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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。
2.2 细胞中的无机物
第二章 组成细胞的分子
学习目标：
1.简述水在细胞中的存在形式和作用。
2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
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
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
右图是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合右表讨论以下问题。
问题探讨
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？
一
细胞中的水
细胞中含量最多的化合物是水
1. 细胞中水含量的特点
讨论1:
水母97%
几种不同生物体水的含量
藻类90%
鱼类80-85%
蛙类78%
高等植物60-80%
哺乳动物65%
不同生物体内水的含量不同
（水生生物的含水量＞陆生生物的含水量）
讨论2:
人在不同发育时期的含水量
幼儿和成人体内的含水量
同一生物在不同的生长发育时期含水量不同
讨论3:
植物幼嫩部分>植物成熟部分
同一生物不同组织或器官含水量
牙齿10%
骨骼22%
骨骼肌76%
心脏79%
血液83%
同一生物不同组织或器官的含水量不同
讨论4:
人心脏含水量约79%，血液含水量约83%，两者含水量相差不大，为什么它们的状态差别很大？
思考
一
细胞中的水
2. 水的存在形式和功能
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
结合水的功能：是细胞结构的重要组成部分
一
细胞中的水
2. 水的存在形式和功能
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
合作探究
阅读教材P20-P21中的内容，思考以下几个问题
请从水分子结构的角度分析：
1.水为什么是细胞内的良好溶剂？
2.水为何具有流动性能起到运输物质的作用？
3.它为什么具有支持生命的独特性质呢？
结构
功能
决定
3. 水分子结构和理化特性
负电荷
正电荷
(1)水是极性分子(结构1)
带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合
水是良好的溶剂(理化特性1)
(2)分子间能形成氢键(结构2)
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。
水具有流动性(理化特性2)
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。
这对维持生命系统的稳定性十分重要(理化特性3)
练一练
请判断以下实例中的水，主要以什么形式存在：
A 切西瓜时，流出的西瓜汁水
B 新鲜小麦种子晒干时丢失的主要水分
C 晒干的小麦种子在被烘烤时丢失的水分
D 鸡蛋清里的水
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？二者有何联系？
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？二者有何联系？
一般而言，结合水含量越高，抗逆性相对越强。
一
细胞中的水
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？自由水和结合水的比例与植物抗逆性之间有什么关系？
1
细胞中的水
——自由水与结合水的关系
在一定条件下可以互相转换
自由水
结合水
降温
升温
→细胞代谢增强，抗逆性减弱
如:萌发的种子、癌细胞等
→细胞代谢减弱，抗逆性增强
如: 晒干的种子，自由水减少，利于储存；
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
上升
下降
两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织的细胞代谢速率
比较项目 自由水 结合水
概念
含量
特点
功能
关系 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动
请问森林火灾之后地上的这些灰烬是什么呢
是无机盐
细胞中的无机盐
二
细胞中的无机盐
1.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。
2.含量：很少，仅占1％－1.5％
——少数以化合物形式存在
如骨骼和牙齿中富含CaCO3
细胞中的无机盐
二
细胞中的无机盐
3、无机盐的作用
（2）有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺铁会导致贫血
讨论1:
铁是构成血红素的元素之一。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）植物体缺镁会影响光合作用，为什么
参与组成细胞中某些复杂的化合物
1. 现在有许多食盐都是加碘的，为什么要在食盐中加碘？
2.足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，你知道是什么原因吗？
3. 有些植物缺少B时，会出现只开花不结果即华而不实
讨论2:
碘是构成甲状腺激素的重要元素之一，缺碘时甲状腺激素合成受阻，
会使人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大
哺乳动物血液中Ca+含量过低会出现抽搐现象（血钙含量过高会出现肌无力现象）
B能促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长
维持细胞和生物体正常的生命活动
剧烈运动后为什么会感觉肌肉酸痛？为什么后面又不痛了？饮食上常常摄入一些酸性或碱性的食物，但体液的pH没有太大变化,还是维持在7.35—7.45之间，这是为什么呢？
讨论3:
乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
酸性食物
碱性食物
肌肉酸痛
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
维持细胞和生物体的酸碱平衡
Na2CO3
+H2CO3
NaHCO3
过多的NaHCO3由肾脏排出
蔬菜水果中的Na2CO3进入血液
医生给病人输入药物时，常用生理盐水，你知道用的生理盐水的浓度是多少吗？为什么要用生理盐水？用0.09%或9 %浓度可以吗？为什么？
9%
0.09%
皱缩
膨胀
讨论4:
质量分数为0.9%的氯化钠溶液，该浓度的盐和细胞是等渗溶液
为患者输入0.9%的氯化钠溶液有利于维持细胞的渗透压平衡。
9%
0.09%
皱缩
膨胀
维持细胞的渗透压，保持细胞的正常形态
质量分数为0.9%的氯化钠溶液
与生活的联系
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）对照组：植物＋完全培养液―→正常生长
（2）实验组：
拓展延伸：生物体内无机盐生理功能的实验验证
—证明某种无机盐是否是植物必需的方法—
无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，设计实验探究某无机盐M是否是植物必需的无机盐。
（1）材料
生长状态相同、长势良好的植物若干，完全营养培养液，缺M的培养液，无机盐M。
（2）实验思路
设置对照实验(设某种无机盐为M)。
—证明某种无机盐是否是植物必需的方法—
—证明某种无机盐是否是植物必需的方法—
______________________植物分两组
甲组： _______________
乙组：完全培养液
出现缺乏症
植物正常生长
植物正常生长
生长状况相同的正常同种
缺M的完全培养液
M为植物生长的非必需元素
加入M元素再培养
缺乏症消失
M为植物生长的必需元素
一、细胞中的水
二、细胞中的无机盐
水的含量上的特点
水在细胞中的存在形式
水的重要功能
自由水与结合水之间的相互转化
无机盐在细胞中的存在形式及含量
无机盐的功能
课堂小结

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