第2章 组成细胞的分子 第2节　细胞中的无机物(共31张PPT)

(共31张PPT)
第2节　细胞中的无机物
2019版生物学必修1 《分子与细胞》
同步课件
学习目标
1.在认识水分子的特性和在细胞中存在形式的基础上,认同水在生命中的重要作用。
2.举例说出无机盐在细胞中的存在形式,认同无机盐含量较少但与生命活动密切相关。
问题探究·知识生成
新知探究一　细胞中的水
建立概念·达成素养
问题探究
资料1:2020年12月17日携带月球样品的嫦娥五号顺利回到地球,其携带的“土特产”备受关注。在国家航天局发布的《月球样品管理办法》中表明,月球样品原则上分为永久存储、备份永久存储、研究和公益四种基础用途。
问题(1):人类对宇宙星球的探索始终把寻找水作为最关键的环节。想一想这是为什么
提示:生命活动离不开水。生命活动是通过生物化学反应完成的,生物化学反应在水环境中进行。
资料2:在粮食收获之后,要将粮食晒干后进行储存,这样能保存较长时间。如果将晒干后的粮食放入试管中进行加热,会发现试管壁上有水珠出现。播种前还需要提前用水浸泡一段时间。
问题(2):粮食晒干过程中,减少的化合物主要是什么 在细胞中是以什么形式存在的
提示:减少的化合物主要是水。在细胞中是以自由水形式存在的。
问题(3):晒干后的粮食在试管中加热,试管壁上出现的水珠在细胞中主要以什么形式存在 此时的种子还能萌发吗 为什么 这一事实说明了什么
提示:试管壁上出现的水珠在细胞中主要是以结合水形式存在的。不能。结合水散失,细胞结构被破坏,种子死亡,不能再萌发。结合水是细胞结构的重要组成成分。
问题(4):粮食需要晒干后进行储存的原因是什么 播种前为什么要浸泡种子
提示:粮食晒干后,自由水含量减少使细胞代谢减弱,储存时可减少有机物消耗。播种前泡种子可以使细胞内自由水含量增加,使代谢强度增加,从而促进种子萌发。
问题(5):总结上述问题中自由水和结合水的含量比例对生物的代谢和抗逆性有什么关系 并尝试绘制关系曲线。
提示:在一定范围内,自由水和结合水的比值越大,细胞代谢越旺盛,细胞的抗逆性越差。
归纳总结
水
(1)水的含量特点
①含量:一般来说, 是活细胞中含量最多的化合物,约占60%～95%。
②与生物种类及发育阶段的关系
a. 不同,含水量不同,如水生生物含水量多于陆生生物。
b.不同 ,含水量不同,如幼儿含水量高于成年人。
生物种类
生长发育期
(2)水的存在形式和作用
项目 自由水 结合水
形式 在细胞中以 的形式存在 与 相结合
含量 约占95.5% 约占4.5%
游离
细胞内其他物质
生物化学
作用 ①细胞内的良好溶剂 ②参与 反应 ③为细胞提供 . ④运送营养物质和 . 是 的重要组成部分
液体环境
代谢废物
细胞结构
1.自由水与结合水相互转化的原因
(1)水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合。
(2)温度升高,水分子的动能增加,会逃脱氢键的束缚成为自由水。
2.水与代谢的关系
拓展
即时应用
D
1.“上善若水,水善利万物而不争。”下列有关生物体内的水的说法中错误的是(　 　)
A.幼儿和成年人体内水的含量均多于其他化合物
B.正在发芽的玉米种子中自由水比例多于结合水
C.结合水比例越大,细胞抵御不良环境能力越强
D.氢键的稳定性使常温下水呈液体状态,能流动
解析:幼儿和成年人体内水的含量均多于其他化合物;正在发芽的玉米种子中代谢旺盛,其自由水比例多于结合水;结合水比例越大,细胞抵御不良环境能力越强;水分子之间靠氢键作用在一起,氢键易断裂和形成,使水在常温下能够维持液体状态,具有流动性。
2.下列关于生物体内水的叙述,错误的是(　 　)
A.是良好的溶剂
B.能提供生命活动所需的能量
C.是构成细胞的重要成分
D.是生物体内物质运输的主要介质
解析:自由水是细胞内良好的溶剂;水不能为生物体的生命活动提供能量;结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水能够运送营养物质和新陈代谢产生的废物,是生物体内物质运输的主要介质。
B
新知探究二　细胞中的无机盐
问题探究
问题(1):无机盐在生物体中的主要存在形式是什么
提示:离子的形式。
问题(2):根据资料可以得出无机盐的作用是什么
提示:说明无机盐对维持生物体的正常生命活动有着重要的意义,维持细胞外液的渗透压和酸碱平衡。
