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第二节 细胞中的无机物
第二章 组成细胞的分子
高中生物人教版（2019）必修1 高一年级
地表3/4是水，最早的生命起源于水；
干燥的种子必须吸足水才能萌发；
人的胚胎也要浸润在羊水在发育；
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。
思考：以上种种现象说明什么问题
水是生物生存必不可少的,一切生命活动都离不开水。
1．结合材料分析，明确水在细胞中的存在形式和作用。
2．通过材料分析，总结出无机盐的存在形式和主要作用。
如图是某种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
NaCl 1.0
KCl 0.1
NaH2PO4 0.1
KH2PO4 0.1
NaHCO3 0.1
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？
讨论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？
01
细胞中的水
化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸
所占比例% 70-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 结论：细胞中的水含量可以达到70％－90％，水是所有化合物中含量最高的。
1.1 水在细胞中的含量
一、细胞中的水
1.2 水在不同生物体中的含量
一、细胞中的水
水母97%
藻类90%
鱼类80—85%
蛙78%
高等植物
60—80%
哺乳动物
65%
分析事实1：
不同生物体内含水量是否一样？有哪些特点呢？
不同种类的生物含水量不同
（水生生物＞陆生生物）
1.3 水在不同人体中的含量
一、细胞中的水
同一生物在不同的生长发育时期含水量不同
（幼年＞成年＞老年，幼嫩部分＞老熟部分）。
人体在不同的生长发育时期，
含水量有何特点？
分析事实2：
结论：同种生物，不同的组织、器官中的含水量不同。
1.4 水在器官中的含量
一、细胞中的水
牙齿10%
骨骼22%
骨骼肌76%
分析事实3：
水的存在形式不同。
血液中主要是自由水，心脏中结合水比例相对较高。
79% 83%
水在细胞中的存在形式及作用
自由水：绝大部分水呈游离状态，可以自由流动，叫做自由水。（占细胞内全部水的95.5%）
特点：容易流动，容易蒸发，有溶解性。
结合水：一部分水与细胞内其他物质相结合，叫做结合水。（占细胞内全部水的4.5%）
特点：不易散失、失去流动性和溶解性。
（1）细胞内良好的溶剂：许多物质溶解在水中
（3）为细胞提供液体环境（如组织液）
（2）参与细胞内大多数生物化学反应（光合作用、呼吸作用）
功能
（4）运输营养物质和代谢废物（如血液）
是细胞结构的重要组成成分。
功能
思考与探究
2.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直接运输到体外。这反映自由水有何功能
1.为什么烘干的小麦种子浸泡后不能萌发？
小麦种子烘干失去的是结合水，结合水是组成细胞和生物体的重要组成成分。
运输营养物质和代谢废物。
思考与探究
3.物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用，这说明自由水具有什么功能
4.水是光合作用、呼吸作用的原料，还有许多水解反应需要水的参与。这说明了自由水有何功能呢
自由水是细胞内生化反应的良好溶剂。
细胞内许多生化反应需要有水的参与。
结合水
自由水
是细胞结构的重要组成成分。
a.良好的溶剂：许多物质溶解在水中
b.参与细胞内大多数生物化学反应（光合作用、呼吸作用）
c.运输营养物质和代谢废物（如血液）
d.为细胞提供液体环境（如组织液）
细胞中的水的功能
（三）自由水与结合水的关系
点石成金
自由水与结合水相互转化的原因
1、水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉等以氢键相结合成为结合水。
2、温度升高，水分子的动能增加，会逃脱氢键的束缚成为自由水。
⑴自由水和结合水在一定条件下存在着动态转化。
结合水
代谢旺盛
代谢缓慢
自由水
自由水的比例高——代谢旺盛
结合水的比例高——代谢下降，动植物抗干旱、寒冷等不良环境能力增强（如：动物的冬眠）
联系生活实际
动物冬眠时,体内的生物化学反应应该是减慢还是加快呢？
冬天过后，动物苏醒了，这时体内的生物化学反应逐渐加快还是减慢？
1.种子在贮存前需晒干。
2.干种子用水浸泡后仍能萌发。
3.干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠。
4.炒熟的种子浸泡后不萌发。
5.低温环境下减少花卉浇水。
失去自由水，细胞仍有活性。
失去结合水，细胞失去生理活性。
升高结合水的比例，植物抗逆性增强。
将烘干的骨、小麦种子和植物秸秆等点燃烧尽, 最终都会得到一些灰白色的灰烬 , 请问这些灰烬是什么呢
无机盐
02
细胞的无机盐
二、细胞中的无机盐
存在形式：大多数以离子形式存在，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。
含量：仅占细胞鲜重的1%-1.5%。
无机盐在细胞中含量是最低的，对生命活动来讲是不是可有可无呢？
无机盐的作用
Mg是构成叶绿素的元素，Fe构成血红素的元素
功能1：构成细胞中复杂化合物的重要组成成分。
CaCO3是动物和人体的骨骼、牙齿中的重要成分
无机盐的作用
功能2：维持细胞和生物体的生命活动。
实例3：医用生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl。为什么浓度为0.9%？
功能3：维持细胞渗透压平衡。
0.9%的NaCl溶液和细胞所处液体环境是等渗溶液。
实例2：血钙偏低就会出现抽搐，血钙过高则出现肌无力。
低渗溶液高渗溶液生理盐水
无机盐的作用
实例4：进行剧烈运动时，身体无氧呼吸产生了乳酸，因此人体会感到腰酸等，但体液的PH没有明显降低,仍维持在7.35—7.45之间，为什么呢？
乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
功能4：维持细胞和生物体的酸碱平衡。
几种常见无机盐的作用
Mg2＋ ━━
Ca2＋ ━━
Fe2＋ ━━
I- ━━
叶绿素a的重要组成成分
维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分
血红蛋白的重要组成成分
甲状腺激素的重要组成成分
无机盐
细胞中的无机盐的功能
a.构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
b.维持细胞和生物体的生命活动
c.维持细胞渗透压平衡
d.维持细胞和生物体的酸碱平衡
与生活的联系
例子1：患急性肠炎的病人（肚泻）脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法。
例子2：大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水。
总结
细胞中的无机物
水
无机盐
结合水
自由水
细胞的重要组成成分
细胞内的良好溶剂
参加许多生物化学反应（代谢）
是细胞生活的液体环境
运输营养和废物
存在形式
作用
构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
维持细胞和生物体的生命活动
维持细胞渗透压平衡
维持细胞和生物体的酸碱平衡
主要以离子的形式
无机盐
构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
维持细胞和生物体的生命活动
维持细胞渗透压平衡
维持细胞和生物体的酸碱平衡
习题练习
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习题练习
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。

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