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人教版必修1《分子与细胞》
课前小测
1.组成细胞的化学元素大多以 形式存在。
2.组成细胞的无机化合物包括： 和 。
有机化合物包括： 。
3.活细胞内含量最多的化合物 ；
含量最多的无机化合物是 ； 含量最多的有机物是 ，占细胞干重最多的化合物是 。
化合物
水
无机盐
糖类、蛋白质、脂质、核酸
水
水
蛋白质
蛋白质
对于生物的生存和代谢来说，水和无机盐不可或缺。
为什么水和无机盐对于生命如此重要？在细胞的生命活动中它们分别起到了什么作用？
有收无收在于水，收多收少在于肥。
第2章 组成细胞的分子
第2节 细胞中的无机物
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一、细胞中的水
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1.1 细胞中的水
水母97%
藻类90%
鱼类80-85%
蛙78%
高等植物
60-80%
哺乳动物
65%
不同生物体内含水量不同。
水生生物>陆生生物
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1.1 细胞中的水
同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同。
幼年生物>老年生物
植物幼嫩部分>植物成熟部分
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1.1 细胞中的水
同一生物体不同的组织器官，含水量不同。
牙齿10%
骨髓22%
骨骼肌76%
血液83%
心脏79%
心脏和血液含水量相近，但是形态差异很大，这是为什么呢？
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1.1 细胞中的水
阅读书本P20-21，思考并讨论以下问题：
水在生物体内有哪几种存在形式？
水的主要功能有哪些？
结合水和自由水的含量变化和细胞代谢有何关系？
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1.2 水在细胞中的存在形式（P21 ）
自由水
结合水
特点：易蒸发、不受束缚、可流动
特点：不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性
绝大多数水以游离的形式存在，可以自由流动（占全部水的95.5%）
与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水（占全部水的4.5%）
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1.3 水的功能（P20 ）
自由水：
细胞内的良好溶剂
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1.4 水的功能（P20 ）
CO2＋H2O （CH2O）＋O 2
光能
叶绿体
C6H12O6
+ 6O2
+12H2O
+能量
+ 6H2O
6CO2
酶
自由水：
细胞内的良好溶剂
参与细胞内的许多反应
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1.4 水的功能（P20 ）
自由水：
细胞内的良好溶剂
参与生物化学反应
为细胞提供液体环境
组织液
血浆
淋巴液
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1.3 水的功能（P20 ）
自由水：
细胞内的良好溶剂
参与生物化学反应
为细胞提供液体环境
运输营养物质和代谢废物
结合水：细胞结构的重要组成成分
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。
1.4 水的结构（P20-21 ）
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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，具有流动性。
1.4 水的结构（P20-21 ）
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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
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。
1.4 水的结构（P20-21 ）
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（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
自由水相对含量越高
结合水相对含量越高
1.5 自由水和结合水的转化（P21 ）
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抗寒、抗热、抗旱性强的生物体中，结合水含量越高
抗寒性植物
抗热性植物
1.5 自由水和结合水的转化（P21 ）
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1.4 水的性质（P20 ）
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
水分子之间容易形成氢键，保证水分子具有流动性。
由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容，水可以保持稳定性
二、细胞中的无机盐
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2.1 细胞中的无机盐
当你烘干一粒小麦种子，然后点燃烧尽，最终会得到一些白色灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的无机盐。
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2.1 细胞中的无机盐
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。
含量：很少，仅占1％-1.5％
——少数以化合物形式存在
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2.2 无机盐的作用
铁是制造血红素的主要原料之一。血红素是血红蛋白的重要成分，缺乏铁时，血红蛋白就不能合成，从而发生缺铁性贫血。
光合作用不能缺少叶绿素，镁是叶绿素的组成元素之一，因此，缺镁时叶绿素的形成受到阻碍，从而影响光合作用。
（1）构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
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2.2 无机盐的作用
（2）维持细胞和生物体正常的生命活动
缺Ca
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2.2 无机盐的作用
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。
（3）维持细胞和生物体的渗透压平衡
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2.2 无机盐的作用
（4）维持细胞和生物体的酸碱平衡
人体剧烈运动会产生乳酸导致肌肉酸痛，为什么体液的PH没有明显降低？
剧烈运动机体进行无氧呼吸产生乳酸。
原因：血浆中酸碱缓冲对：H2CO3\ NaHCO3、NaH2PO4\Na2HPO4进行酸碱中和
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当堂检测
例1. 下面是关于细胞中水含量的叙述，其中正确的是（ 　）
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. 老年人细胞中含水量比婴儿要少
ABD
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当堂检测
例2. 右图表示对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析下列有关说法正确的是（ ）
A．①和②均能够萌发形成幼苗
B．③在生物体内主要以化合物的形式存在
C．点燃后产生的CO2中的碳原子全部来自种子中的糖类
D．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中的存在形式和含量不同
【答案】D
【解析】②为种子烘干的过程，结合水被破坏，故②不能够能萌发形成幼苗，A错误；③为无机盐，在生物体内主要以离子形式存在，B错误；点燃后产生CO2中的C只来自于种子的糖类、脂质、蛋白质等有机物，C错误；据分析可知，④为自由水，⑤为结合水，故④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同，D正确。
例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
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当堂检测
B
（以Mg元素为例）
生长状况相同的正常同种植物分两组
甲组：缺Mg的完全培养液
乙组：完全培养液
出现缺乏症
加入Mg元素再培养
缺乏症消失
Mg为植物生长的必需元素
植物正常生长
植物正常生长
Mg为植物生长的非必需元素
2.3 探究无机盐X是否为植物生长发育所必需
当堂检测
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例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
A
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
大多数是离子
维持细胞渗透压和酸碱平衡
人教版必修1《分子与细胞》
总 结
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