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第2节　
细胞中的无机物
第二章　组成细胞的分子
问题探讨（P20）
右侧是某种运动饮料的化学成分表，请结合所学的知识讨论下列问题：
1、喝饮料主要是给身体补充水。水在人体中起什么作用？
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？
成分 质量浓度（g.L-1）
蔗糖等糖类 40
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
水 1000
运动型饮料的化学成分表
提供能量
调 味
补充失去的水
补充失去的无机盐
1、水的含量
生物种类不同，含水量不同。
同种生物，在不同组织、器官中含水量不同
同种生物，在不同的生长发育时期含水量不同
含水量差不多，为何形态不同？
细胞、生物体内水的含量比较，说明了什么？
阅读教材P20-P21的内容，思考以下问题
细胞中的水是以什么形式存在的？
不同形式的水的作用是什么？
不同形式的水与细胞的代谢以及抗逆性的关系？
一、细胞中的水
含量：约占全部水的4.5%
特点：与细胞内其他化合物相结合的水
作用：细胞结构的重要组成成分
1.结合水
含量：约占全部水的95.5%
特点：以游离的形式存在，可以自由流动
作用：①良好溶剂
②参与生物化学反应
③给细胞提供液体环境
④运输营养物质和代谢废物
2.自由水
一、细胞中的水
资料1：细胞中有一种水可以与蛋白质、多糖等物质结合，水失去流动性和溶解性。
资料2：水是光合作用的原料，呼吸作用和许多有机物的合成和分解都需要水的参与。
资料3：组织细胞必需浸润在组织液中，红细胞必须浸润在血液中，淋巴细胞必须浸润在淋巴中。
水是细胞结构的重要组成部分
参与细胞内的许多化学反应
提供液体环境
资料4：物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用。
资料5：水在生物体内流动，把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的代谢废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。
细胞内良好的溶剂
运输营养物质和废物
考考你——水的功能！
自由水与结合水的关系
哪一个新陈代谢旺盛？
哪一个自由水含量更多呢？
结论：在一定范围内，自由水和结合水的比值越大，新陈代谢越旺盛
自由水与结合水的关系
谁的抗逆性更强？
谁的结合水含量更高？
结论：一般情况下，结合水和自由水的比值越大，细胞抗逆性越强。
请结合以上资料，分析自由水和结合水的相对含量与细胞代谢和抗逆性的关系。
自由水
结合水
比值大
比值小
细胞代谢 ，但抗逆性较 。
细胞代谢 ，但抗逆性较 。
旺盛
缓慢
差
强
自由水与结合水的比值
相对强度
代谢强度
抗逆性
自由水和结合水的关系
将种子放在阳光下晾晒
重量

________大量散失
自由水
管壁上有水珠
失去的主要是________
将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热
结合水
2、水的特性
阅读课本P20-21楷体字部分，思考并讨论以下问题：
（1）水分子中H、O原子的结合方式和带电情况，尝试解释水为什么能成为良好的溶剂。
（2）结合氢键的形成及特点，说明水分子为什么具有流动性？
（3）水的哪一特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要？
活动：合作探究
水是极性分子
带正电或负电的分子容易与之结合，故水是良好溶剂
2、水的特性
电子分布不均匀的分子叫做极性分子。
（1）水是极性分子
水分子之间容易形成氢键，也易断裂
保证水分子具有流动性。
2、水的特性
（2）水分子之间形成氢键
当水被加热时，热能首先破坏氢键，在水温升高很少的情况下，水吸收和储存了大量的热。反之，当水冷却时，氢键形成，水可以向周围环境中释放大量的热，故水具有较高的比热容，这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
2、水的特性
（3）水具有较高的比热容
当你烧掉一张纸时，得到的白色灰烬就是无机盐。人和动物体内也含有无机盐
二、细胞中的无机盐
二、细胞中的无机盐
活动：自主阅读教材P21-22，回答如下问题
（1）无机盐在细胞中的含量？
（2）无机盐的存在形式？
（3）无机盐的作用？
1、含量和存在形式
（二）存在形式
细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
含量较多的阳离子： Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
含量较多的阴离子： Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
（一）含量
1%～1.5%
2、无机盐的作用
讨论