问题(3):人体缺铁为什么会导致贫血 说明无机盐的作用是什么
提示:Fe是血红素的组成成分。说明无机盐是复杂化合物组成成分。
归纳总结
无机盐的生理功能
重要组成成分
功能 举例
细胞内某些复杂的化合物的 . Mg2+是叶绿素分子必需的成分,Fe2+是血红素必需的成分
参与并维持生物体的 . 哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+,如果血液中a2+的含量过低就会出现抽搐现象
生命活动
渗透压
酸碱
举例细胞中常见无机盐的作用及含量异常情况
拓展
无机盐 作用 含量异常
I- 甲状腺激素的组成成分 缺乏时患地方性甲状腺肿;婴、幼儿缺乏患呆小症
Fe2+ 血红素的组成成分 缺乏时患缺铁性贫血
Ca2+ 降低神经系统的兴奋性 血钙过低时,会出现抽搐现象;血钙过高时,会患肌无力
Mg2+ 叶绿素的组成成分 缺乏会导致叶片发黄
K+ 促进植物体内淀粉的运输;维持动物细胞内液的渗透压 缺乏时植物抗逆能力减弱,易受病害侵袭
即时应用
D
3.下列关于无机盐的功能的叙述,不正确的是(　 　)
A.参与生物体内某些复杂化合物的构成
B.对维持细胞和生物体的生命活动具有重要意义
C.维持生物体内的渗透压和酸碱平衡,使细胞维持正常的形态与功能
D.为细胞的生命活动提供物质和能量
解析:叶绿素、血红蛋白等复杂化合物中含有无机盐离子;许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要意义,如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,会出现抽搐等症状;无机盐能够维持生物体内的渗透压和酸碱平衡,从而使细胞维持正常的形态与功能;无机盐不能为细胞的生命活动提供能量,细胞生命活动的能量来源为糖类等有机物。
4.在质量分数为0.9%的NaCl溶液中,人的红细胞可以保持正常形态。若将红细胞置于浓盐水中,红细胞则会失水皱缩,从而丧失运输氧气的功能。这些事实说明(　 　)
A.无机盐对维持细胞的酸碱平衡有重要作用
B.无机盐对维持细胞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
解析:在质量分数为0.9%的NaCl溶液中,人的红细胞可以保持正常形态,而在浓盐水中,红细胞会失水皱缩,失去正常功能,这说明无机盐对维持细胞的渗透压,进而维持细胞的形态和生理功能有重要作用。
联系实际·素养落实
[生活情境]
运动饮料是根据人体运动的生理消耗而配制的,针对特殊人群的饮料。运动中大量出汗会导致钾、钠等电解质大量丢失,从而造成身体乏力,甚至运动能力下降。运动饮料中主要含有电解质、维生素、氨基酸等成分,能补充人体所需的营养成分,抗疲劳,平衡新陈代谢。
知识迁移·培养能力
探究:(1)剧烈运动后只喝白开水好不好 原因是什么
提示:不好。运动中大量出汗会导致钾、钠等电解质大量丢失,白开水不能快速补充这些电解质等营养成分。
(2)运动时发生肌肉抽搐的原因是什么
提示:Ca2+含量过低。
课堂小结
完善概念图 关键语句
1.生物体的含水量与生物种类及生长发育期有关,一般是水生生物>陆生生物,幼年>老年。
2.水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在。
3.结合水是细胞结构的组成成分。
4.自由水的功能有①细胞内的良好溶剂,②化学反应的介质,③参与生物化学反应,④运输营养物质和代谢废物。
5.细胞内大多数无机盐以离子形式存在。
6.无机盐对维持细胞和生物体的生命活动及酸碱平衡非常重要。
随堂反馈
1.关于生物体内水和无机盐的叙述,错误的是(　 　)
A.体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水
B.某些无机盐是组成DNA、RNA和纤维素的必需成分
C.生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的渗透压
D.自由水与结合水的比值随生物个体代谢的强弱而变化
B
解析:自由水参与体内细胞营养物质和代谢废物的运输;某些无机盐是组成DNA、RNA必需成分,但纤维素的组成元素只有C、H、O;生物体内无机盐浓度的大小直接影响细胞的渗透压的大小,且无机盐浓度越大,则细胞渗透压越大;自由水与结合水的比值随生物个体代谢的强弱而变化,比值越大,细胞代谢越强,反之,越弱。
