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(共29张PPT)
第2节 细胞中的无机物
第2章 组成细胞的分子
一. 细胞中的水
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 结论1: 细胞中含量最多的化合物是水。
1. 细胞中水含量的特点
讨论1:
一、 细胞中的水
水生生物>陆生生物
水母97%
藻类90%
鱼类80-85%
蛙78%
高等植物60-80%
哺乳动物65%
结论2: 生物种类不同，含水量不同。
讨论2:
结构
功能
决定
2. 水分子结构和理化特性
负电荷
正电荷
(1)水是极性分子(结构1)
带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合
水是良好的溶剂(理化特性1)
(2)分子间能形成氢键(结构2)
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。
水具有流动性(理化特性2)
由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着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。
水具有较高的比热容(理化特性3)
【拓展】比热容
1. 概念:
是指没有相变化和化学变化时，1kg均相物质温度升高1K(开尔文)所需的热量。
注: 每变化1K相当于变化1℃，计算起点不同。摄氏度以冰水混合物的温度为起点，而开尔文是以绝对零度作为计算起点，即-273.15℃=0K。开尔文过去也曾称为绝对温度。
2. 规律: 物质的比热容越大，相同质量和温升时，需要更多热能。
以水和油为例，水和油的比热容分别约为4200 Jkg-1K-1和2000 Jkg-1K-1，即把相同质量的水加热的热能比油多出约一倍。
若以相同的热能分别把相同质量的水和油加热的话，油的温升将比水的温升大。
水在自然界中存在的形式
流水
白雪
蒸气
(液态)
(气态)
(固态)
种类 自由水 结合水
定义
含量
特点
作用
细胞结构的重要组成成分
以游离的形式存在
与细胞内的其他物质相结合
约占95.5%
约占4.5%
可以自由流动
含量较稳定，不易散失
3. 水的存在形式及作用
存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性。
①细胞内的 ；
②参与细胞内的 ；
③为细胞提供 ；
④运送 和 ；
良好溶剂
营养物质
代谢废物
生物化学反应
液体环境
→细胞代谢增强
如:萌发的种子
→细胞代谢减弱，抗逆性增强
如: 晒干的种子，自由水减少，利于储存；
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。
a.两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织的细胞代谢速率。
自由水
结合水
上升
下降
4. 自由水与结合水的关系
结合水
自由水
温度↑
温度↓
b.自由水与结合水可以相互转换
①种子萌发时，吸收水分，自由水增多，代谢增强
②晒干的种子，自由水减少，代谢减弱，利于储存。
③晒干的种子，经过加热，失去结合水，细胞的结构被破坏，不能萌发。
【检测】下面是关于细胞中水的叙述，其中错误的是( )
A. 水是人体细胞中含量最多的化合物
B. 新陈代谢旺盛的植物细胞含自由水量较高
C. 越冬植物的细胞内自由水含量较高
D. 把晒干的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是结合水
C
【检测】如图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是( )
A. ④和⑤是同一种物质,但是在细胞中存在形式不同
B. ①和②均能萌发形成幼苗
C. ③在生物体内主要以化合物形式存在
D. 点燃后产生的CO2中的C只来自种子中的糖类
种子点燃后,糖类和其他有机物形成二氧化碳和水等散失，留下的物质为无机盐
A
点燃一粒小麦种子，待它燃烧时可见到一些灰白色的灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的无机盐。其他生物体的细胞中也含有无机盐。
二. 细胞中的无机盐
1.含量:
2.存在方式:
很少,1%-1.5%
大多数以离子的形式存在
少数以化合物的形式存在,
如:牙齿中的CaCO3
阳离子: Na+、K+、Ca2+ 、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等
阴离子: Cl-、SO42-、PO43-、HCO3- 等
二、 细胞中的无机盐
资料1:
3. 无机盐的功能
1.植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？
Mg是叶绿素的组成元素之一，缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。因此，它对于光合作用具有重要意义。
资料1:
3. 无机盐的功能
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？
人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋白质的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血。
血红蛋白
两个α－肽链
两个β一肽链
四个亚铁血红素基团
每个肽链环绕一个亚铁血红素基团，
此基团可携带一分子O2或一分子CO2，血红蛋白因含有血红素而呈红色。
【拓展】血红蛋白的结构及特性
资料2:
3. 无机盐的功能
这说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P作为植物生长发育所必需的大量元素之一，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，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，并且长得矮小、结实率低。
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？
资料1和资料2小结:
(1)无机盐是细胞中某些化合物的重要组成成分。
3. 无机盐的功能
①Mg是构成叶绿素的元素;
②Fe是构成血红素(血红蛋白)的元素;
③P是组成细胞膜、细胞核的重要成分,也是细胞必不可少的许多化合物的成分。
(2)无机盐能维持细胞和生物体正常的生命活动;
3. 无机盐的功能
Na+、Ca2+: 与神经细胞的兴奋性、肌肉细胞兴奋及肌肉细胞的收缩有关。
缺Na+: 神经、肌肉细胞兴奋性降低, 导致肌肉酸痛、无力；
缺Ca2+(或钙离子过低): 抽搐；
Ca2+过多: 肌无力。
进行剧烈运动之后, 会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸, 但体液中的PH并没有明显降低,还维持在7.35-7.45，为什么？
乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3
(3)无机盐能维持细胞和生物体的酸碱平衡。
呼吸排出
资料3
CO2＋H2O
无机离子如H2CO3/NaHCO3等组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。
3. 无机盐的功能
在正常情况下,人体细胞所处液体环境的浓度为0.9%(等渗溶液), 为患者输入0.9%的氯化钠溶液有利于维持机体的渗透压平衡。
(4)无机盐能维持细胞正常渗透压。
资料4
问题探讨
1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
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
氯化钠 1.0
氯化钾 0.1
磷酸二氢钠 0.1
磷酸二氢钾 0.1
碳酸氢钠 0.1
运动员饮料的化学成分表
①细胞内的 ；
②参与细胞内的 ；
③为细胞提供 ；
④运送 和 ；
良好溶剂
营养物质
代谢废物
生物化学反应
液体环境
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
氯化钠 1.0
氯化钾 0.1
磷酸二氢钠 0.1
磷酸二氢钾 0.1
碳酸氢钠 0.1
运动员饮料的化学成分表
2.表中哪些成分属于无机盐？为什么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？
氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。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。
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
氯化钠 1.0
氯化钾 0.1
磷酸二氢钠 0.1
磷酸二氢钾 0.1
碳酸氢钠 0.1
运动员饮料的化学成分表
2.表中哪些成分属于无机盐？为什么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？
①无机盐是细胞中某些化合物的重要组成成分。
②能维持细胞和生物体正常的生命活动;
③能维持细胞和生物体的酸碱平衡。④能维持细胞正常渗透压。
【检测】血液中的Ca2+含量太低时，神经肌肉的兴奋性升高而出现抽搐，这一事实说明Ca2+的生理功能之一是( )
A.构成细胞结构的组成成分
B.维持细胞的正常形态
C.维持细胞的正常生理功能
D.调节细胞的酸碱平衡
C
【检测】下列与无机盐的功能无关的是( )
A.是某些重要复杂化合物的成分
B.是细胞中能源物质之一
C.能维持生物体的生命活动
D.能维持细胞的形态和功能
B
【检测】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。以下各项中属于以上三种做法的主要原因依次是(　　)
①消毒　　　　　②维持水分代谢平衡　
③维持无机盐代谢的平衡　④降温　
⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用
A. ①②④ B. ③②⑤ 　　　　　　　　 C. ②⑤③ D. ②③④
C

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