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(共26张PPT)
火星湖泊和海洋沉积岩
火星表面水的痕迹
2005年1月24日美国“勇气号”登陆火星表面，寻找水的踪迹。经过认真分析拍摄的照片，美国宇航局声称火星上曾被水淹没。
细胞中的无机物
运动员饮料的化学成分表
问题探讨
右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。
喝饮料主要是给身体补充水。
水在细胞中起什么作用？
1.
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？
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
细胞中的水
Water in cells
1. 细胞中各种化合物所占比例 化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸
所占比例% 70-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 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
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
细胞中含量最多的化合物是水
同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同
不同生物的含水量不同
细胞中的水
Water in cells
水的存在及其功能的探究
将种子放在阳光下2天
重量
减轻
________大量散失
晒干的种子用水浸泡
仍能
萌发
失去大部分________的种子仍保持其生理活性
晒干的种子不浸泡
不萌发
_______少，代谢弱
自由水
自由水
自由水
细胞中的水
Water in cells
将种子放在试管中，用酒精灯加热
管壁上有水珠
失去的主要是________
失去________的种子浸泡
不萌发
失去________的种子失去生理活性
结合水
结合水
结合水
细胞中的水
Water in cells
自由水
结合水
水在细胞中的存在形式
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
绝大多数水以游离的形式存在，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
细胞中的水
Water in cells
自由水
结合水
温度升高
温度降低
自由水与结合水的关系：
（1）可相互转化：
（2）两者的相对含量与细胞代谢速率、抗逆性的关系：
上升
细胞新陈代谢增强
如：干种子吸水萌发
自由水
结合水
下降
细胞新陈代谢减弱,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，植物的抗冻能力增强；
衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。
细胞中的水
Water in cells
组成物质的原子是怎样的结构？
质子
中子
原子核
核外电子
原子
δ+
δ+
δ-
☆质子数决定原子在
元素周期表的位置
☆与质子数相等，围绕原子核做
高速运动，质量可忽略不计。
☆质子数和中子数
决定原子质量数。
学科交叉
细胞中的水
Water in cells
原子和元素有什么区别？
12C
6个质子 ＋ 6个中子
14C
6个质子 ＋ 8个中子
元素是具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。质子数相同，中子数不同的原子互称同位素。
学科交叉
细胞中的水
Water in cells
什么是分子？
分子是由组成的原子按照一定顺序排列结合在一起的整体。
H2O分子
O2分子
H2分子
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细胞中的水
Water in cells
什么是离子？
H原子
H离子（H+）
失去一个电子
离子是指原子或原子基团失去或得到一个或几个电子而形成的带电荷的粒子
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细胞中的水
Water in cells
什么是（共价）化学键？
相邻原子通过共用电子而形成的强烈作用力叫做共价键。
H原子
H原子
O原子
H2O分子
O
H
H
H2O分子
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细胞中的水
Water in cells
什么是极性分子？
电荷分布不均匀的分子称为极性分子。
H2O分子
共用电子对
H
H
O
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细胞中的水
Water in cells
O
H
H
什么是极性分子？
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。
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细胞中的水
Water in cells
水的性质：
（1）是细胞内的良好的溶剂：
由于水分子属于极性分子，所以带电的物质都容易与水结合而溶解。
清水中加入NaCl颗粒
NaCl颗粒被溶解
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细胞中的水
Water in cells
氢键是由电负性差异所产生的一种特殊的分子间相互作用力(静电力) 。
H2O分子
O
H
H
δ-
δ+
δ+
（δ-）
（ δ+ ）
（δ-）
（ δ+ ）
（ δ- ）
（ δ+ ）
（ δ+ ）
（ δ- ）
氢键
氢键
氢键
氢键
一个水分子可形成 4 个氢键
（2）易形成氢键，具有一定的流动性：
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细胞中的水
Water in cells
氢键比化学键弱，易被破坏，又容易形成。这样氢键虽然只能维持极短时间，但由于其不断地断裂和不断地形成，使得水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。
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细胞中的水
Water in cells
（3）高比热容，所以性质稳定，不易受温度影响：
比热容是指使单位质量物体改变单位温度时所吸收或释放的能量。
由于水分子之间数量众多的氢键，所以一方面，想要让液态的水升温后沸腾至气化状态，就必须先破坏这种分子之间的作用力；另一方面，温度已经升高的水在降温时也会释放出更多地热量，很好地起到了缓冲的作用。
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细胞中的无机盐
Inorganic salts in cells
1.
含量：
仅占细胞鲜重的1％ ~ 1.5％
无机盐
2.
存在形式：
由于细胞内是液体环境，所以细胞中大多数无机盐都以离子形式存在，少数以化合物的形式存在。
阳离子：
Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等
阴离子：
Cl－、SO42－、PO43－、HCO3－等。
细胞中的无机盐
Inorganic salts in cells
3.
无机盐的作用：
Fe和Mg分别是构成血红素和叶绿素的重要成分。
（1）组成细胞中的化合物
一种叶绿素分子的局部结构
血红素分子的局部结构
细胞中的无机盐
Inorganic salts in cells
（2）维持细胞和生物体的生命活动
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。
细胞中的无机盐
Inorganic salts in cells
（3）维持细胞的渗透压和酸碱平衡
细胞渗透压平衡的维持
Na+、Cl_主要维持细胞外液的渗透压，K+主要维持细胞内液的渗透压。
常见缓冲对 : H2CO3/HCO3-
☆渗透压的平衡对于维持动物细胞的正常形态与功能相当重要。
生物体内酸碱度的维持
1.小麦萌发时，细胞内自由水和结合水的比例（ ）
A、升高 B、降低 C、不变 D、无法判断
A
2.人体某些组织的含水量近似，但形态却不同，例如：心肌含水约79%而成坚韧的形态，血液含水约82%，呈川流不息的液态，对这种差异的解释是（ ）
A.心肌内多是结合水 B.血液中全是结合水
C.心肌内多是自由水 D.血液中全是自由水
A
练一练
3.下列有关水的叙述中，错误的是（ ）
①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水
②生物体内的化学反应离不开水
③水是细胞结构的组成成分之一
④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水
⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大
⑥不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大
A.①④⑤ B.①④⑤⑥ C.⑤⑥ D.②③④⑤⑥
C
4.下列关于无机盐的叙述，错误的是( )
A.缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成
B.Mg2+是叶绿素的成分之一，缺Mg2+影响光合作用
C.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿
D.碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
C
5.医生常常给病人输液，其实输的是生理盐水(0.9%的氯化钠溶液)。为什么不输蒸馏水或浓盐水，下面说法正确的是( )
A.蒸馏水不含营养 B.无机盐离子容易进入细胞
C.血液中的红细胞的特性决定的
D.生理盐水对维持细胞的形态和功能有重要作用
D

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