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(共43张PPT)
第2章 组成细胞的分子
第2节 细胞中的无机物
细胞中化合物
物质 质量分数
无机物 水 70%~90%
无机盐 1%~1.5%
有机物 蛋白质 7%~10%
脂质 1%~2%
糖类和核酸 1%~1.5%
口渴了,你喝什么？
运动员在运动时怎么补水？
一、细胞中的水
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
NaCl 1.0
KCl 0.1
NaH2PO4 0.1
KH2PO4 0.1
NaHCO3 0.1
运动员饮料的化学成分表：
提供能量
调 味
补充失去的无机盐（解体渴）
1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
良好溶剂、反应物、运输等。
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？
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，也是许多化合物的重要组成成分。
细胞内含量最多的化合物是什么？
水
约占70~90%
一个人在极限状况下，可以坚持20天以上不进食，但缺水不能超过1天
生命活动离不开水
一、细胞中的水
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物
相对含水量 97% 80%～85% 78% 65% 90% 60%～80%
1.水在细胞中的含量
①不同生物的含水量不同:水生生物＞陆生生物
②同一生物不同生长发育时期含水量不同
幼年＞成年
男性＞女性
80-90% 55% 60% 40%-50%
一、细胞中的水
1.水在细胞中的含量
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
同一生物体，不同组织、器官中的含水量不同
思考：心脏和血液含水量很接近，为何心脏呈坚韧形态而血液呈流动液态？
一、细胞中的水
2..水在细胞中存在的形式
自由水
（占细胞内全部水的95.5%）
结合水
（占细胞内全部水的4.5%）
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
分析细胞中水的存在形式及其相互转化：
1.刚收获的小麦种子，农民往往将其晒干后再储藏，在这个过程中，种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？
主要是自由水；仍保留活性
2.如果将晒干的种子放在试管中加热，会发现试管壁上有水珠出现，该过程中种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？
主要是结合水；失去活性
一、细胞中的水
2..水在细胞中存在的形式
不可以
结合水是细胞结构的重要组成成分
（1）小明将刚收获的玉米种子在阳光下晒干，发现质量减轻，这个过程损失的主要是_______。晒干的种子浸泡后_____(可以/不可以)重新萌发。
自由水
结合水
可以
（2）接着将晒干的种子烘干，质量又减轻了，这个过程损失的主要是_______。炒干的种子浸泡后_______(可以/不可以)重新萌发。
为什么
为什么晒干的种子不用水浸泡不能萌发？
自由水少，代谢减弱
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。
1.自由水与结合水的相互转化
①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。
②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。
温度降低
结合水
自由水
温度升高
自由水的比例高——代谢活跃，生长快，但抗逆性弱
（抗逆性：动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒、抗热性能）
2.自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系
新陈代谢速率
抗逆性
自由水
结合水
（1）条件
（2）实例
材料一
人和动物血液中含水量约为83%，血细胞就生活在这个液体环境中，水可把营养物质输送到各个细胞，又把细胞产生的代谢废物运输到细胞外
该资料体现了水的什么功能
①为细胞提供液体环境
②运输营养物质和代谢废物
分析材料,探究水的功能
材料二
细胞中的物质:如各种离子、氨基
酸、葡萄糖等，只有溶于水中才能
参与细胞中的各种代谢。
③水是细胞内的良好溶剂
该资料体现了水的什么功能
糖分子
分析材料,探究水的功能
材料三
细胞内有氧呼吸的过程
④参与细胞内的生物化学反应
该资料体现了水的什么功能
第一阶段（细胞质基质）
第二阶段（线粒体基质）
第三阶段（线粒体内膜）
2C3H4O3+ 4[H]+少量能量
C6H12O6
酶
2C3H4O3+6H2O
20[H] +6CO2 +少量能量
酶
24[H]+6O2
12H2O+大量能量
酶
分析材料,探究水的功能
一、细胞中的水
水
细胞内良好的溶剂
参与生物化学反应
为细胞提供液体环境
运输营养物质和代谢废物
3.水的生理功能
水分子的结构
结构决定功能
(阅读课本P20-21楷体字部分)
H原子
H原子
O原子
H2O分子
O
H
H
H2O分子
水是极性分子
相邻原子通过共用电子而形成的强烈作用力叫做共价键。
什么是（共价）化学键？
O
H
H
H2O分子
共用电子对
δ-
δ+
δ+
H
H
O
水分子属于极性分子，水分子整
体上是呈电中性的，但由于电子
分布不均匀而使得O原子带负电，
H原子带正电。
电荷分布不均匀的分子称为极性分子。
水是极性分子
什么是极性分子？
水是细胞内良好溶剂的原因？
水分子是由2个氢原子和一个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。氧吸引共用电子的能力更强，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷，因此水是极性分子。
水是良好的溶剂：带有正电荷或带有负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。
水具有流动性的原因？
由于水分子的极性，当一个水分子的氧端（负电性区）靠近另一个水分子的氢端（正电性区）时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力就称为氢键。每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起。氢键易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂、又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。
水的流动性：利于运输营养物质和代谢废物
水的比热容较高的原因？
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发生改变。
水的比热容高：对于维持生命系统的稳定性十分重要。
一些物质的比热容 单位:J/（kg·℃）
物质 比热容 物质 比热容
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
蓖麻油 1.8×103 铜 0.39×103
砂石 0.92×103 水银 0.14×103
才能保护地球不会被悬殊的昼夜温差变成一个死寂的世界
1. 下列与生产、生活实际相关的叙述,不正确的是 ( )
A.沙漠地区的植物细胞内结合水含量高于自由水
B.新鲜的植物种子比干种子的新陈代谢相对旺盛
C.在生物体的不同发育时期,生物体的含水量不同
D.结合水含量高的生物抗旱、抗寒、抗热能力强
A
结合水相对较高
√
2.冬季来临过程中，冬小麦自由水和结合水的含量变化错误的
A.a存在形式的水主要与蛋白质、多糖等物质结合
