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(共43张PPT)
2.2细胞中的无机物
口渴了,你喝什么？
运动员在运动时如何补水？
问题探讨：
成分 质量浓度（g.L-1）
蔗糖等糖类 40
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
水 1000
运动型饮料的化学成分表
提供能量
调 味
补充失去的水（解口渴）
补充失去的无机盐（解体渴）
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。
一个人在极限状况下，可坚持20d以上不进食；
一个人不喝水，1d后就会丧失意识 ,生命濒临终点；
地球表面约3/4的部分是水；
细胞内含量最多的化合物——水。
水-生命之源
一、细胞中的水
大量出汗后只喝水，水经过肠胃的吸收后又通过汗液排出体外，流失盐分。不断地喝水和出汗会使盐分丢失很多，容易造成头晕、眼花、身体乏力等“水中毒”症状。
水在不同的细胞，不同的生物体内其含量是否一样呢？
组成人体细胞的主要元素
（占细胞鲜重的百分比）
鲜重细胞中含量最多的化合物是水
（一）水的含量及特点
水母 97%
鱼类 80%--85%
藻类 90%
高等动物 65%
蛙 78%
高等植物 60%--80%
生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别，一般来说是水生生物含水量大于陆生生物含水量。
（一）水的含量及特点
不同生长发育时期
80%以上
77%
52~58%
60~65%
41~45%
（一）水的含量及特点
同一生物，不同生长发育时期含水量不同
幼嫩细胞>成熟细胞>衰老细胞
人体几种不同组织器官中含水量 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液
质量分数/% 10% 22% 76% 79% 83%
同一生物体不同组织中的含水量也有很大差别
为什么各组织器官水的比例不一样？
（一）水的含量及特点
1、含量：细胞中含量最多的化合物；
2、不同生物的含水量不同：
水生生物＞陆生生物；
3、同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同，血液＞ 骨骼＞牙齿；
4、同种生物，不同的生长发育阶段含水量不同，
幼年＞成年，植物幼嫩部分＞成熟部分。
小结：
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？
（液态）
（气态）
（固态）
（二） 水的存在形式及生理功能
切西瓜时，流出的液体
切开芦荟，粘稠的液体
结合水：
自由水：
与细胞内其他物质（蛋白质、多糖等）相结合的水
以游离的形式存在，可以自由流动
（约4.5%）
（约95.5%）
失去流动性和溶解性
1、水的存在形式
葡萄糖、氨基酸、无机盐等溶解在细胞质中
1、细胞内良好的溶剂
葡萄糖等营养物质和尿素等代谢废物通过血液运输，血细胞也生活在其中
2、运输营养物质和代谢废物
3、为细胞提供液体环境
绿色植物进行利用光能将水分解，产生氧气
4、参与生物化学反应
2、水的生理功能
（4）运输营养物质和代谢废物
（1）是细胞内良好的溶剂
（2）参与许多生物化学反应
细胞结构的重要组成成分
结合水的作用：
自由水的作用：
（3）为细胞提供液体环境
（为什么？）
原因：水是极性分子，使带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合
2、水的生理功能
增强细胞抗逆性(如：植物的抗旱、抗寒等。)
（1）水为什么能成为良好的溶剂？
（2）水为什么具有流动性？
（3）水的哪一特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要？
阅读课本P20-21楷体字部分，完成下列问题：
水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。
每个水分子可以与周围水分子靠氢键互相作用在一起。氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。
具有较高的比热容，水的温度相对不容易改变。
2、农民晒干葵花籽与炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？
1、心脏和血液的含水量很接近，为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？
血液中的水主要以自由水的形式存在；心脏中的水主要以结合水的形式存在。
自由水
思考
结合水
生活中的现象 对此现象的解释
种子贮存时需先将种子晒干
鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻
干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠
干种子用水浸泡后仍能萌发
炒熟的种子浸泡后不萌发
晒干是为了减少自由水含量，降低种子的代谢，从而延长种子寿命
自由水大部分散失了
种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加热会失去结合水
