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第一章 组成细胞的分子
第一节 细胞中的无机物
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
NaCl 1.0
KCl 0.1
NaH2PO4 0.1
KH2PO4 0.1
NaHCO3 0.1
运动员饮料的化学成分表
1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
良好溶剂、反应物、运输等。
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？
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。
一、细胞中的水
(1)生物体内的含水量
水在构成生物体的化合物中含量第一；不同种类生物含水量不同；
水生生物含水量一般比陆生生物高；
同一生物不同生长发育时期，含水量不同；幼年>成年>老年；幼嫩>成熟
同一生物体，不同组织、器官中的含水量不同
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物
相对含水量 97% 80%～85% 78% 65% 90% 60%～80%
人体中几种不同器官或组织中水的含量 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心肌 血液
所占比例（%） 10 22 76 79 83
自由水（占细胞内全部水的95.5%）
结合水
（占细胞内全部水的4.5%）
作用：1.细胞内的良好溶剂；
2.参与细胞内的许多生物化学反应；3.为细胞提供液体环境；
4.运送营养成分及代谢废物。
作用：是细胞结构的重要组成部分
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
（2）水在细胞中存在的形式
细胞内水为什么具有以上作用呢？
（3）水的特性：
O
H
H
H2O分子
共用电子对
δ-
δ+
δ+
1.水是极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，故是良好溶剂。
水分子的空间结构及电荷分布不均匀的分子称为极性分子。
什么是极性分子？
（1）水是极性分子
（3）水的特性：
（2）形成氢键，具有流动性
2.水分子间的氢键比较弱，易被破坏，也易形成，这样氢键不断地断裂、形成，使水在常温下能够维持液体的状态，具有流动性。
3.水分子间的氢键使水具有较高的比热容，水的温度相对不容易发生变化，可以作为热的缓冲剂。
（4）自由水与结合水的联系：
(1)在一定条件下自由水和结合水可相互转化
(2)两者的相对含量和生物组织的代谢速率、抗逆性相关
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
自由水含量越高，细胞代谢越旺盛；结合水含量越高，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力越强。
分类 自由水 结合水
概念 水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。 与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。
含量 多、占细胞水分的95.5% 少、占细胞水分的4.5%
功能 ①细胞中的良好溶剂 ②细胞内的许多生化反应 ③运输营养物质和代谢废物 ④为细胞提供液体环境中 与其他大分子物质一起构成细胞的组成成分
与代谢和抗性之间的关系 含量高时，新陈代谢旺盛 抗逆性差 含量高，新陈代谢慢
抗逆性强
种子晒干丧失的水
种子烘干丧失的水
自由水与结合水的比较
1.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
√
　课堂练习　
1.无机盐的存在形式：
二、细胞中的无机盐
阴离子:Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等
阳离子:Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等
无机盐的存在形式
大多数以离子形式
少数以化合物形式
如：DNA中的磷酸，骨骼中的钙等
举例：
（1）光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，Mg是叶绿素分子的组成元素
（2）血红蛋白分子结构不能缺少的一种元素就是Fe
（3）P是许多重要化合物（如核酸、ATP等）和生物膜等的重要组成成分
（1）构成细胞中某些复杂化合物的组成成分
2.无机盐的作用：
2.无机盐的作用：
举例：
（1）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
（2）哺乳动物Ca2+的浓度低，可能会引起肌肉抽搐，而血钙过高则出现肌无力。
血钙不足→抽搐
（2）维持细胞和生物体的生命活动
2.无机盐的作用：
1、医用生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl。该种浓度的NaCl溶液与细胞内溶液是等渗溶液
2、用生理盐水清理伤口
（3）维持细胞的渗透压（细胞正常形态）
2.无机盐的作用：
（4）维持细胞的酸碱平衡
血液的pH：7.35—7.45，一般也不会有较大变化
肌肉酸痛
HCO3-、 H2CO3、 HPO4 2-、H2PO4 -对体液pH起着重要的调节作用
1.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
√
　课堂练习　
2.植物利用硝酸盐需要硝酸还原酶，缺Mg2+的植物无法利用硝酸盐。据此，对Mg2+的作用，正确的推测是（ ）
A.对维持细胞形态有重要作用
B.对维持细胞的酸碱平衡有重要作用
C.对调节细胞的渗透压有重要作用
D.Mg2+是硝酸还原酶的活化剂
√
　课堂练习　
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　

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