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第2节 细胞中的无机物
第2章 组成细胞的分子
学习目标
水在细胞中的存在形式和作用；
无机盐在细胞中的存在形式和主要作用；
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
运动员饮料的化学成分表
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？
讨论
问题探讨
一. 细胞中的水
1 水在细胞中的含量
2 水在细胞中的存在形式
3 自由水与结合水关系
一个人在极限状况下，可坚持20d以上不进食。
一个人不喝水，3d后就会丧失意识 ,生命濒临终点。
水是细胞中含量最多的化合物
水——生命之源
1. 水在细胞中的含量
水母 97%
藻类 90%
鱼类 80%~85%
蛙类 78%
高等植物 60%~80%
哺乳动物 65%
结论：生物种类不同含水量不同：水生生物>陆生生物
结论：
同种生物在生长发育的不同时期，含水量也不同：幼年>成年>老年
人体不同生长时期体内水的含量 生长时期 幼儿 成年 老年
所占比例% 77 60 50
结论：同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同
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 心脏 血液
所占比例% 10 22 76 79 83
心脏和血液的含水量很接近
为何心脏呈坚韧的形态而血液却
呈流动的液态？
血液与心脏的比较
形态
含水量%
血液
液态
83
心脏
坚韧的固态
79
血液主要以自由水的形式存在；心脏主要以结合水的形式存在
讨论
2. 水在细胞中的存在形式
1. 水蜜桃香甜多汁，当你咬开水蜜桃时冒出的汁水主要是什么形式的水？有哪些物质溶解其中？这说明自由水有什么功能？
2. 回忆初中所学的知识，植物光合作用需要水的参与吗？这又说明自由水有什么功能？
3. 血液中含有自由水较多。你能否根据血液功能判断自由水的功能？血液是由血细胞和血浆组成，离开血浆的血细胞很快就会死亡，这又说明自由水可以为细胞提供什么环境？
水是细胞内良好的溶剂
参与细胞内生物化学反应
运送营养物质和代谢废物
为细胞提供液体环境
思考：
1.2 水在细胞中的存在形式
结论：自由水含量越高，代谢越旺盛
思考：
3. 自由水与结合水的关系
为了储存种子，经常会把刚收下的种子晒干，这个过程失去的是什么水？
如果把晒干的种子种在地里，会不会发芽？
与正常种子比较谁发芽快（提示：代谢）？总结
如果是把种子烘干，则失去什么水？
此时种在地里，还会发芽吗？为什么？
自由水
会
自由水越多，代谢越旺盛
结合水
不会，因为种子的结构遭到破坏
结论：结合水含量越高，抗逆性相对越强。
谁的抗逆性更强呢？谁的结合水含量更多呢？
热带雨林植物
沙漠植物
再思考：
自由水
结合水
温度降低
温度升高
自由水与结合水之间可以相互转化
自由水
结合水
代谢弱，抗逆性强
代谢旺盛
总结
比值升高，代谢旺盛，抗逆性差
比值降低，代谢缓慢，抗逆性强
二. 细胞中的无机盐
1 无机盐在细胞中的存在
形式
2 无机盐在细胞中的作用
2.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。
1.含量：
——少数以化合态形式存在
1. 无机盐在细胞中的存在形式
很少，仅占1％－1.5％
2. 无机盐在细胞中的作用
资料1 下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。
1．植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？
2．有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？
讨论：
①某些复杂化合物的重要组成成分
2. 无机盐在细胞中的作用
资料2 植物在缺乏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。玉米在生长过程中缺乏P,植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。
3．植物体缺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。
玉米缺氮
玉米缺磷
玉米缺钾
讨论：
②维持细胞和生物体的生命活动
①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。
②哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+,如果Ca2+的含量太低，动物会出现抽搐等症状。
2. 无机盐在细胞中的作用
2
无机盐离子维持细胞和生物体的生命活动；
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？
乳酸＋NaHCO3=乳酸钠＋H2CO3
2.2 无机盐在细胞中的作用
3
无机盐离子维持细胞的酸碱平衡；
HPO42-/H2PO4- 和 H2CO3/HCO3-
缓冲对调节PH
某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？
质量分数为0.9%的氯化钠溶液
失水皱缩
吸水膨胀
2.2 无机盐在细胞中的作用
4
无机盐离子维持细胞的渗透压（正常形态）；
9 %
0.09 %
2.2 无机盐在细胞中的作用
名称 生理作用
Mg 构成叶绿素的元素，缺乏影响光合作用
Fe 构成血红素的元素，缺乏导致缺铁性贫血
Na+ 人体中缺乏引起神经、肌肉的兴奋性降低，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
Ca+ 浓度太低动物出现抽搐等症状
P 组成细胞膜、细胞核的重要组成部分
N 植物缺氮，生长缓慢，叶变黄
K 叶片坏死，有斑点，叶尖黄化
课堂小结
课堂小结
C
1. 下面是关于细胞中水含量的叙述，其中不正确的是( )
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自由水量较高
C.越冬植物的细胞内自由水含量较高
D.老年人细胞中含水量比婴儿要少
2.在细胞中的含量很少，但既是细胞结构的重要组成部分，又能维持细胞和生物体的生命活动的一类物质是( )
A.水 B.无机盐 C.维生素 D.核酸
B
课堂检测
3.人的红细胞必须生活在NaCl浓度为0.9%的血将中。 若将红细胞置于浓盐水中，红细胞则会失水皱缩，从而丧失输送O2的功能。这些事实说明（　 ）
A. 无机盐对维持生物体的新陈代谢有重要作用
B.无机盐对维持生物体的形态和功能有重要作用
C. 无机盐离子容易进出细胞
D. 水分子容易进出细胞
B
4.马拉松赛跑进入最后阶段，发现少数运动员下肢肌肉抽搐，这是由于随着大量出汗而向体外排出了过量的（ ）
A．水 B．钙盐 C．钠盐 D．尿素
B

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