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？
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。
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。
思考与讨论
2、无机盐的作用
Mg是合成叶绿素分子不可缺少的元素之一，缺Mg时叶绿素的形成受阻，从而影响光合作用
P是组成细胞的重要元素，细胞膜、细胞核中都含有P元素，P也是很多酶的组成部分，也参与了植物体内很多重要的代谢过程，如光合作用、糖类的合成等
血红素是血红蛋白的重要组成部分，而血红素的结构中不能缺少的一种元素就是Fe
1、参与组成细胞中某些复杂的化合物
2、无机盐的作用
大量流汗，排出过多无机盐后，应多喝淡盐水
血液中Ca2+含量太低，动物会出现抽搐等症状
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
2、维持生物体正常的生命活动
资料：医生给患急性肠炎的患者输液时，输入的是质量分数为0.9%的NaCl溶液，而不是清水或浓盐水。
　　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的浓度，所以叫生理盐水。
3：维持细胞的渗透压平衡
清水
失水皱缩
浓盐水
吸水涨破
正常形态
4、维持生物体和细胞的酸碱平衡
酸性食物
碱性食物
无机盐离子组成重要的缓冲体系，H2CO3/HCO3-等可调节并维持pH平衡
肌肉酸痛
2、无机盐的作用
剧烈运动后会感到腰酸、膝盖酸，原因是运动时产生了乳酸，但血液的pH没有太大变化,还是维持在7.35~7.45之间。什么原因呢？
乳酸+NaHCO3 乳酸钠+H2CO3(碳酸)
H2CO3 H2O+CO2 (经呼吸系统排出)
无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，设计实验探究某无机盐M是否是植物必需的无机盐。
（1）材料
生长状态相同、长势良好的植物若干，全营养培养液，缺M的培养液，无机盐M。
（2）实验思想
设置对照实验(设某种无机盐为M)。
技能提升：证明某种无机盐是否是植物必需的方法
生长状况相同的正常同种植物分两组
甲组：缺Fe的完全培养液
乙组：完全培养液
出现缺乏症
加入Fe元素再培养
缺乏症消失
Fe为植物生长的必需元素
植物正常生长
植物正常生长
Fe为植物生长的非必需元素
技能提升：证明某种无机盐是否是植物必需的方法
（以Fe元素为例）
1．下列有关水和无机盐的叙述，不正确的有（ ）
①水能溶解、运输营养物质和代谢废物，并维持细胞形态
②细胞中无机盐含量很少且大多数是以化合物形式存在
③哺乳动物的血液中钙离子含量过高，会出现抽搐等症状
④无机盐可以为人体生命活动提供能量
⑤休眠种子与萌发种子相比，结合水与自由水的比值更小
⑥缺碘会引起儿童佝偻病
A．六项 B．五项 C．四项 D．三项
B
当堂考查
2、下列关于细胞中无机盐的相关叙述，正确的是（ ）
A.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
B.缺铁性贫血是因为体内缺乏Fe2+，血红素分子不能合成
C.哺乳动物血液中Ca2+含量太低，会出现抽搐等症状,说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡很重要
D.无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素
B
3．如图表示土壤中甲、乙两种元素浓度变化与某植物生长速率的关系，下列分析正确的是(　 　)
A．该植物生长对甲元素的需求大于乙元素
B．当土壤中乙元素浓度为B时，施含乙元素的肥料最有利于该植物生长
C．当该植物生长速率最大时，对甲、乙元素的需求量相近
D．持续保持甲、乙元素供应量相等可能会导致该植物生长不正常
D
4.无机物在细胞的正常代谢中发挥着重要作用。请分析回答下列问题：
（1）水的存在形式有自由水和结合水两种，自由水和结合水在一定情况下可以相互转换。结合水与自由水的比值 （较高/较低）时，细胞的新陈代谢较强。
（2）无机盐在机体中绝大多数以 形式存在，种子在晒干的过程中无机盐的相对含量将会 （填“升高”或“降低”或“不变”）。人体血液中Fe2+的含量过低时，会导致 。
较低
离子
升高
贫血
③另一同学认为上述实验尚有可疑之处，其处理方式是往培养一段时间后的乙组加入适量的含Mg的化合物，观察乙组加入Mg前后的生长状况与甲组的对比情况。其实验结果观察到最有可能的是乙组叶片_________。该同学设置这一实验步骤的目的是 。
5.无机物在细胞的正常代谢中发挥着重要作用。请分析回答下列问题：
为验证Mg为植物生长的必须元素，某同学进行了实验。甲组：正常植物＋完全培养液，乙组：正常植物＋缺Mg培养液。一段时间后观察两组的生长情况。
二次对照，增强实验结果的说服力
由黄变绿
课堂总结

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