胞膜的磷脂分子中含P磷脂分子无机盐的作用许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动都有重要作用。无机盐对于生命活动也是必不可少的。例如，人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛无力等，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。如果哺乳动物的血液中Ca2+的含量太低，动物会出现抽搐等症状；维持生物体渗透压（水盐平衡）非常重要。生物体内的某些无机盐离子，对维持细胞的酸碱平衡非常重要。摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？请查找资料寻找答案。盐的主要成分是NaCl，世界卫生组织（WHO）推荐每人每天食盐摄入量以5g为宜。有大量证据表明，增加盐的摄入会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险；高盐饮食与骨质疏松症、糖尿病等相关。但是，并不是所有的人群都适合低盐饮食，某些疾病患者可能要维持相当水平的盐摄入。无机盐的作用思考Mg2＋━━Ca2＋━━Fe2＋━━I-━━N-━━P-

━━Na＋、K＋━━B-

━━叶绿素成分维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分血红蛋白的成分维持细胞外液的渗透压甲状腺激素成分蛋白质、核酸等的成分核酸、磷脂等的成分促进花粉萌发和花粉管伸长部分无机盐的作用【科学探究】无机盐生理功能的验证(1)完全培养液：满足植物生长发育必需营养素的培养液。(2)缺素培养液：缺乏植物生长发育所必需的某种或几种营养素的培养液。甲组：含X的完全营养液＋幼苗正常生长乙组：只缺X的完全营养液＋幼苗一段时间生长异常正常生长说明＋X一段时间仍为异常恢复正常说明说明不是是实验前实验后自身对照空白对照不是必需无机盐“焦边”是由缺钾引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。请完善实验步骤探究小麦“焦边”是由缺钾导致的。准备以下材料用具：若干株长势基本相同的小麦幼苗、浓度相同的完全培养液、缺钾培养液等。(1)实验步骤：①取两只广口瓶，编号为甲、乙。在甲瓶加入100mL的完全培养液，向乙瓶中加入__________________；②将_____________________________________分别栽种在甲、乙瓶中；③在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察________________________________。100mL缺钾培养液长势基本相同的小麦幼苗随机均分为两组小麦叶片是否出现“焦边”现象科学探究(2)实验结果与结论：①若甲瓶的小麦幼苗正常生长，_________________________________，则说明小麦叶片“焦边”是由缺钾引起的；②若_____________________________________，则说明小麦叶片“焦边”不是由缺钾引起的。(3)通过实验证实“焦边”是由缺钾导致的，为增强实验的说服力，在上述实验的基础上应如何改进？_______________________________________________________________________。乙瓶的小麦叶片出现“焦边”现象甲、乙瓶中的小麦均未出现“焦边”现象可以在缺钾培养液中加入钾，培养一段时间后观察植物叶片生长是否恢复正常科学探究小结一、概念检测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。

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)(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。

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)1.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？在什么情况下需要用生理盐水？【答案】质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