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第2节 细胞中的无机物
第2章 组成细胞的分子
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 ？无机盐在细胞生活中起什么作用？
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
一、细胞中的水
水
(70%～90%)
蛋白质
(7%～10%)
糖类和核酸
(1%～1.5%)
脂质
(1%～2%)
无机盐
(1%～1.5%)
组成细胞的主要化合物及相对含量
水是活细胞中含量最多的化合物。
1. 水在细胞中的含量
一、细胞中的水
1、水含量的特点
特点①：不同种类的生物含水量不同
水生生物>陆生生物
问题1：不同生物体内含水量是否一样，有哪些特点？
一、细胞中的水
1、水含量的特点
问题2：不同的生长发育时期，含水量有哪些特点？
一、细胞中的水
1、水含量的特点
特点②：同一生物不同发育时期含水量不同
幼儿>成年>老年
性别 女性 男性
含水量 52%-58% 60%-65%
幼嫩细胞>成熟细胞>衰老细胞
特点③：同一生物不同器官、组织含水量不同。
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%
一、细胞中的水
1. 水含量的特点：
水是极性分子
水分子与水分子的静电吸引形成了氢键
由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容，水温不易变
吸引带有正或负电的分子/离子，与水结合
水是良好溶剂
氢键易断裂又形成，水常温下呈液态，具有流动性
比热容c是单位质量物质的热容量，即单位质量物体改变单位温度时吸收或放出的热量
学科交叉
一、细胞中的水
2.水的存在形式及作用
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
以游离的形式存在，可以自由流动
与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水
一、细胞中的水
一、细胞中的水
自由水
结合水
温度升高
温度降低
3.自由水与结合水的关系：
（1）可相互转化：
（2）两者的相对含量与细胞代谢速率、抗逆性的关系：
上升
细胞新陈代谢增强
如：干种子吸水萌发
自由水
结合水
下降
细胞新陈代谢减弱,抗逆性增强
一、细胞中的水
自由水与结合水可相互转换的
如：晒干的种子
结合课本P21分析总结水的功能
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
1．2022年10月12日开讲的“天宫课堂”第三课上，刘洋打开生命生态实验柜，取出正在生长的水稻植株时提到了一个细节，“太空中的水稻叶尖出现小水滴，会越变越大，甚至连成片。这种水稻的‘吐水’现象，在微重力环境中更容易观察到。”其实，9月21日，航天员采集了部分水稻样品，并将其保存于低温存储柜中，后续将随航天员返回地面进行分析。下列有关水稻细胞中水的分析，错误的是（ ）
A．太空中水稻细胞内的水都为自由水，所以易发生“吐水”现象
B．水稻细胞内含有的自由水可参与细胞代谢，也可参与物质运输
C．将水稻置于低温存储柜中后，水稻细胞中自由水含量可能降低
D．同一株水稻的叶片中，衰老细胞中自由水含量比幼嫩细胞中的少
小试牛刀
点燃一粒小麦种子，待它燃烧时可见到一些灰白色的灰烬，这些灰烬是什么？
无机盐
1.存在形式和含量
离子
很少
二、细胞中的无机盐
阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
2.无机盐的功能功能1：可以维持细胞的形态和功能。（维持细胞渗透压）在正常情况下，人体内的无机盐浓度为0.9%。为患者输入0.9%的NaCl溶液而不是清水或浓盐水？9%0.09%皱缩膨胀一种叶绿素分子(局部)血红素分子（局部）（1）缺铁会导致贫血。为什么？（2）植物缺镁会影响光合作用，为什么？功能2：细胞内化合物的重要组成成分2.无机盐的功能铁是血红蛋白的重要组分缺铁 血红蛋白合成障碍 不能运输氧 贫血镁是叶绿素的重要组分缺镁 叶绿素合成障碍 影响光合作用人体内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。哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，如果Ca2+含量太低,动物会出现抽搐等症状；Ca2+过高会出现肌无力功能3参与神经系统的中神经兴奋的传递，维持细胞和生物体的生命活动。2.无机盐的功能缺Na+ 神经、肌肉的兴奋性降低缺Ca2+ 抽搐/骨质疏松；Ca2+过多 肌无力缺I- 呆小症(幼儿)、甲状腺肿(成人)缺Fe2+ 缺铁性贫血缺Zn2+ 生长发育不良缺B “花而不实”(油菜)缺P 植株矮小，叶片小且呈暗绿偏紫色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。这是为什么呢？功能4维持细胞和生物体的酸碱平衡缓冲物质：H2CO3/NaHCO3；NaH2PO4/Na2HPO42.无机盐的功能Mg 2＋——
Ca 2＋——
Fe 2＋——
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
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
重点记忆：高中生物中常见的几种无机盐的作用
2.(2021·广东实验中学高一月考)研究发现用不含Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，蛙心收缩不能维持，用含有少量Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，心脏能持续跳动数小时。这说明Ca2＋和K＋
A.是构成细胞某些重要化合物的组成成分
B.对维持血浆的正常浓度有重要作用
C.对维持生物体正常的生命活动有重要作用
D.为蛙心脏的持续跳动直接提供能量
√
小试牛刀
无机盐
自由水
①细胞内良好的溶剂
细胞中的无机物
水
结合水
含量
功能
含量
功能
①作为细胞结构的重要组成部分
①某些化合物的重要组成成分
大多数以离子形式，少数以化合物形式存在
功能
含量
存在形式
存在形式
（95.5 %）
（细胞鲜重的1%~1.5%）
（4.5 %）
②增强细胞抗逆性
④运输营养物质和代谢废物
②参与细胞内的生化反应
③为绝大多数细胞提供液体环境
④维持生物体内的酸碱平衡
②维持细胞和生物体的生命活动
③维持生物体内的正常渗透压
相互转化
课堂小结
(1)生物种类不同，含水量不同，如陆生生物含水量多于水生生物(　　)
(2)生物的含水量与生长发育阶段有关，幼嫩组织的细胞中含水量高(　　)
(3)晒干的种子不含自由水(　　)
×
√
×
课堂检测
(4)生物体内，无机盐均以离子形式存在(　　)
(5)无机盐含量过多或过少都会影响生物体的正常生命活动(　　)
(6)植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐(　　)
×
√
√
1.(2022·山东胶州高一期末)人们普遍认为，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水。下列关于水的说法错误的是
A.水是极性分子，带电分子(或离子)易与水结合，因此水是一种良好的
溶剂
B.由于氢键的存在，使水可以缓解温度的变化，有利于维持生命系统的
稳定性
C.结合水主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，是细胞中水的主要存在
形式
D.种子萌发时结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强
√
2.(2022·江苏高一开学考试)苹果含有微量元素Zn，而Zn是构成与记忆力息息相关的核酸和蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn就会导致大脑发育不良，因此苹果又称为记忆之果。这说明无机盐离子
A.对维持酸碱平衡有重要作用
B.对维持细胞形态有重要作用
C.对调节细胞内的浓度有重要作用
D.对维持生物体的生命活动有重要作用
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