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第2节 细胞中的无机物
新课导入
如图是某种运动员饮料的化学成分表。
讨论：
1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
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
新课教学
化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸
所占比例% 70-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 细胞中水含量可以达到70％－90％，水是所有化合物中含量最高的。
1生物体的水及其含量
资料分析
化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类和核酸
质量分数/% 70~90 1~1.5 7~10 1~2 1~1.5
水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物
水的质量分数/% 97 80~85 78 65 90 60~80
细胞中各化合物的含量
不同生物体的含水量
同一生物不同生长发育时期含水量
婴儿 幼儿 成年（女） 成年（男）
水的质量分数/% 80以上 77 52~58 60~65
眼球 血液 心脏 骨骼肌 骨骼 牙齿
水的质量分数/% 99 83 79 76 22 10
同一生物不同组织、器官的含水量
水是细胞及生物体中含量最多的化合物，一般占为60%~95%
不同生物体的含水量不同，且一般水生生物大于陆生生物
同一生物不同生长发育时期含水量不同
同一生物不同组织器官含水量不同
生物体的一切生命活动都离不开水
水分子中H、O原子的结合方式和带电情况如何？为什么说水是一种良好的溶剂？
水分子的氢键是怎样形成的？为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？
为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？
①水是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子(或离子)结合，是良好的溶剂;
②水分子间氢键不稳定，使水能在常温下保持液态;有利于运输营养物质和代谢废物。
③水分子间的氢键使水具有较高比热容，可作为热的缓冲剂。
2 水的分子结构
自然界中的水以三种形式存在。
那么，在细胞内水是否还是以这三种形式存在呢？
水的存在形式有哪些？其特点、含量、功能分别是什么？
3 水的存在形式与功能
存在形式
特点
含量
功能
游离状态，自由流动
与细胞内的其他物质相结合
约4.5%
细胞结构的重要组成部分
约95.5%
②参与细胞内的许多生化反应；
③为细胞提供液体环境；
④运输营养物质和代谢废物
①细胞内良好的溶剂；
自由水
结合水
一定条件下
（1）在一定条件下可以相互转化
（2）两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞的代谢速率
① 自由水/结合水的比值高，细胞代谢旺盛，但抗逆性差。
② 自由水/结合水的比值低，细胞代谢缓慢，抗逆性强。
结合水
代谢旺盛
代谢缓慢
自由水
（发芽、温度升高）
（冬眠、晒干、温度降低）
思考：为什么在低温环境下花卉要减少浇水？
自由水与结合水的相互转化
刚收获的小麦种子，农民往往将其晒干后再储存，在这个过程中，种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？为什么？
自由水，有活性。种子晒干后，细胞内自由水含量降低，细胞代谢减慢，有机物消耗减少，以延长储存期；种子有活性。
如果将晒干的种子放在试管中加热，会发现试管壁上有小水珠出现，该过程中种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？为什么？
结合水，无活性。晒干的种子加热后，细胞内结合水转化为自由水散失；种子死亡，无活性。
1.存在形式
—— 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。
2.含量：很少，仅占1％－1.5％
——少数以化合态形式存在
4细胞中的无机盐
（1）为什么缺铁会导致贫血？
（2）植物缺镁会影响光合作用，为什么？
铁是血红蛋白的重要组分
镁是叶绿素的重要组分
构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
小组讨论：
小组讨论：
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？
维持细胞和生物体的生命活动
小组讨论
正常人血浆pH应稳定在7.35~7.45间，否则出现酸碱中毒。剧烈运动后产生乳酸或摄入较多酸性食物后为什么不会酸中毒？
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？
这两个实例，说明无机盐怎样的生理功能？
维持细胞和生物体的酸碱平衡、渗透压
无机盐的生理功能
无机盐
存在形式
种类
主要以离子的形式存在
Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等
等
生理功能
参与构成细胞中的某些化合物
维持细胞和生物体的生命活动
维持细胞和生物体的酸碱平衡、渗透压
含量：仅占细胞鲜重的1%~1.5%。
2.3 部分离子的功能
Na+ Cl-
维持细胞外液的渗透压
K+
维持细胞内液的渗透压
Ca2+
促进牙齿和骨骼生长；调节神经、肌肉的敏感性等
Mg2+
参与构成叶绿素，与某些酶的活性有关
Fe2+
血红蛋白及含铁酶的成分
Na+ K+
与膜电位的产生有关，形成动作电位和静息电位
HCO3-
构成血浆中的缓冲物质，调节血浆的PH
I
构成甲状腺激素
本课小结
细胞中的无机物
水
无机盐
结合水
自由水
细胞的重要组成成分
细胞内的良好溶剂
参加许多生物化学反应（代谢）
是细胞生活的液体环境
运输营养和废物
存在形式
作用
构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
维持细胞和生物体的生命活动
维持细胞渗透压平衡
维持细胞和生物体的酸碱平衡
主要以离子的形式
课堂检测
1. 下图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化示意图，据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A. 随着种子的成熟，种子的新陈代谢逐渐增强
B. 随着种子的成熟，种子细胞中
有机物的量/水含量的值增大
C. 随着种子的成熟，种子的鲜重逐渐增加
D. 随着种子的成熟，种子细胞中结合水/自由水的值逐渐减小
B
2. 在患急性肠炎时，要及时注射生理盐水；不慎受伤后，要用0.9%的盐水清洁伤口；在高温作业时，要喝淡盐水。以上三种做法的主要原因依次是(　　)
①消毒　②维持体内水盐平衡　③是细胞中化合物的组成成分　
④降温　⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用
①②④　 B. ③⑤②
C. ②⑤②　 D. ②③④
3. 下列有关细胞中水的叙述，错误的是(　　)
A. 细胞内参与物质运输的水是自由水
B. 越冬的动物体内结合水的比例相对较高
C. 同一个体的不同器官的含水量相同
D. 植物蒸腾作用中失去的水主要是自由水
C
C
4. 人体因贫血会面色发黄、绿色植物因叶绿素合成不足会叶片发黄，这都是因为体内缺乏无机盐造成的，缺乏的无机盐分别是(　　)
A. I、Cu　 B. Ca、K
C. N、P　 D. Fe、Mg
5. 水在细胞内以自由水、结合水两种形式存在。下列关于自由水生理功能的叙述，正确的是(　　)
A. 良好的溶剂　 B. 主要能源物质
C. 生物大分子的骨架　 D. 细胞结构的重要组成成分
D
A
6. 下列关于生物体内水和无机盐的叙述，错误的是(　　)
A. 种子萌发时细胞中自由水与结合水的比值上升
B. 同一个体不同发育时期的细胞含水量基本相同
C. 某些无机盐对维持细胞的酸碱平衡非常重要
D. 细胞中大多数无机盐以离子形式存在
7. 下列与生物体内无机盐的功能无关的是(　　)
A. 提供能量　 B. 维持水盐平衡
C. 维持正常pH　 D. 组成体内化合物
B
A

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