2.如表列举了与水和无机盐有关的内容,据表不能得出的结论是(　 　)
D
①Fe2+是构成血红素的成分
②植物处于干旱和寒冷环境时体内的结合水与自由水的比例相对增多
③在正常人的血浆中,NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中NaHCO3的含量减少时,会形成酸中毒;当血浆中的H2CO3含量减少时,则形成碱中毒
④刚刚收获的小麦种子需要曝晒
A.无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分
B.植物细胞中结合水的比例较高时植物的抗旱、抗寒能力较强
C.无机盐具有维持酸碱平衡以及生物体正常生命活动的作用
D.为更好地保存小麦种子,应对刚收获的小麦种子进行曝晒以除去种子中的所有水
解析:Fe2+是构成血红素的成分,这说明无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分;在干旱和寒冷环境中植物细胞中结合水的比例较高,这说明细胞中结合水的比例较高时有利于植物的抗旱、抗寒;NaHCO3和H2CO3含量异常时,人体会出现酸中毒或碱中毒,这说明无机盐具有维持酸碱平衡以及生物体正常生命活动的作用;为更好地保存小麦种子,应对刚收获的小麦种子进行曝晒以除去种子中的自由水。
3.盐生植物一般生长在干旱、含盐量高的土壤中,其通过液泡中溶有大量的Na+而促进细胞吸收水分,该现象说明液泡中Na+具有的作用是(　 　)
A.组成复杂化合物 B.调节细胞液浓度
C.为细胞提供能量 D.维持细胞正常pH
B
解析:盐生植物一般生长在干旱、含盐量高的土壤中,其通过液泡中溶有大量的Na+而促进细胞吸收水分,这说明液泡中的Na+能提高液泡的渗透压,促进细胞吸水,从而达到调节细胞液浓度的作用。
4.如图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化,据图分析下列叙述错误的是(　 )
A.随着种子的成熟,种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态
B.种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减少
C.种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少
D.种子成熟期间这两种物质的变化与种子萌发时相反
C
解析:由题图可知,小麦种子成熟过程中水分的相对含量逐渐降低,种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态;种子的鲜重在成熟过程中由于含水量降低的幅度大于干物质增加的幅度,因此种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减小;种子中水分减少的主要原因是生物体自身的调节,不是植物吸收水分减少;种子成熟期间干物质相对含量升高,水分的相对含量下降,种子萌发时干物质的相对含量降低,水分的相对含量上升。
5.细胞内各种化合物的含量和主要作用不同,在生物体中具有重要作用。请回答下列有关细胞中化合物的问题。
(1)农民将新收获的种子放在场院晾晒,是为了除去部分　　　　,然后再将其储存。这样做有两个目的,一是防止水分过多而霉变;二是可降低种子中糖类或脂肪的氧化分解作用,从而减少有机物的消耗。
解析:(1)农民将新收获的种子放在场院晾晒,是为了除去部分自由水,然后再将其储存。
答案:(1)自由水
(2)将种子燃烬后的灰色物质是　　　 　,其在细胞中的主要存在形式为　　 　　。主要功能有　 (写出两点即可)。
(3)当生物新陈代谢旺盛与生长迅速时,自由水与结合水的比值　　 　　,植物在过冬时自由水与结合水的比值　　 　　。(填“较高”或“较低”)
解析:(2)将种子燃烬后的灰色物质是无机盐,其在细胞中的主要存在形式为离子。主要功能有维持生命活动、维持酸碱平衡、维持水盐平衡、组成化合物等。(3)当生物新陈代谢旺盛与生长迅速时,自由水与结合水的比值较高,植物在过冬时自由水与结合水的比值较低。
答案:(2)无机盐　离子　维持生命活动、维持酸碱平衡、维持水盐平衡、组成化合物等
(3)较高　较低