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(共43张PPT)
第2节 细胞中的无机物
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
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？无机盐在细胞的生活中起什么作用？
问题探讨
运动员饮料的化学成分表
一、细胞中的水
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。远古的环境条件给生物的化学组成和特性烙上了永久的印记。现在的生物，包括生活在陆地上的生物也与水密不可分。每当你感到渴时，你都能体会到生命对水的依赖。
水母97%
藻类90%
鱼类80-85%
蛙类78%
高等植物60-70%
哺乳动物65%
（一）生物体中含水量的特点
（水生生物的含水量＞陆生生物的含水量）
结论1：不同生物体内水的含量不同
一、细胞中的水
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
77% 52%-58% 60%-65%
结论2：同种生物不同的生长发育时期含水量不同
（一）生物体中含水量的特点
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3：同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同
（一）生物体中含水量的特点
3.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
2.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
水含量% 97 80-85 78 65 90 60-80
1.人在不同发育阶段水的含量 生长发育阶段 幼儿 成年（女） 成年（男）
质量分数％ 77% 52%-58% 60%-65%
分析以上资料，你会得出什么结论？
生物种类不同含水量不同
水生生物>陆生生物
在生长发育的不同时期含水量不同
幼年期>成年期>老年期
在不同的组织、器官中含水量也不同
1
2
3
自然界中的水
液态
固态
气态
在生物体细胞中水的
存在形式是怎么样的呢？
思考：
心脏（含水量79%）和血液的含水量（含水量83%）很接近为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？
水的存在形式不同
（二）水在细胞中的存在形式
结合水 与细胞内其它物质相结合的水，占细胞含量4.5%。 不能自由流动，也不容易散失
自由水 以游离的形式存在，可以自由游动的水，占细胞含量95.5%。 容易流动，容易蒸发
血液:流动的液态
心肌：坚韧的固态
心肌（含水量79%）和血液（含水量83%）含水量接近，为什么形态截然不同？
血液中的水主要以 的形式存在。
心肌中的水主要以 的形式存在。
自由水
结合水
显微镜的使用方法
思考一下
新鲜小麦种子
在阳光
下晒干
晒干后的小麦种子
失去自由水
用水浸泡后还能萌发么？
说明：失去大部分自由水的种子仍保持其生理活性
在酒精灯上烘干
晒干后的小麦种子
为什么重量会减轻？
失去结合水
用水浸泡后还能萌发么？
说明：失去结合水的种子失去生理活性
思考一下
1. 切西瓜时流出的瓜汁水；
2. 新鲜小麦种子晒干时丢失的水；
3. 小麦烘烤时丢失的水；
4. 鸡蛋清里的水；
判断：以下实例中水主要以什么形式存在？
自由水
自由水
结合水
结合水
小试牛刀
新鲜豌豆种子
晒干的豌豆种子
谁的自由水含量更多？谁的新陈代谢更旺盛？
一般而言，自由水含量越高，代谢越旺盛
沙漠中的植物
热带雨林中的植物
谁的结合水含量更多？谁的抗逆性更强？
一般而言，结合水含量越高，抗逆性相对越强
自由水与结合水的关系
在一定条件下可以互相转换（水总量在一定范围内波动）
自由水
结合水
代谢缓慢、降温
代谢旺盛、升温
自由水和结合水的相对含量，决定细胞的代谢强度和抗逆性
自由水/结合水比值高，代谢快，抗逆性弱。
自由水/结合水比值低，代谢慢，抗逆性强。
（二）水在细胞中的存在形式
1.下列属于结合水的是（ ）
A.血液中的水 B.细胞液中的水
C.干种子细胞中的水 D.蒸腾作用散失的水
C
2.血液凝固时________水转变成_________水
自由
结合
小试牛刀
3.干燥的种子与萌发的种子相比，自由水/结合水的比值____________大，新陈代谢速率____________高。
萌发的种子
萌发的种子
小试牛刀
1．下面关于细胞中水含量的叙述，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水量高
C.越冬植物同其他植物相比细胞内自由水的含量较高
D.老年人细胞中的含水量比婴儿少
C
小试牛刀
2．生物新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内的结合水与自
由水的比值（ ）
A、升高　　 B、下降 C、不变　 D、变化与此无关
B
结合水功能：细胞结构的重要组成成分，与蛋白质、多糖等结合。
（三）水的重要功能
细胞内的
良好溶剂
参与细胞内
的生物化学反应
为细胞提供
液体环境
运输营养物质和代谢废物
自由水功能：
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。
一、细胞中的无机盐
存在形式
大多数以离子形式
少数以化合物形式
无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%-1.5%。
含量
阳离子
阴离子
Na+、K+、Ca2+、
Mg2+、Fe2+等
Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等
（一）无机盐在细胞中的存在形式及含量
一、细胞中的无机盐
1、有一种病叫缺铁性贫血，为什么缺铁会导致贫血？