失去结合水的细胞失去生理活性
失去自由水的种子仍保持其生理活性，大量吸收自由水后就容易萌发
3、相关实例
（三）自由水与结合水之间的转化
北方冬小麦在冬天来临之前结合水比例会上升
沙漠等干旱地区的植物主要以仙人掌等结合水比例较高的植物为主
结合前面的例子进行思考，自由水和结合水之间是否可以相互转化？如何转化？自由水和结合水的比例与植物抗逆性之间有什么关系？
新鲜鸡蛋（ 水）
变质鸡蛋（ 水）
高温
凝固猪血（ 水）
新鲜猪血（ 水）
冷却
以下物质中，水主要以什么形式存在？
说明：自由水和结合水在一定条件下可以 。
相互转化
结合
自由
自由
结合
1、转化条件
结合水
自由水
升温；生命活动旺盛，新陈代谢加快
降温；生命活动缓慢，新陈代谢降低
种子萌发时，温度升高
种子休眠时，温度降低

新陈代谢
速率
抗逆性
细胞中自由水/结合水的比例越大，生物的新陈代谢越旺盛，其抗性越小；
自由水/结合水的比例越小，生物的新陈代谢越弱，其抗性越大。
图 自由水含量与代谢速率和抗逆性的关系
3、在生产中的应用
（1）种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量；
（2）种子贮存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长贮存时间；
（3）越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。
2、自由水和结合水的比例影响到组织、器官的形态特点。
资料1：细胞中有一种水可以与蛋白质、多糖等物质结合，水失去流动性和溶解性。
资料2：水是光合作用的原料，呼吸作用和许多有机物的合成和分解都需要水的参与。
资料3：组织细胞必需浸润在组织液中，红细胞必须浸润在血液中，淋巴细胞必须浸润在淋巴中。
水是细胞结构的重要组成部分
参与细胞内的许多化学反应
提供液体环境
资料4：物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用。
资料5：水在生物体内流动，把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的代谢废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。
细胞内良好的溶剂
运输营养物质和废物
考考你！
当你烧掉一张纸时，得到的白色灰烬就是无机盐。人和动物体内也含有无机盐。
二、细胞中的无机盐
（一）存在形式：
大多数以离子的形式存在
阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
（二）含量：很少，仅占细胞鲜重的1％～1.5％
讨论
1．植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？
2．有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？
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 下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。
资料2 植物在缺乏N、P、K等营养物质时会出现各种症状，因此生产过程中常要给植物施肥。玉米在生长过程中缺乏P,植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。
P22：思考与讨论
（三）无机盐的作用
Mg是合成叶绿素分子不可缺少的元素之一，缺Mg时叶绿素的形成受阻，从而影响光合作用
P是组成细胞的重要元素，细胞膜、细胞核中都含有P元素，P也是很多酶的组成部分，也参与了植物体内很多重要的代谢过程，如光合作用、糖类的合成等
血红素是血红蛋白的重要组成部分，而血红素的结构中不能缺少的一种元素就是Fe
1、参与组成细胞中某些复杂的化合物
无机盐的作用
大量流汗排出过多无机盐后，应多喝淡盐水
血液中Ca2+含量太低，动物会出现抽搐等症状
人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等
2、维持生物体正常的生命活动
无机盐的作用
3、维持生物体和细胞的酸碱平衡
剧烈运动后会感到腰酸、膝盖酸，原因是运动时产生了乳酸，但血液的pH没有太大变化,还是维持在7.35~7.45之间。什么原因呢？
4、维持细胞正常的形态
乳酸+NaHCO3 乳酸钠+H2CO3(碳酸)
H2CO3 H2O+CO2 (经呼吸系统排出)
质量分数为0.9%的氯化钠溶液
无机盐的作用
组成细胞中某些复杂的化合物
维持细胞和生物体的生命活动
→叶绿素
→血红蛋白
维持细胞的渗透压
Na+ 、K+ 、
Cl- 等
血钙过高→肌无力
血钙过低→抽搐
Mg2+
无机盐生理作用
Fe2+
维持细胞的酸碱平衡
HPO42-、
HCO3-等
无机盐的作用
Mg2＋ ━━
Ca2＋ ━━
Fe2＋ ━━
I- ━━
N- ━━
P- ━━
Na＋K＋ ━━
B- ━━
叶绿素成分
维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分
血红蛋白的成分
