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第2章 组成细胞的分子
第2节 细胞中的无机物
细胞中的无机物
水是生命之源
世界水资源现状（2021）
细胞中的无机物
一、
细胞中的水
资料一
细胞中各种化合物所占比例
结论一：
水是细胞中含量最多的化合物
资料二
不同生物体中的含水量
生物 水母 鱼类 藻类
含水量% 97 80~85 90
生物 哺乳动物 蛙 高等植物
含水量% 65 78 60~80
结论二：
生物体的水含量因生物种类的不同有所差别。通常水生生物>陆生生物
一、
细胞中的水
资料三
幼儿和成人体内的含水量
结论三：
同种生物在不同的生长发育期含水量不同，幼年>成年>老年
资料四
同一生物个体不同组织、器官的含水量
结论四：
同种生物不同组织、器官其含水量存在差异
水在生物体的生命活动中起着哪些作用呢？
一、
细胞中的水
水分子的特性：
流动性
负电荷
正电荷
正电荷
极性分子
共用电子对
共用电子对
水是极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，是细胞内良好溶剂。
结构
功能
决定
水具有流动性，氢键易被破坏，也易形成，这样水中的氢键不断地断开，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体的状态。
负电荷
正电荷
正电荷
极性分子
共用电子对
共用电子对
一、
细胞中的水
一些物质的比热容 单位:J/（kg·℃） 物质 比热容 物质 比热容
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
蓖麻油 1.8×103 铜 0.39×103
砂石 0.92×103 水银 0.14×103
水具有较高的比热容，由于氢键的存在，水的温度相对不容易改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
水分子的特性：
一、
细胞中的水
植物光合作用的原料
蛋白质的合成过程
多糖的水解过程
功能2：
参与细胞内的生物化学反应
一、
细胞中的水
组织细胞
功能3：
运输营养物质和代谢废物
一、
细胞中的水
人的胚胎需要浸润在羊水中发育
液体环境
多细胞生物体的绝大多数细胞需要浸润在以水为基础的液体环境中
功能4：
为细胞提供液体环境
一、
细胞中的水
固态
气态
液态
自然界中水的存在形式：
细胞中的水会以什么形式存在呢？
一、
细胞中的水
特点：易蒸发、可流动、不受束缚
特点：失去流动性和溶解性；
不易散失、含量较稳定
绝大多数水以游离的形式存在，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
含量：占细胞内全部水分的 95.5%
含量：约占细胞内全部水分的 4.5%
1、自由水
2、结合水
水在细胞中的存在形式
一、
Q1：血液和多种组织器官含水量相近，但是形态差异非常大。这是又什么原因呢？
细胞中的水
同一生物个体不同组织、器官的含水量
血液相对其他器官组织中的自由水含量较高，其他器官组织的结合水相对血液含量较高
Q2：自由水与结合水可以相互转化吗？
一、
细胞中的水
自由水与结合水间的转化
一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高
谁新陈代谢更旺盛？谁自由水含量更多？
谁的抗逆性更强 谁的结合水含量更多？
结合水含量越高，抗逆性相对越强
一、
细胞中的水
自由水与结合水间的转化
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、
※ 判断：以下实例中水主要以什么形式存在？
1、切西瓜时流出的汁水
2、鸡蛋清里的水
4、晒干后的种子烘焙后，试管壁上的水
3、新鲜小麦种子晒干时丢失的水
自由水
自由水
结合水
结合水
细胞中的水
一、
细胞中的水
自由水与结合水间的判断
将种子放在阳光下2天
重量
减轻
________大量散失
自由水
管壁上有水珠
失去的主要是________
将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热
结合水
一、
细胞中的水
将种子放在阳光下2天
重量
减轻
________大量散失
自由水
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
自由水
晒干的种子不用水浸泡
不能萌发
________ 少，代谢减弱
自由水
自由水与结合水间的判断
一、
细胞中的水
将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热
管壁上有水珠
失去的主要是________
结合水
失去________的种子用水浸泡
结合水
不萌发
失去________的种子，失去了生理活性
结合水
自由水与结合水间的判断
一、
形式 定义 含量 功能