人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。Fe是形成血红素不能缺少的一种元素，缺Fe会影响血红蛋白的形成。
血红素分子的局部结构
思考与讨论
Fe是形成血红素不
能缺少的一种元素
Mg是叶绿素的重要组分
P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
结论1：参与组成细胞中某些复杂的化合物
（二）无机盐的作用
2、土壤中缺B会影响油菜的产量吗？
会，缺B会导致油菜只开花不结果，即“花而不实”
结论2：维持生物体正常的生理功能/生命活动
1、人为什么要摄入盐？缺盐会出现什么症状？
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，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。
（二）无机盐的作用
一些化学元素的作用
N：组成蛋白质、核酸、叶绿素、ATP、NADPH等物质的组成成分。
K：感到肢体麻木。
Ca：骨骼、牙齿的组成成分，成年人缺Ca易患骨质疏松，人血液中缺钙容易患抽搐症。含钙量过多会引起肌无力。
Zn：缺使人发育受影响，导致发育不良。
I：是甲状腺激素的重要组分，缺乏会导致大脖子病。
F：维持骨骼的结构，防止蛀牙。
人体对部分无机盐的需求量 无机盐 功能 每日需要量 缺乏引起的疾病
Fe 组成血红蛋白、细胞色素、含铁酶类 10～20 mg 缺铁性贫血
Ca 促进牙齿、骨骼生长，调节神经肌肉的敏感性 0.4～1.5 g 骨骼畸形；痉挛
P 构成骨骼、肌肉等，促进酶活动，构成核酸 1.2～2.7 g
Na 体液的主要组成部分，调节体液渗透压 1.6～5 g
K 维持离子浓度，调节体液渗透压 2～4 g 心率异常
I 形成甲状腺素的成分 0.01～0.15mg 甲状腺肿。呆小症
Mg 与酶活性有关，保持肌肉功能正常 0.2～0.4 g 惊厥
Cu 促进正常生长 1～3 mg 贫血症
Zn 若干跟消化有关的酶的结构中心 10～15 mg 侏儒、生殖腺功能受影响
F 维持骨骼的结构，防止蛀牙 2 mg 龋齿
人体剧烈运动会产生乳酸导致肌肉酸痛，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？
人体中存在缓冲物质:NaHCO3
乳酸 + NaHCO3 = 乳酸钠 + H2CO3碳酸
CO2 + H2O
结论3：维持细胞的酸碱平衡
（二）无机盐的作用
9%盐水
0.09%盐水
失水皱缩
吸水膨胀
结论4：维持细胞的渗透平衡
（二）无机盐的作用
对照法探究植物生长必需的无机盐
1．实验目的：探究无机盐X是否是植物生长发育所必需的。
2．实验设计
对照法探究植物生长必需的无机盐
小试牛刀
1．无机盐的功能各不相同，一些无机盐能参与生物体内信息传递物质的重要构成。下列四种离子中与人体内甲状腺激素的合成直接相关的是（ ）
A．Fe2+ B． I C．PO43- D．Ca2+
B
2．已知Mn2+是许多酶的活化剂，能激活硝酸还原酶，缺Mn2+的植
物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子（ ）
A．对维持细胞形态与功能有重要作用
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的酸碱平衡有重要作用
D．对调节细胞内的渗透压有重要作用
小试牛刀
B
3.生物体内，可以把营养物质运送到各个细胞，并把废物运送到有关器官或直接排出体外的物质是（ ）
A、载体 B、无机离子 C、自由水 D、结合水
C
小试牛刀
4.夏季，人在高温作业或剧烈活动后，要喝淡盐水；在患急性肠胃炎时，要及时注射生理盐水；不慎受外伤后，要用0.9％的生理盐水清洗伤口。这样做的主要目的依次为( )
①降温 ②维持水代谢的平衡 ③维持无机盐代谢的平衡 ④消毒 ⑤是细胞的等渗溶液并有清洁的作用
A、①②④ B、③②⑤ C、②③⑤ D、②③④
B
小试牛刀
5.如图是一种叶绿素分子（左）和血红蛋白分子（右）的局部结构简图，下列说法不正确的是（ ）
A.合成叶绿素和血红蛋白分别需要镁和铁
B.植物体缺镁会影响光合作用
C.人体缺铁会影响血红蛋白对氧的运输
D.Mg和Fe分别存在于植物和动物细胞中
D
小试牛刀
细胞中的无机物
水
无机盐
含量：60%-95%
存在形式
自由水
结合水
概念
功能
概念
功能
含量很少：1%-1.5%
存在形式
功能
技能训练
查找资料,了解某一种植物(如小麦)生长发育需要那些无机盐.设计实验,证明某一种或某几种无机盐是这中植物生长发育所必需的.
(1) 取甲、乙两植株，分别放在A.B两种培养液中培养，A培养液元素齐全，B培养液只缺少待验证的元素，其他配方与A培养液相同。观察甲.乙两植株的生长情况。
(2) 然后在B培养液中添加该元素，并进一步观察乙植株的生长情况。
三、技能训练——设计实验
科学地设计实验方案应注意：
1.实验方案要完整：
实验题目——假设——预期——实验——观察和收集数据——分析——推论——交流
2.实验设计的原则：
科学性原则、可行性原则、简便性原则、可重复性原则，对照性原则，单一变量原则
3.变量的控制：
遵循单一变量原则。即一个实验变量对应观测一个反应变量。
实验目的：探究植物生长发育需要镁
材料用具：小麦幼苗、完全培养液、缺镁营养液、
200ml广口瓶两只、量筒等。
实验原理：镁是合成植物叶绿素的重要成分，植物缺
镁叶绿素不能合成，植物叶片失绿变黄。
实验步骤：
1.取两广口瓶，编号甲、乙。
2.在甲和乙中分别加入100ml完全营养液和缺镁营养液。
3.在甲和乙中分别栽入长势、大小数目相同的小麦幼苗并置于相同的环境条件下培养。
4.一段时间后，观察甲、乙中小麦幼苗的叶色变化。
实验结果：一段时间后，甲中小麦幼苗的叶色为绿色，乙
中小麦幼苗的为黄色。
实验结论：植物生长发育需要镁。
实验组
对照组
单一变量

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