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(共34张PPT)
第二章组成细胞的分子
第2节 细胞中的无机物
1.生命观念
2.科学思维
3.科学探究
4.社会责任
教学目标
理解水的存在形式与其功能相适应，认同“结构与功能观”。；认识到无机盐的存在形式与其功能的关系，理解生命活动的物质基础。
通过分析数据和资料，运用归纳与概括的方法总结水和无机盐的功能； 通过比较与分类，区分自由水和结合水，理解其比值与代谢的关系。
通过分析“探究活动”中的实验现象和生活实例，提升信息获取、分析和处理的能力
运用所学知识解释生活中的相关现象（如植物烧苗、运动后喝淡盐水等），关注人体健康，形成健康饮水和合理膳食的意识。
教学目标
(1)结合水与自由水的区分与功能联系。
1.教学重点
2.教学难点
(1)水在细胞中的存在形式和作用。
(2)无机盐在细胞中的存在形式和作用。
(2)无机盐参与维持细胞酸碱平衡和渗透压平衡的原理。
一、细胞中的水
1.1 水的含量
二、组成细胞的化合物
2.2 无机盐的作用
当堂训练
小结
2.1 无机盐的含量、存在形式及种类
2.3 氨基酸的结构特点
三、目录 CONTENTS
1.2 水的理化特性
1.3 水的存在形式和功能
1.4 自由水与结合水的比值与细胞代谢的关系
问题探讨
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。
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？
思考
一、细胞中的水
细胞中 化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸
所占 比例% 85-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 结论1：细胞中含量最多的化合物是水。
1.1 水的含量
【探究活动1】
阅读分析以下表格，能够从中得出什么结论？
一、细胞中的水
结论2：不同生物种类，含水量不同。
（水生生物的含水量＞陆生生物的含水量）
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
含水量（%） 97 80-85 78 65 90 60-80
1.1 水的含量
一、细胞中的水
结论3：同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同。
人体几种不同组织器官中含水量 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液
质量分数/% 10% 22% 76% 79% 83%
1.1 水的含量
一、细胞中的水
人体的几种不同年龄阶段水的含量 年龄阶段 胎儿 婴儿 成年 壮年 老年
所占比例（%） 95 75 65 60 50
结论3：同种生物，不同的生长发育时期含水量不同
（幼年个体的含水量＞老年个体的含水量）
1.1 水的含量
(1)细胞中含量最多的化合物是水；
(2)不同生物种类的含水量不同，并且水生生物含水量比陆生生物高；
(3) 同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同；
(4)生物体在不同的生长发育期，含水量也不同。
水的含量
一、细胞中的水
一、细胞中的水
H原子
H原子
O原子
H2O分子
共用电子对
H2O分子
O
H
H
水为极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合。
O比H有吸引共用电子对的能力更强，使得O端稍带负电荷，H端稍正电荷。
【探究活动1】
阅读课本p20，分析水具有哪些特性及原因。
1.2 水的理化特性
水是良好的溶剂
理化特性1：水是极性分子，水是良好的溶剂。
水的介绍(视频)
一、细胞中的水
1.2 水的理化特性
氢键易被破坏，只能维持极短的时间。
氧端和氢端之间的静电吸引作用形成一种弱的引力
常温下水是液体状态，具有流动性。
氢键不断断裂，又不断形成。
理化特性2：氢键易被破坏，水具有流动性。
一、细胞中的水
意味着水的温度相对不容易发生改变
由于氢键的存在，水具有较高的比热容
水对维持生命系统的稳定性十分重要
单位质量的某种物质升高(或下降)单位温度所吸收(或放出)的热量。
1.2 水的理化特性
理化特性:3：水具有较高的比热容。
一、细胞中的水
鸡蛋清
与细胞内其他物质(蛋白质、多糖等)相结合
以游离的形式存在，可以自由流动。
失去流动性和溶解性
易蒸发、不受束缚、可流动
结合水
自由水
降温
升温
概念:
功能:
1.3 水的存在形式和功能
③为细胞提供液体环境
①细胞内良好的溶剂
②参与许多生物化学反应
④运送营养物质和代谢废物
概念:
功能:
是细胞结构的重要组成部分
粘稠的
芦荟液体
(约95.5%)
(约4.5%)
一、细胞中的水
1.4 自由水与结合水的比值与细胞代谢的关系
比值大
比值小
新陈代谢旺盛，但抗逆性较差
新陈代谢减弱，但抗逆性较强
注意：
自由水与新陈代谢强度成正比，与抗逆性成反比；
结合水与抗逆性成正比，与新陈代谢强度成反比。
自由水
结合水
一、细胞中的水
2.北方冬小麦在冬天来临前， 的比例会逐渐降低，而 的比例会逐渐上升，以避免气温下降时 过多导致结冰而损害自身。
血液 83%
心脏 79%
1. 血液与心脏含水量相差无几，但两者的形态却截然不同，这是为什么？
在一定条件下自由水与结合水可以相互转化
血液中主要是自由水，心脏中结合水比例
相对较高,结合水可以赋予各组织、器官一
定的形态、硬度和强度。
思考
自由水
结合水
自由水
一、细胞中的水
知识拓展
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
自由水
自由水
将种子晒干
结论：
一、细胞中的水
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
将种子晒干后再烘烤
结论：
知识拓展
1. 下列关于细胞中水的叙述，正确的是（ ）
A. 心肌含水量约79%且呈坚韧状态，主要是因为其自由水含量较高
B. 代谢旺盛的细胞中，自由水与结合水的比值通常较低
C. 细胞中的结合水是细胞结构的重要组成部分，含量较为稳定
D. 种子晒干过程中损失的主要是结合水，烘干过程中损失的主要是自由水
当堂训练
结合水
较高
自由水
结合水
当堂训练
2. 在探索外星球是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的环节。这主要是因为（ ）
A. 水是细胞鲜重中含量最多的化合物
B. 水在生物体内可以流动
