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细胞中的无机物
问题探讨
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。
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。
1、喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
各种生物体的一切生命活动都离不开水
地球表面约的部分是水；我们的胚胎发育离不开水。
一个人在极限状况下，可坚持20天以上不进食。
一个人不喝水，1天后就会丧失意识，生命濒临终点。
一、细胞中的水
细胞、生物体内水的含量比较，说明了什么？
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、生物体内水的含量比较，说明了什么？
同种生物体在不同生长发育期含水量不同
一、细胞中的水
血液是流动的，心肌是坚实的，为什么两者含水量这么接近？
血液与心肌的比较 形态 含水量%
血液 液态 83
心肌 坚韧的固态 79
血液主要以自由水的形式存在、心肌主要以结合水的形式存在
自由水
水在细胞中的存在形式
特点：易蒸发、不受束缚、可流动
绝大多数水以游离的形式存在，可以自由流动
95.5%
eg：植物细胞液中的水、动物组织液中的水、
人体血浆中的水·······
将种子放在阳光下2天
重量减轻
自由水大量散失
晒干的种子用水浸泡
仍能萌发
失去大部分自由水的种子仍保持其生理活性
晒干的种子不浸泡
不萌发
自由水少，代谢弱
思考：
自由水
水在细胞中的存在形式
特点：易蒸发、不受束缚、可流动
绝大多数水以游离的形式存在，可以自由流动
95.5%
eg：植物细胞液中的水、动物组织液中的水、
人体血浆中的水·······
自由水功能：
细胞内的良好溶剂
参加许多生物化学反应（代谢）
为细胞生活提供液体环境
运输营养物质和代谢废物
——物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用。
多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。
结合水
特点：不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性
与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水
4.5%
将种子放在酒精灯中用试管加热
管壁上有水珠
失去的主要是结合水
失去结合水的种子浸泡
种子不能萌发
失去结合水的种子失去生理活性
结合水
特点：不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性
与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水
4.5%
结合水功能：细胞结构的重要组成成分
eg：烘干的小麦种子浸泡后不能萌发。
水为什么是细胞内的良好溶剂？（教材P20）
水是极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，故是良好溶剂
水分子之间容易形成氢键，氢键也容易断裂，保证水分子具有流动性。
由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容，水可以保持稳定性
正负电荷中心不重合
那是因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为结合水，是细胞和生物体的组成成分；而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分结合水释放出来，转变为自由水。
新鲜鸡蛋清是液态胶状，臭鸡蛋清相对更“稀”。为什么呢？
代谢
抗逆性
温度降低
结合水
自由水
温度升高
低温时自由水转化成结合水这对植物生存有什么意义？
防止冻害
结合水比例越高，抗寒能力越强。
结合水与自由水可相互转化
自由水和结合水的关系
代谢旺盛
代谢缓慢
代谢
抗逆性
（抗逆性：动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒、抗热性能）
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。
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？
无机盐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。
将烘干的骨、小麦种子和植物秸秆等点燃烧尽, 最终都会得到一些灰白色的灰烬 , 请问这些灰烬是什么呢
无机盐
很少，占1%~1.5%
（一）含量：
离子形式
阳离子：Na+、K + 、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+ 、Fe3+等
阴离子：Cl-、SO42- 、PO43- 、HCO3-等
（二）存在形式：
1、主要形式：
化合物形式（如CaCO3）
2、其它形式：
二、细胞中的无机盐
无机盐的作用
1、植物体缺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，Mg是叶绿素的组成元素之一，缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。　
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。
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。
人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。　
2、有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？
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。
这说明了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，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。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常(紫色），并且长得矮小、结实率低。　
作用一：构成细胞中某些复杂化合物的组成成分
Na+、K+ 维持神经细胞、肌肉细胞的兴奋性
Ca2+可调节肌肉收缩，血钙过高会造成肌无力，过低会引起抽搐。
作用二：维持细胞和生物体正常的生命活动
作用三：维持细胞的渗透压平衡
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NaCl溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，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稳定的状态。
9%
0.09%
失水皱缩
吸水膨胀
食物（蔬菜、水果）中往往含有一些碱性物质，人吃后血液的pH值会明显变化吗？
运动后会感到腰酸、膝盖酸，为什么过一阵子酸痛感会消失？
缓冲对：H2CO3\ NaHCO3 NaH2PO4\Na2HPO4
乳酸+NaHCO3 乳酸钠+H2CO3(碳酸)
H2CO3 H2O+CO2 (经呼吸系统排出)
作用四：维持细胞酸碱平衡
小 结　
一、细胞中的水
1、水的存在形式和功能
2、与细胞代谢、细胞抗逆性的关系
二、细胞中的无机盐
1、含量：极少，仅占1％－1.5％
2、无机盐在细胞中的存在形式
3、无机盐在细胞中的作用
课后习题
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）将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐。( )
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。在什么情况下需要用生理盐水
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当人体需要补充盐溶液或者输入药物时，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。
二、拓展应用
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？
水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中。科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。同时，那里的土壤中还有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。

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