自由水 以游离的形式存在的、可以自由流动的水 约占95.5% 细胞内的良好溶剂
参与生物化学反应
运输营养物质和细胞新陈代谢产生的废物
为多细胞生物细胞提供液体环境
特点：易蒸发、不受束缚、可流动 结合水 与细胞内的其他物质相结合的水 约占4.5% 构成细胞结构的重要组分
特点：不易散失、失去流动性和溶解性 细胞中的水
二、
新鲜玉米
风干、晒干
丢失自由水
干玉米，可以发芽
烘干
丢失结合水
干玉米，无法发芽
白色灰烬：
燃烧
细胞中的无机盐
无机盐
（失去结合水失去生命）
（失去自由水仍有生命）
二、
细胞中的无机盐
1.存在形式
大多数以离子形式
少数以化合物形式
阳离子
阴离子
Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等
Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等
2.含量
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%
如：DNA中的磷酸，骨骼中的钙等
二、
细胞中的无机盐
（1）构成细胞中某些复杂化合物的组成成分
3.功能
二、
细胞中的无机盐
（2）维持细胞和生物体的生命活动
3.功能
人在剧烈运动时，会大量排汗，可能会引起肌肉抽搐，这是因为有大量的Ca2+随汗液排出，造成血钙过低；而血钙过高则出现肌无力。人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最后引起肌肉酸疼、无力等。这说明无机盐有什么作用
血钙不足→抽搐
血钙过高→肌无力
二、
细胞中的无机盐
3.功能
生理盐水
（3）维持细胞的渗透压平衡
9%
0.09%
皱缩
膨胀
正常形态
溶液浓度越大→渗透压越大→吸水能力越强；反之吸水能力越小
二、
细胞中的无机盐
酸性食物
碱性食物
肌肉酸痛
我们血液的pH一般维持在7.35-7.45之间
3.功能
（4）维持细胞的酸碱平衡，如缓冲对H2PO4-/HPO42-；H2CO3/HCO32-
乳酸＋NaHCO3=乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
农业生产中“有收无收在于水，收多收少在于肥”
二、
细胞中的无机盐
二、
细胞中的无机盐
探究无机盐 X 是否为植物生长发育所必需的无机盐
元素 功能 缺乏症状
N 含N的无机盐能促进细胞的分裂和生长，使枝叶繁茂
P 含P的无机盐可以促进幼苗的发育和花的开放，使果实、种子提早成熟
K 含K的无机盐可使植物茎秆健壮，促进淀粉的形成和运输
二、
细胞中的无机盐
探究无机盐 X 是否为植物生长发育所必需的无机盐
（以含N无机盐为例）
生长状况相同的水稻苗若干
提供完全培养液和缺N培养液
二、
细胞中的无机盐
生长状况相同的正常同种植物分两组
甲组：缺N的完全培养液
乙组：完全培养液
出现缺乏症
加入N元素再培养
缺乏症消失
N为植物生长的必需元素
植物正常生长
植物正常生长
N为植物生长的非必需元素
空白对照
自身对照
探究无机盐 X 是否为植物生长发育所必需的无机盐
（以含N无机盐为例）
二、
细胞中的无机盐
4.探究无机盐 X 是否为植物生长发育所必需
（1）空白对照
对照组：
实验组：
植物+完全培养液
植物+缺X培养液
（2）自身对照
对照组：
实验组：
缺X培养液(加入X之前)
加入无机盐X后
三、
巩固练习
1.苹果含有微量元素Zn，而Zn是构成与记忆力息息相关的物质不可缺少的元素，儿童缺锌会导致大脑发育不良，因此苹果又被称为“记忆之果”。这说明无机盐离子(　　)
A．对维持酸碱平衡有重要作用
B．对维持细胞形态有重要作用
C．对调节细胞内的渗透压有重要作用
D．对维持生物体的生命活动有重要作用
三、
巩固练习
2.“绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”下列各图为植物在复苏过程中，细胞中自由水与结合水相对含量变化的曲线图，其中表示正确的是（ ）
三、
巩固练习
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
三、
巩固练习
4.无机盐能维持生物体正常的生命活动。下面列出了若干确定无机盐X是否是植物必需的实验方案，其中正确的设计是
①以土壤为基质盆栽，浇缺少无机盐的“完全培养液”
②以沙土为基质盆栽，浇缺少无机盐X的“完全培养液”
③只用缺少无机盐X的“完全培养液”，不用基质
④以土壤为基质盆栽，浇蒸馏水
⑤以沙为基质盆栽，浇完全培养液
⑥不用基质，只用完全培养液
⑦不用基质，只用含无机盐X的培养液不用基质，只用蒸馏水
A.以③为实验组，⑥为对照组
B.以④为实验组，①为对照组
C.以②为实验组，⑤为对照组
D.以⑦为实验组，⑧为对照组
课堂小结
课后作业
THANKS！

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