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第2节
细胞中的无机物
阅读课本，思考以下问题：
1.水的含量特点？
2.水的存在形式及相应功能？
3.自由水与结合水的关系？
4.无机盐的含量、存在形式及功能？
5.如何用实验验证某种无机盐是植物生活所必须的元素？
一、细胞中的水
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%）
1、水的含量特点
a.细胞中含量最多的化合物是水。
一、细胞中的水
b.不同生物的含水量不同，且水生生物>陆生生物
1、水的含量特点
一、细胞中的水
1、水的含量特点
c.生物体在不同的生长发育期，含水量也不同
一、细胞中的水
1、水的含量特点
d.同一生物不同组织或器官的含水量不同
牙齿10%
骨骼22%
心脏79%
血液83%
一、细胞中的水
1、水的含量特点
a.细胞中含量最多的化合物是水。
b.不同生物的含水量不同，且水生生物>陆生生物
c.生物体在不同的生长发育期，含水量也不同
d.同一生物不同组织或器官的含水量不同
一、细胞中的水
2、水的存在形式
自由水：
结合水：
特点：容易流动，容易蒸发。
特点：失去流动性和溶解性，也不容易蒸发。
含量：占细胞内全部水的95％以上。
含量：约占细胞内全部水的4.5％。
以游离形式存在，可以自由流动的水
与细胞内其它物质相结合的水
一、细胞中的水
3、水的重要功能
结合水
是细胞结构的重要成分
自由水
是细胞内的良好溶剂
参与细胞内的生化反应
运输营养和代谢废物
为细胞提供液体生活环境
一、细胞中的水
3、水的重要功能
水是细胞内的良好溶剂
带负电，吸引正电荷
带正电，吸引负电荷
植物光合作用的原料
一、细胞中的水
3、水的重要功能
参与细胞内的生化反应
植物呼吸作用的产物
一、细胞中的水
3、水的重要功能
运输养料和代谢废物
血液可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞；
同时把细胞产生的代谢废物运送到排泄器官或者直接输运到体外。
一、细胞中的水
3、水的重要功能
为细胞提供液体环境
人的胚胎需要浸润在羊水中发育
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
一、细胞中的水
4、自由水与结合水的联系
⑴在一定条件下自由水和结合水可相互转化。
⑵两者的相对含量和生物组织的代谢速率相关：
细胞代谢增强
如:萌发的种子
细胞代谢减弱，抗逆性增强
自由水
结合水
上升
下降
如:冬小麦在冬季来临时，结合水增多，自由水减少，增强抗冻能力。
自由水
结合水
降温
升温
自由水含量越高
结合水含量越高
一、细胞中的水
练一练
判断：以下实例中水主要以什么形式存在？
（A）切西瓜时流出的瓜汁水
（B）鸡蛋清里的水
（C）新鲜小麦种子晒干时丢失的水？
（D）晒干后的种子烘烤后，试管壁上的水
自由水
结合水
自由水
结合水
一、细胞中的水
【例】下列关于生物体内的水的叙述，错误的是(　　)
A.活细胞中含量最多的化合物是水，生物体衰老过程中水的含量逐渐减少，代谢随之减弱
B.细胞中的水大都以自由水的形式存在，自由水是良好的溶剂
C.越冬植物体内自由水与结合水的比值下降，有利于增强代谢等生命活动以对抗寒冷环境
D.小麦种子在入库储存前需要经晾晒处理以减少自由水含量，延长储存期限
C
二、细胞中的无机盐
问题探讨
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
表中哪些成分属于无机盐？它们在饮料中以什么形式存在？
氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等属于无机盐。它们在饮料中以离子的形式存在。
为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？
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。
二、细胞中的无机盐
细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合态形式存在。
1、无机盐的含量
2、无机盐的存在形式
与水不同，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%。
3、无机盐的生理功能
无机盐
构成细胞内不可缺少的化合物
组成细胞的重要结构
维持细胞和生物体生命活动的正常进行
维持细胞的酸碱平衡
维持细胞内外的渗透压平衡
二、细胞中的无机盐
血红素分子
二、细胞中的无机盐
功能1：构成细胞内不可缺少的化合物
3、无机盐的生理功能
材料一
二、细胞中的无机盐
功能2：组成细胞的重要结构
3、无机盐的生理功能
P是构成细胞膜、细胞核的重要成分
材料二
二、细胞中的无机盐
3、无机盐的生理功能
功能3:维持生命活动的正常进行
生物体缺乏某种无机盐的症状
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
血液中Ca2+含量太低，动物会出现抽搐等症状
材料三
3、无机盐的生理功能
大家都有这样的体会，进行激烈运动时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的pH没有因此而降低，还是维持在7.35—7.45之间，为什么呢？（各种蛋白质对于pH的改变异常敏感，人体血浆pH降低0.5个单位，立即发生酸中毒。）
这是因为无机离子如HPO42-/H2PO4-和H2CO3/HCO3-等组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。
功能4:维持细胞和生物体的酸碱平衡。
二、细胞中的无机盐
材料四
3、无机盐的生理功能
9%
0.09%
0.09%
某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？为什么要配制这一浓度，用0.09%或9%浓度可以吗？为什么？
质量分数为0.9%的氯化钠溶液
功能5:维持细胞的渗透压，保持细胞的正常形态。
二、细胞中的无机盐
材料五
3、无机盐的生理功能
无机盐
构成细胞内不可缺少的化合物
组成细胞的重要结构
维持细胞和生物体生命活动的正常进行
维持细胞的酸碱平衡
维持细胞内外的渗透压平衡
二、细胞中的无机盐
无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，设计实验证明Mg是植物生长发育所必需元素。
（1）材料
生长状态相同、长势良好的植物若干，完全营养培养液，缺Mg的培养液，无机盐Mg。
（2）实验思想
设置对照实验
如何设计实验验证镁是植物生活的所必须的元素？
如果镁离子是植物必需的无机盐，那么除去镁离子，植物的生长发育就会表现出不正常，而补充了镁离子后植物的生长就会恢复正常。
实验原理：
实验目的：
验证镁是植物生长发育必需的元素。
实验自变量：
有无镁离子
对照组：用完全培养液中培养；
实验组：用缺Mg的完全培养液中培养；
其余条件相同且适宜 ；
（无关变量）
材料用具：小麦幼苗、200 mL广口瓶两个、量筒等。
试剂： 完全营养液、缺镁营养液。
实验步骤：
1.取两只广口瓶，编号甲、乙。
2. 。
3.
。
4.一段时间后， 。
分别向甲乙两瓶加入等量的完全营养液和缺镁的营养液
挑选等量的生长状况相同、健壮的小麦幼苗，分别置于甲、乙两瓶中，并置于相同且适宜的条件下培养
观察并记录小麦幼苗的生长状况
甲瓶小麦生长良好，乙瓶小麦叶片变黄；添加Mg离子后恢复正常
实验是否严谨，还需要增加什么步骤？
5.再向B组添加Mg离子，一段时间后观察 植物生长状况
实验结果： 。
实验结论： 。
Mg离子是植物生长发育必需的元素
细胞中的无机物
水
存在形式
含量特点：
在各种化学成分中含量最多
含量特点：很少
无机盐
存在形式
离子(大多数)
化合物 （少数）
生理作用
维持细胞和生物体生命活动的正常进行
维持渗透压、酸碱平衡
构成细胞内不可缺少的化合物
组成细胞的重要结构
自由水
作用
含义
结合水
作用 ：是细胞结构的重要成分
含义
是细胞内的良好溶剂
参与细胞内的生化反应
运输营养和代谢废物
为细胞提供液体生活环境

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