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第二节 细胞中的无机物
必修1《分子与细胞》
温故知新
无机
化合物
组成细胞的化合物
水
有机
化合物
无机盐
糖类
核酸
蛋白质
脂质
学习目标
1、水在细胞中以什么形式存在？具体有哪些重要作用？
2、为什么细胞中的无机盐含量很少作用却很重要？
水
无机盐
北京时间2009年10月9日晚7点38分左右，美国宇航局用一枚运载火箭和一颗卫星先后对月球南极附近成功进行了两次撞击，美国宇航局通过撞击来探察月球的土壤中是否含有水。
旧闻三则
火星湖泊和海洋沉积岩
火星表面可以清晰看到水的痕迹
为什么科学家积极地在其他星球寻找水地痕迹？
找到了水又能说明什么？
最早的生命起源于水
旧闻三则
结论1：细胞中含量最多的化合物是水。
1、水的含量
组成细胞的
化合物
无机化合物
有机化合物
水 70%～90%
无机盐 1%～1.5%
糖类和核酸 1%～1.5%
脂质 1%～2%
蛋白质 7%～10%
一、细胞中的水
1、水的含量
几种不同生物体水的含量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物
含水量（%） 97 80-85 78 65 90 60-80
一、细胞中的水
结论2：不同生物种类，含水量不同。
（水生生物的含水量＞陆生生物的含水量）
1、水的含量
一、细胞中的水
资料三：人体的几种不同年龄阶段水的含量 年龄阶段 胎儿 婴儿 成年 壮年 老年
所占比例（%） 95 75 65 60 50
结论3：
同种生物，不同的生长发育时期含水量不同
1、水的含量
一、细胞中的水
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
结论4：同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同。
1、水的含量（特点汇总）
一、细胞中的水
特点1：细胞中含量最多的化合物是水。
特点2：不同生物种类，含水量不同。
（水生生物的含水量＞陆生生物的含水量）
特点3：
同种生物，不同的生长发育时期含水量不同
特点4：同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同。
自然界中水的存在形式：
液态、气态、固态
一、细胞中的水
一、细胞中的水
自由水：
结合水：
特点：容易流动，容易蒸发。
特点：不能自由流动，也不容易散失。
含量：占细胞内全部水的95％以上。
含量：约占细胞内全部水的4.5％。
以游离形式存在，可以自由流动的水
与细胞内其它物质相结合的水
P22
2、水在细胞中的存在形式
一、细胞中的水
判断：以下实例中水主要以什么形式存在？
（A）切西瓜时流出的瓜汁水
（B）鸡蛋清里的水
自由水
结合水
2、水在细胞中的存在形式
一、细胞中的水
2、水在细胞中的存在形式
新鲜种子放在太阳下晒干，重量减轻，失去的是哪种形式的水？
晒干的种子用水浸泡后还能萌发吗？(新鲜和晒干的一样吗？)
干种子放在试管中，用酒精灯烘干，试管壁上有水珠，则失去的是哪种形式的水？
失去结合水的种子浸泡后还能萌发吗？
失去自由水的干种子仍保持其生理活性
自由水
结合水
【思考】
失去结合水的细胞失去活性
一、细胞中的水
3. 水的重要功能
1、细胞内的良好溶剂 ；
自由水的功能：
结合水的功能：
关键词：极性分子、氢键、比热容
水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？
负电荷
正电荷
正电荷
极性分子
流动性
学科交叉
P20-21
形成氢键是放热的过程
氢键断裂是吸热的过程
一、细胞中的水
3. 水的重要功能
1、细胞内的良好溶剂 ；
4、运输营养物质和代谢废物。
2、参与生物化学反应；
自由水的功能：
结合水的功能：
3、为细胞提供液体环境（主要针对多细胞生物体）
构成细胞重要的组成成分（主要与蛋白质、多糖等物质结合）
一、细胞中的水
4. 自由水与结合水的关系
动物冬眠
万物复苏
结合水
代谢旺盛
代谢缓慢
自由水
一、细胞中的水
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
结合水
代谢旺盛
代谢缓慢
自由水
自由水的比例高——代谢活跃，抗逆性差
结合水的比例高——代谢下降，抗逆性强（如：动物的冬眠）
4. 自由水与结合水的关系
含量：很少，仅占细胞鲜重的1％－1.5％
1. 无机盐的种类及存在形式
二、细胞中的无机盐
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
运动饮料的化学成分表
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
１.表中哪些成分属于无机盐？
２.无机盐主要以什么方式存在于细胞中
3.为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐
阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、 Fe3+等
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
离子形式
1. 无机盐的种类及存在形式
无机盐在细胞的生活中起什么作用？
运动员出汗失水也失无机盐，故饮料中要添加无机盐
元素 出现的相应症状 Ca 过少
过多
Mg I 过少
过多
