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细胞中的无机物
第2章 组成细胞的分子
第2节
｜学习目标｜
|核心素养|
生命观念
通过水结构与功能的分析，形成结构与功能相适应的生命观念。
科学思维/探究
归纳概括水与细胞代谢的关系，通过探究无机盐的功能的技能训练培养科学探究能力。
社会责任
通过学习无机盐与人体健康的关系，关注人体健康。
｜新课导入｜
新课导入
学习新知
课堂小结
基础检测
｜新课导入｜
新课导入
学习新知
课堂小结
基础检测
1.喝运动饮料主要给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
如图是某种运动员饮料的化学成分表。回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。
水在细胞中的作用主要表现在以下几个方面。水是细胞结构的重要组成成分；水是细胞内的良好溶剂，许多物质必须溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要水的参与；多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中; 通过水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。
｜新课导入｜
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课堂小结
基础检测
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？
如图是某种运动员饮料的化学成分表。回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。
表中的氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。运动员在运动中会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐, 所以要给他们补充无机盐。无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。
｜细胞中的水｜
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基础检测
1.不同生物体的含水量是否相同？水生和陆生生物相比，哪种生物含水量高？
80-85%
鱼类
高等植物
60-80%
哺乳动物
65%
结论
水生生物的含水量 > 两栖动物 > 陆生生物
说明生物体的含水量与其生活环境密切相关。
97%
水母
90%
藻类
78%
蛙
水的含量
｜细胞中的水｜
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2.同一生物体在不同的生长发育阶段的含水量是否相同
结论
同一生物体在不同的生长阶段含水量不同。
学习新知
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基础检测
水的含量
｜细胞中的水｜
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水的含量
3.同一生物体不同的组织器官，含水量是否相同？
结论
代谢旺盛的组织或器官中含水量较多。
学习新知
课堂小结
基础检测
｜细胞中的水｜
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基础检测
气态
自然界中水的存在形式
液态
固态
｜细胞中的水｜
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基础检测
水的存在形式及作用
形式 自由水 结合水
概念
功能
细胞中绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动
①细胞内良好的溶剂；
②参与生物化学反应；
③为细胞提供液体环境；
④运送营养物质和代谢废物
与细胞内的其他物质相结合的水
细胞结构的重要组成部分。存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动
｜细胞中的水｜
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基础检测
自由水和结合水的相互转化
上升
下降
细胞代谢增强
细胞代谢减弱
抗逆性增强
自由水含量越高
结合水含
量越高
结合水
自由水
萌发的种子
冬小麦抗冻
自由水
结合水
降温
升温
结合水/自由水
抗逆性
代谢强度
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。
｜细胞中的水｜
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基础检测
水的结构和特性
水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以【共用电子对】与氧原子结合。由于氧原子具有比氢原子更强的吸引共用电子的能力，使氧原子一端稍带负电荷，氢原子一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，【水——极性分子】。
由于水分子的极性，带正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合，因此【水——良好的溶剂】。
Na+
Cl－
｜细胞中的水｜
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基础检测
氢键
由于水分子的极性，当1个水分子的氧端(负电性区)靠近另1个水分子的氢端(正电性区)，它们之间的静电吸引作用形成了弱的引力——【氢键】。
氢键
氢键
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。
氢键易被破坏，也易形成，这样水中的氢键不断地断裂，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】。
水的结构和特性
｜细胞中的水｜
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基础检测
水的结构和特性
① 水是极性分子
② 分子间具有氢键
③ 氢键不稳定
良好的溶剂
具有高比热容
具有流动性
参与生物化学反应
温度缓冲剂
运送营养物质和代谢废物，为细胞提供液体环境
｜细胞中的水｜
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基础检测
水在生产实际中的应用
生活中的现象 对此现象的解释
种子在贮存时需将种子晒干
干种子用水浸泡后仍能萌发
低温环境下减少花卉浇水
鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻
干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠
炒熟的种子浸泡后不萌发
减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命
失去自由水的种子仍保持其生理活性
提高花卉对低温的抗性
自由水散失，代谢减弱
种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加热会失去结合水
失去结合水的细胞失去生理活性
｜细胞中的无机盐｜
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学习新知
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基础检测
存在形式
1.大多数无机盐以【离子】形式存在：
含量较多的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
含量较多的阴离子有Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
2.无机盐在细胞内【含量很低】，但其作用非常重要，且需要保持一定的量，缺失和过多都可能影响生命活动。
无机盐并不都以离子的形式存在，如骨骼中的钙以CaCO3的形式存在。
｜细胞中的无机盐｜
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基础检测
思考·讨论
1.如图是叶绿素分子和血红素分子的结构示意图。植物缺Mg会影响光合作用，为什么？
光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是Mg。Mg是叶绿素的组成元素之一，因此，它对于光合作用具有重要意义。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。
｜细胞中的无机盐｜
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基础检测
思考·讨论
2.有一种贫血症叫缺铁性贫血，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。血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。
｜细胞中的无机盐｜
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基础检测
思考·讨论
3.植物缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺P会影响其生长发育。
说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。
P作为植物生长发育所必需的大量元素之一，P是许多重要化合物（如核酸、ATP等）和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。
｜细胞中的无机盐｜
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基础检测
功能
（1）构成细胞中某些复杂化合物的组成成分
（2）维持细胞和生物体的生命活动
（3）维持细胞的渗透压平衡（正常形态）
（4）维持细胞的酸碱平衡
｜细胞中的无机盐｜
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课堂小结
基础检测
种类 作用 缺乏时引起的症状
Fe 构成血红素的元素 缺铁性贫血症
Mg 构成叶绿素的元素 植物叶绿素合成受阻，影响光合作用
Zn 很多酶的组成成分 生长发育不良，生殖腺功能受影响
Ca 骨骼、牙齿的重要组成成分 骨骼畸形；抽搐等
I 甲状腺激素的重要组成成分 甲状腺肿大；呆小症
B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺B时，“花而不实”
Na 维持神经、肌肉细胞的兴奋性等 神经、肌肉细胞的兴奋性降低，肌肉酸痛、无力等
｜课堂小结｜
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学习新知
课堂小结
基础检测
｜练习与应用｜
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学习新知
课堂小结
基础检测
一、概念检测
水和无机盐是细胞的重要组成成分。判断下列相关表述是否正确。
（1）细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应。（ ）
（2）同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高。（ ）
（3）将作用秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐。（ ）
×
×
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｜练习与应用｜
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基础检测
二、拓展应用
1.医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么？在什么情况下需要用生理盐水？
质量分数为0.9%的氯化钠溶液正是人体细胞所处液体环境的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。
｜练习与应用｜
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学习新知
课堂小结
基础检测
2.目前已经探明，在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科学家也曾在火星上发现了流动水的痕迹。科学家据此推测，火星上曾经或者现在存在着生命。为什么科学家会作出这样的推测呢？
原始生命起源于原始海洋，水是生物生活所必需的无机物，有水才能进行新陈代谢，所以说水是生命之源。火星上发现了流动水的痕迹，固态水以及生命所需的Mg、Na、K等元素，所以可推测火星上曾经或现在存在着生命。

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