B.b是细胞中绝大部分水的存在形式，是可以流动的
C.a/b上升，细胞代谢水平增强
D.b/a下降，细胞抵抗寒冷的能力增强
一、细胞中的水
二、细胞中的无机盐
当你烧掉一块木头后，会得到一些灰白色的灰烬，这些灰烬是什么
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：
——少数以化合物形式存在
很少，仅占1％－1.5％
1.存在形式和含量
一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图
无机盐 。
植物缺乏N、P、K等营养物质时会出现各种症状，因此生产过程中常要给植物施肥。玉米缺乏P,植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。
材料1
探究无机盐的作用
功能1：无机盐是某些化合物的重要组成成分
剧烈运动时，会感到小腿很酸。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
缓冲对：H2CO3／HCO3-，H2PO4-／HPO42-等
功能2：维持细胞的酸碱平衡
无机盐对于 具有重要作用。
材料2
H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4
维持生物体的正常生命活动
名称 生理作用
Mg
Fe
Na+
Ca2+
P
构成叶绿素的元素，缺乏影响光合作用。
构成血红素的元素，缺乏导致缺铁性贫血。
Ca2+ 浓度太低动物出现抽搐等症状
是组成细胞膜、细胞核的重要组分，
也是细胞必不可少的化合物的组分。
人体内Na+ 缺乏引起神经、肌肉的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛，大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。
材料3　足球运动员激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐现象，
是随着汗液丢失大量钙离子引起的；硼能促进花粉萌发和
花粉管生长，缺少硼时常导致“花而不实”。
无机盐对 都有重要作用。
功能3：维持细胞和生物体的生命活动
材料4
生理盐水是指与哺乳动物血浆和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，若放到清水中，则会吸水涨破。
正常形态
9%
0.09%
皱缩
膨胀
例：在医院打点滴的时候我们的药都是溶解在0.9%的NaCl中或者是葡萄糖溶液中。为什么是用0.9%的NaCl，高于或低于这个值行不行？
无机盐能调节人体的 ，维持细胞的 。
功能4：
正常形态
渗透压
二、细胞中的无机盐
2.无机盐的生理功能
无机盐
构成细胞内化合物的重要组成成分
维持细胞的酸碱平衡
维持细胞和生物体的生命活动有重要作用
调节渗透压维持细胞正常形态
1．下列关于生物体内水分和无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．干种子内结合水的相对含量较低，不能进行旺盛的生命活动
B．旱生植物比水生植物具有较强的抗旱能力，其原因之一是结合水的相对含量较高
C．镁离子是叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶片发黄
D．生理盐水能维持人体渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破
A
结合水的相对含量较高
2．对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确（ ）
A．①和②均能够萌发形成幼苗
B．③在生物体内主要以化合物的形式存在
C．点燃后产生的CO2中的碳原子全部来自种子中的糖类
D．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中的存在形式和含量不同
D
②破坏细胞结构不能萌发
来自糖类等有机物
3.“焦边”是由缺钾引起的植物叶片边缘出现枯黄色现象。完善实验步骤探究小麦“焦边”是由缺钾导致的。
准备以下材料：若干株长势基本相同的小麦幼苗、浓度相同的完全培养液、缺钾培养液等。
(1)实验步骤：
①取两只广口瓶，编号为甲、乙。在甲瓶加入100 mL的完全培养液，向乙瓶中加入__________________；
②将_____________________________________分别栽种在甲、乙瓶中；
③在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察______________________
__________。
100 mL缺钾培养液
长势基本相同小麦幼苗随机均分为两组
小麦叶片是否出现“焦
边”现象
(2)实验结果与结论：
①若甲瓶的小麦幼苗正常生长，_________________________________，
则说明小麦叶片“焦边”是由缺钾引起的；
②若_____________________________________，说明叶片“焦边”不是由缺钾引起的。
(3)通过实验证实“焦边”是由缺钾导致的，为增强实验说服力，上述实验基础上应如何改进？
_______________________________________________________________________。
乙瓶的小麦叶片出现“焦边”现象
甲、乙瓶中小麦均未出现“焦边”现象
可在缺钾培养液中加入钾，培养一段时间后观察植物叶片生长是否恢复正常
3.无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列不正确的是
A.细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3参与构成骨骼、
牙齿等
B.生理盐水可用于清洗外伤伤口，因为它可维持细胞正常的渗透压并有
清洁作用
C.患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法
D.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
√
4.在某地的马拉松比赛中，香蕉是沿途补给站的标配，其中富含钾离子能够增强神经和肌肉的兴奋性，强化肌力及肌耐力。说明钾离子生理作用是
A.为肌肉收缩持续提供能量
B.维持机体酸碱平衡
C.细胞内某些复杂化合物的重要组成成分
D.对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用
√
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
练习与应用
一、概念检测：
(1)细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质送输和化学反应。( )
(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)将作物秸秆充分晾干后。其体内剩余物质主要是无机盐。( )
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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
正是人体细胞所处液体环境的浓度。
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稳定的状态。
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，据此推测，火星上曾经或者现在存在着生命。为什么会作出这样的推测呢
水是生命之源，地球上最早的生命就是孕育在水中的。在火星上发现流动水痕迹，说明可能有自由流动的水。同时，土壤中还含有生命必需的一些元素，才作出这样的推测。

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