B Zn Fe 出现抽搐现象，易患骨质疏松症
可能引起肌无力
人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大
人患甲状腺功能亢进症（甲亢）
过少：影响人体生长发育，尤其是大脑发育
过少：影响血红蛋白的合成，导致缺铁性贫血
过少影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
过少“花”而不实（只开花不结果）
2. 无机盐的功能
2. 无机盐的功能
叶绿素
血红素分子
功能1：构成细胞内某些化合物的重要组成成分
Mg
Fe
P
细胞膜、细胞核
材料一
缺铁影响血红蛋白的合成，
导致缺铁性贫血。
缺镁影响植物叶绿素的合成，
影响光合作用的进行。
二、细胞中的无机盐
思考二
某人患缺铁性贫血，听信偏方，靠吃铁锈治病，这个方法有效吗？
铁锈主要成分是氧化铁，其中的铁离子为三价铁离子；而组成血红蛋白的铁离子是二价铁离子，所以此方法是无效的。
补铁食物：蛋黄、菠菜、牛奶、动物肝脏、 豆制品。同时要注意补充维生素D。
元素 出现的相应症状 Ca 过少
过多
Mg I 过少
过多
B Zn Fe 出现抽搐现象，易患骨质疏松症
可能引起肌无力
人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大
人患甲状腺功能亢进症（甲亢）
过少：影响人体生长发育，尤其是大脑发育
过少：影响血红蛋白的合成，导致缺铁性贫血
过少影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
过少“花”而不实（只开花不结果）
2. 无机盐的功能
2. 无机盐的功能
材料二
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。
功能2 ：维持细胞和生物体的生命活动
材料三
大家都有这样的体会，进行激烈运动时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的PH没有因此而降低,还是维持在7.35—7.45之间，为什么呢？
乳酸＋NaHCO3=乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
功能3：维持细胞的酸碱平衡
2. 无机盐的功能
9%
0.09%
失水皱缩
吸水膨胀
患者到医院输液，用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。为什么要配制这一浓度，用0.09%或9%浓度可以吗？为什么？
功能4：维持细胞内外的渗透压（维持生物体的水盐平衡）
材料四
2. 无机盐的功能
功能3：维持细胞的酸碱平衡
2. 无机盐的功能
功能4：维持细胞内外的渗透压（维持生物体的水盐平衡）
功能2 ：维持细胞和生物体的生命活动
功能1：构成细胞内某些化合物的重要组成成分
（Mg—叶绿素，Fe—血红蛋白，I—甲状腺激素）
（缺钙偏低—抽搐，缺碘—呆小症/甲状腺肿大，
缺锌—生长发育不良）
（如HCO3- 能与乳酸反应）
（如血液中的钠离子和氯离子）
联系生活
患急性肠炎的病人（腹泻）脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法。
大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水。
1、将骨头和小麦的种子烧尽,最终会得到一些灰白色的灰烬。火烧掉的是骨头和小麦的什么物质呢？
无机物。是，所有的生物都是由有机物和无机物构成的。
有机物。有机物在燃烧的条件下变成水和二氧化碳，水成为水蒸气和二氧化碳散发到空气中。
2、这些白色灰烬是骨头和小麦的什么物质？所有生物燃烧都会有这样的“灰烬”吗？
联系生活
随堂练习
1、在患急性肠炎时，要及时注射0.9%的生理盐水。
2、不慎受外伤时，要用0.9%的盐水清洗伤口。
3、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维持水分的代谢平衡 ③维持无机盐的代谢平衡 ④ 降温 ⑤ 细胞的的等渗溶液并有清洁作用
A、①②④
B、③②⑤
C、②⑤③
D、②③④
C
随堂练习
1、下面是关于细胞中水含量的叙述，其中不正确的是( )
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
2、在细胞中的含量很少，但既是细胞结构的重要组成部分，又能维持细胞和生物体的生命活动的一类物质是( )
A、水 B、无机盐 C、维生素 D、核酸
C
B
随堂练习
3.根据水的存在形式和生理功能思考：落叶植物体内自由水/结合水的比值，冬季与夏季相比有何不同？（ ）
A.相等 B.夏季大 C.冬季大 D.不确定
4. 某地区晒干的小麦种子的含水量约为 14%, 此时活细胞内水分（ ）
A. 全部为自由水 B. 全部为结合水
C. 主要为自由水　　D. 主要为结合水
B
D
随堂练习
5.人的红细胞必须生活在NaCl浓度为0.9%的血将中。 若将红细胞置于浓盐水中，红细胞则会失水皱缩，从而丧失输送O2的功能。这些事实说明（　）
A. 无机盐对维持生物体的新陈代谢有重要作用
B.无机盐对维持生物体的形态和功能有重要作用
C. 无机盐离子容易进出细胞
D. 水分子容易进出细胞
B
以及运输营养
是细胞结构的重要组成成分
课堂总结

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