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第2节
细胞中的无机物
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。
组成细胞的化合物
水
无机化合物
有机化合物
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
前情回顾
运动员饮料的化学成分表
问题探讨
右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。
讨论
喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
1.
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？
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
生命起源于海洋
水是生命之源
生命对水的依赖
一. 细胞中的水
活动1. 分析水的含量
水是活细胞中含量最多的化合物
不同的生物含水量不同：水生生物 ＞ 陆生生物
幼嫩部位 ＞ 成熟部位
幼年 ＞ 成年
生物生长发育的不同阶段，含水量不同：
生物的组织器官种类和代谢不同，含水量不同：
血液 ＞ 骨骼 ＞ 牙齿
活动二.阅读教材P20，总结生物体内水的四项主要作用
①细胞内良好的溶剂。
②参与细胞内的生化反应。
③为细胞提供液体环境
④运输营养物质和代谢废物
水为什么会成为良好溶剂？
水为什么会成为良好溶剂？
拓展：水分子是氢、氧两种原子组成的
质子
中子
原子核
核外电子
原子
δ+
δ+
δ-
水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。
H原子
H原子
O原子
O
H
H
H2O分子
拓展：水分子是由氢、氧两种原子组成的极性分子
O
H
H
H2O分子
共用电子对
δ-
δ+
δ+
H
H
O
氧吸引共用电子的的能力比氢更强，使电子分布不均匀而使得O原子带负电，H原子带正电。
水分子属于极性分子，电荷分布不均匀。
拓展：水分子是由氢、氧两种原子组成的极性分子
拓展：理解水的结构决定水的性质
（1）是细胞内的良好的溶剂：
由于水分子属于极性分子，所以带电的物质分子或离子都容易与水结合而溶解。
清水中加入NaCl颗粒
NaCl颗粒被溶解
氢键不断地断裂和不断地形成，使得水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。
H2O分子
O
H
H
δ-
δ+
δ+
（δ-）
（ δ+ ）
（δ-）
（ δ+ ）
（ δ- ）
（ δ+ ）
（ δ+ ）
（ δ- ）
氢键
氢键
氢键
氢键
一个水分子可形成 4 个氢键
（2）易形成氢键，具有一定的流动性：
（3）有较高的比热容，水的温度不易改变，利于维持生命系统的稳定
由于水分子之间数量众多的氢键，使水分子有较高的比热容，这样，对温度的变化起到了很好的缓冲作用。
活动三：归纳总结水在细胞中的存在形式及作用
自由水
结合水
概念:
呈游离状态，可以自由流动；
含量:
多，占所有水的绝大部分
功能：
良好的溶剂；参与生化反应，提供液体环境、运输(自由水越多，代谢越旺盛)
概念:
与细胞内蛋白质与多糖等结合，失去流动性、溶解性
含量:
少，占细胞水分的4.5%
功能：
细胞结构的重要组成成分；
(结合水越多，抗逆性越强)
自由水
结合水
活动四：理解自由水与结合水的关系：
（1）可相互转化：
（2）两者的相对含量（比值）与细胞代谢速率、抗逆性的关系：
上升
细胞新陈代谢增强
如：干种子吸水萌发
自由水
结合水
下降
细胞新陈代谢减弱,抗逆性增强
冬小麦在冬季来临时，结合水增多，自由水减少；
晒干储存
泡水萌发
灰烬里包含有什么物质呢？
二. 细胞中的无机盐
1.
含量：
仅占细胞鲜重的1％～1.5％
2.
存在形式：
由于细胞内是液体环境，所以细胞中大多数无机盐都以离子形式存在，少数以化合物的形式存在。
阳离子：
Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等
阴离子：
Cl－、SO42－、PO43－、HCO3－等。
活动一：阅读教材P21，总结无机盐的含量和存在形式
1.植物体缺镁会影响光合作用，为什么？
光合作用的正常进行离不开叶绿素，Mg是合成叶绿素不可缺少的元素。
2.有一种贫血症叫做缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？
人体内血红蛋白过少会导致贫血，Fe是合成血红蛋白不能缺少的元素。
思考·讨论
叶绿素的结构
血红素的结构（局部）
（血红蛋白包含4个血红素）
思考·讨论
3.植物体缺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。
这说明P对植物正常生长发育是必不可少的。P作为植物物生长发育所必需的大量元素，是许多重要化合物（如核酸、ATP）和生物膜的重要组成成分。
3.植物体缺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。
这说明P对植物正常生长发育是必不可少的。P作为植物物生长发育所必需的大量元素，是许多重要化合物（如核酸、ATP）和生物膜的重要组成成分。
思考·讨论
磷脂双分子层
Mg和Fe分别是构成叶绿素和血红素的重要成分。
（1）构成细胞结构和细胞中重要化合物的成分：
一种叶绿素分子的局部结构
血红素分子的局部结构
活动二：结合实例，总结无机盐的作用
（2）维持细胞和生物体的生命活动：
名称 生理作用
K+
Na+
Ca2+
Ca2+ 浓度太低动物出现抽搐等症状
促进酶的活动，形成ATP、缓冲物质等
人体内Na+ 缺乏导致神经和肌肉的正常兴奋性降低，会引发肌肉酸痛，大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。
调节渗透压，参与形成膜电位
（3）维持细胞的渗透压和酸碱平衡：
细胞渗透压平衡的维持
Na+、Cl_主要维持细胞外液的渗透压，K+主要维持细胞内液的渗透压。
常见缓冲对 : H2CO3/HCO3-
☆渗透压的平衡对于维持动物细胞的正常形态与功能相当重要。
给病人输液的生理盐水必须是多少浓度？
生物体内酸碱度的维持
练习与应用
一、概念检测
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。( )
×
×
×
二、拓展应用
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
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．“绵绵的春雨，是她润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”此过程中，细胞中自由水与结合水的相对含量变化表示正确的是(　　)
B
3．(2021·淄博期中)研究发现用不含Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，蛙心收缩不能维持，用含有少量Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，心脏能持续跳动数小时。这说明Ca2＋和K＋的作用是(　　)
A．为蛙心脏的持续跳动直接提供能量
B．是构成细胞某些重要化合物的组成成分
C．对维持生物体正常生命活动有重要作用
D．对维持细胞的正常形态有着重要作用
C

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