C. 生命活动离不开水，许多生化反应必须在水中进行
D. 水能与蛋白质结合，体现生命活动现象
解析：A. 水是细胞鲜重中含量最多的化合物：这虽然是地球生命的一个特征事实，但它只是结果，并非水对生命不可或缺的根本原因。外星生命不一定与地球生命有完全相同的化学成分比例。
B. 水在生物体内可以流动：流动性是水的物理特性，但它不是最关键、最不可替代的作用。
C. 正确。水是优良的溶剂，是生化反应的介质，直接参与如水解、光合作用等许多生命化学反应。没有水，这些基本的生命活动就无法进行。这是水对于生命存在的核心功能和理论依据，因此成为寻找地外生命的关键指标。
D. 水能与蛋白质结合，体现生命活动现象：这只是水的一种具体作用（形成结合水），不足以概括其作为生命存在前提的普遍性、决定性作用。
当堂训练
3. 2025·广东·模拟预测）正常情况下，细胞内自由水所占比例越大，细胞的代谢越旺盛。该现象发生的原因是（　　）
A．水具有流动性和溶解性
B．水是构成细胞的重要成分
C．水是活细胞内含量最多的化合物
D．水能与蛋白质和多糖等物质结合
选项A:自由水具有良好的流动性和溶解性，可作为溶剂参与并加速细胞内的生化反应（如营养物质的运输、酶促反应等）。自由水比例越高，物质运输和反应效率越高，因此细胞代谢越旺盛。这是最直接的原因。
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
2.1无机盐的含量、存在形式及种类
(1) 无机盐的含量：
是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。
(2) 无机盐的存在形式：
细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
(3) 含量较多无机盐的种类：
阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等；
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等；
二、细胞中的无机盐
2.2 无机盐的作用
Mg是叶绿素分子的组成元素之一，对于光合作用具有重要意义。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。
1.植物体缺镁会影响光合作用，为什么？
资料一
【探究活动1】
阅读分析以下资料，概述无机盐的作用？
思考
二、细胞中的无机盐
2.2 无机盐的作用
【探究活动1】
阅读分析以下资料，概述无机盐的作用？
P作为植物生长发育所必需的的大量元素之一，是细胞膜、细胞核等的重要成分，也是细胞许多重要化合物的成分。
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，并且长得矮小、结实率低。
2.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。
植物在缺乏N、P、K等营养物质时会出现各种症状，因此生产过程中常常要给植物施肥。玉米在生长发育过程中缺乏P,植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且暗绿偏紫色。
资料二
① 组成细胞中复杂化合物
二、细胞中的无机盐
2.2 无机盐的作用
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。哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，如果Ca2+含量太高，会出现肌无力症状，而Ca2+含量太低，动物会出现抽搐等症状。
资料三
② 维持细胞和生物体的生命活动
二、细胞中的无机盐
2.2无机盐的作用
9%
0.9%
失水皱缩
吸水膨胀
某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？为什么要配制这一浓度，用0.9%或9%浓度可以吗？为什么？
质量分数为
0.9%的氯化钠溶液
资料四
细胞渗透压平衡的维持
+ H2CO3
H2O + HCO3-
二、细胞中的无机盐
2.2 无机盐的作用
资料五
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，为什么呢？
乳酸＋NaHCO3→乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
剧烈运动时：H+
H2O+CO2由肺排出
+ NaHCO3
Na+ + H2CO3
无机盐离子H2CO3/HCO3-等组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。
蔬果中的碱：OH-
过多HCO3-由肾脏排出
维持细胞的酸碱平衡
二、细胞中的无机盐
细胞内某些重要化合物的组成成分
维持细胞和生物体的生命活动
维持细胞的酸碱平衡
维持细胞内外的渗透压（维持生物体的水盐平衡）
无机盐的作用
总结
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
小结
当堂训练
1.下列对于水分和无机盐的叙述，错误的是(　 　)
A、细胞中的无机盐有些以化合物的形式存在，如铁是合成血红蛋白不可缺少的成分
B、植物缺Mg2＋会影响光合作用，食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿
C、各种生物体的生命活动不能离开水
D、休眠或越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升，正在萌发的种子中结合水和自由水比值则下降
下降
当堂训练
2.一马突然得病，并全身抽搐，兽医除对症下药外还要注射( )
A．食盐水 B．葡萄糖
C．葡萄糖酸钙溶液 D．青霉素
马出现全身抽搐的症状，常见原因之一是缺钙。钙离子对于维持神经肌肉的正常兴奋性至关重要，血钙过低会导致肌肉痉挛和抽搐。
当堂训练
3.(2021·浙江卷) 无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是(　　)
A．Mg2＋存在于叶绿体的类胡萝卜素中
B．HCO 对体液pH 起着重要的调节作用
C．血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐
D．适当补充I－，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症
叶绿素
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