维持细胞外液的渗透压，缺乏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
甲状腺激素成分
蛋白质、核酸等的成分
核酸、磷脂等的成分
促进花粉萌发和花粉管伸长
部分常见无机盐的作用
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
运动员饮料中的化学成分
回顾问题探讨
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？
表中的NaCl、KCl、NaH2PO4、KH2PO4
、NaHCO3等都属于无机盐。
他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。
无机盐构成细胞中某些复杂化合物的组成成分，参与并维持生物体的代谢活动，维持细胞和生物体的酸碱平衡和渗透压。
(科学探究)无机盐生理功能的验证
(1)完全培养液：满足植物生长发育必需营养素的培养液。
甲组：
含X的完全营养液
＋幼苗
正常生长
乙组：
只缺X的完全营养液
＋幼苗
一段时间
生长异常
正常生长
说明
＋X
一段时间
仍为异常
恢复正常
说明
说明
不是
是
实验前
实验后
自身对照
空白对照
不是必需无机盐
Mg是构成叶绿素的元素，植物缺乏Mg时会出现叶片变黄。请同学们设计实验验证Mg是植物必需的矿质元素。(写出实验思路、预测结果和结论）
（1）实验思路：
（2）预测结果：
（3）结论：
对照组：
实验组：
对照组的植物正常生长叶片呈绿色；
实验组的植物首先出现叶片变黄现象，在培养液中加入Mg后，植物恢复正常
Mg是植物必需的矿质元素
植物+完全培养液
①植物+只缺Mg的培养液，一段时间后观察叶片颜色
②在培养液中加入Mg，一段时间后再次观察叶片颜色
【例题】
细胞中的无机物
水
无机盐
自由水
结合水
存在形式：离子
作用
1，细胞内的良好溶剂
2，参加许多生物化学反应(代谢)
3，提供细胞生活的液体环境
4，运输营养物质和废物
构成细胞的重要组成成分
1，构成细胞中某些化合物的重要组成分
2，维持细胞和生物体的生命活动
3，调节人体渗透压以及维持细胞正常形态
4，维持细胞和生物体的酸碱平衡
小结：
P22：练习与应用
1、（1）×（2）×（3）×
二、拓展应用
1、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的浓度，所以质量分数为 0.9%的氯化钠溶液叫生理盐水。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相对稳定的状态。
2、水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的。科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。同时，那里的土壤还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。
沙场点兵
1.细胞中含量最多的化合物（ ）
A.蛋白质 B.淀粉 C.水 D.糖原
C
2.下列过程中所散失的水分主要属于结合水的是(　　)
A．种子收获后晒干过程中散失的水
B．种子烘烤过程中散失的水分
C．植物蒸腾作用中散失的水分
D．洋葱表皮细胞置于高浓度蔗糖溶液中失去的水分
B
3．人患急性肠胃炎时，往往会有抽搐的症状，原因( )
A．失水过多
B．炎症造成人体吸收糖类减少
C．炎症造成人体吸收无机盐(如钙)减少
D．炎症造成人体吸收氨基酸减少
C
4．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
B
5．每年的3月22日是“世界水日”。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是 （ ）
A.晒干的小麦种子不含自由水，代谢强度低，便于储藏
B.氢键的存在，使水的温度相对不易改变，对维持生命系统稳定性十分重要
C.影响细胞内含水量的因素有生物种类、发育阶段、组织器官种类等
D.水是极性分子，带电荷的分子或离子都易与水结合，可作为良好的溶剂
A
6．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
C
7．无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列有关生物体内无机盐的叙述不正确的是 ( )
A.细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3参与构成骨骼、
牙齿等
B.生理盐水可用于清洗外伤伤口，因为它可维持细胞正常的渗透压并有
清洁作用
C.患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法
D.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
A
8．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
D
谢谢！

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