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(共36张PPT)
“有收无收在于水，收多收少在于肥。”
这句农谚说明了什么？
2.2 细胞中的无机物
高中生物学 必修1
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。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。
b.不同生物的含水量不同，一般为60%~95%，且水生生物>陆生生物
1、水的含量特点
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
幼嫩细胞含水量＞成熟细胞＞衰老细胞
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%
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
幼嫩细胞含水量＞成熟细胞＞衰老细胞
d.同一生物不同组织或器官的含水量不同
【任务一】阅读课本，思考以下问题：
水的存在形式及相应功能？
自由水与结合水的关系？
心脏79%
血液83%
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？
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
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
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？
带正电，吸引负电荷
带负电，吸引正电荷
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。
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
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。
自由水/结合水的比值高，细胞代谢强，抗逆性差。
4.自由水与结合水的关系
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
（1）自由水与结合水之间的相互转换
【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
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√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√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）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。【任务一】阅读课本，思考以下问题：
水的存在形式及相应功能？
自由水与结合水的关系？
心脏79%
血液83%
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？
无机盐的含量：
无机盐的存在形式：
【任务二】阅读课本，思考以下问题：
很少，仅占1％－1.5％
—— 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。
——少数以化合态形式存在
【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
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？
乳酸＋NaHCO3→乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
剧烈运动时：H+
H2O+CO2由肺排出
+ NaHCO3
无机盐离子H2CO3/HCO3-等组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。
蔬果中的碱：OH-
+ H2CO3
过多HCO3-由肾脏排出
H2O + HCO3-
Na+ + H2CO3
无机盐能维持酸碱平衡
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。
这个实例，又能说明无机盐有怎样的生理功能？
无机盐能调节人体的渗透压，维持细胞的正常形态
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）
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√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
【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。
【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
无机盐
自由水
①细胞内良好的溶剂
细胞中的无机物
水
结合水
含量
功能
含量
功能
①作为细胞结构的重要组成部分
①某些化合物的重要组成成分
大多数以离子形式，少数以化合物形式存在
功能
含量
存在形式
存在形式
（95.5 %）
（细胞鲜重的1%~1.5%）
（4.5 %）
②增强细胞抗逆性
④运输营养物质和代谢废物
②参与细胞内的生化反应
③为绝大多数细胞提供液体环境
④维持生物体内的酸碱平衡
②维持细胞和生物体的生命活动
③维持生物体内的正常渗透压
相互转化
课堂小结
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
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
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．六项 B．五项 C．四项 D．三项
B
4．在细胞内的液体、血浆等人和动物的体液及植物的汁液中，都含有多种多样生物必需的溶质。下列说法不正确的是（ ）
A．水既是良好的溶剂，又是物质运输的主要介质，还可以缓和温度变化
B．血浆中多种正、负离子对维持血浆的正常浓度非常重要
C．哺乳动物血液中Ca2+含量过低会导致肌肉发生抽搐
D．Mg2+是色素的必要成分，Fe3+是血红蛋白的必要成分
D

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