1.1+细胞中的元素和无机化合物（第2课时）-2022-2023学年高一生物同步课堂（苏教版2019必修1）(共58张PPT)PPT)

(共58张PPT)
细胞中的元素和无机化合物（第2课时）
第一章 细胞的分子组成
大多以化合物的形式存在
作为生命活动基本单位的细胞是由元素组成的，组成生物体的化学元素在生物体内是以什么形式存在的？
①细胞内含量最多的化合物是________，含量最多的有机化合物是________。
②上面的数据是基于大量不同种类的细胞的统计结果，实际上，不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的。如，很多植物细胞由于细胞壁的存在而______的含量较多。
水
蛋白质
糖类
无机盐(1-1.5%)
蛋白质(7-10%)
组成细胞
的化合物
无机物
有机物
水(85-90%)
糖类
脂类(1-2%)
核酸
2
水和无机盐是细胞中的无机化合物
生命离不开水
水，是生命之源！一个人在极限状况下，可坚持20d以上不进食。
一个人不喝水，1d后就会丧失意识 ,生命濒临终点
地球表面约3/4的部分是水；
细胞内含量最多的化合物——水
水-生命之源
水的含量
水是活细胞中含量最多的化合物。
化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 核酸 糖类
含量百分比 70~90 1~1.5 7~10 1~2 1~1.5 1.不同生物体的含水量是否相同？水生和陆生生物相比，哪种生物含水量高？由此得出什么结论？
结论：水生生物的含水量>两栖动物高于陆生生物，
说明生物体的含水量与其生活环境密切相关
水母97%
藻类90%
鱼类
80—85%
蛙78%
高等植物60~80%
哺乳动物65%
水赋予细胞许多特性
2.同一生物体在不同的生长发育阶段的含水量是否相同 由此得出什么结论？
生物不同阶段的含水量 生物 人体幼儿时期 人体成年时期 人体老年时期
水含量% 77 52-65 51
结论：同一生物体在不同的生长阶段含水量不同。
同一生物在不同的生长发育时期含水量不同
（幼年＞成年＞老年，幼嫩部分＞老熟部分）。
生物体在不同的生长发育时期，含水量也不同。
1.含量：
水是所有细胞中含量最多的化合物
②生长发育阶段：
幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分。
3.同一生物体不同的组织器官，含水量是否相同？
代谢旺盛的组织或器官中含水量较多
牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液
10% 22% 76% 79% 83%
影响细胞含水量的因素
影响因素
生物种类
发育阶段
组织器官种类
水生生物
陆生生物
幼年
成年；
幼嫩部分
成熟部分
血液
骨骼
牙齿
>
>
>
>
>
血液是流动的，心脏是坚实的，
为什么两者含水量这么接近
血液与心脏的比较 形态 含水量（%）
血液 液态 83
心脏 坚韧的固态 79
（二）水在细胞中的存在形式和作用
1、自然界中水的存在形式
氢键使水分子具有许多的理化性质
2、水在细胞中的存在形式：
结合水：
自由水：
与细胞内其他物质相结合的水（4.5%），不容易流动，不容易蒸发。
以游离的形式存在，可以自由流动（95.5%），能自由流动，容易散失。
血液是流动的，心脏是坚实的，
为什么两者含水量这么接近
血液与心脏的比较 形态 含水量（%）
血液 液态 83
心脏 坚韧的固态 79
血液中的水主要以自由水的形式存在，
心脏中的水主要以结合水的形式存在。
3、水的生理功能
1. 细胞内良好的溶剂
2.运输营养物质和代谢废物
3.生化反应的介质，及参与生化反应
4.维持细胞形态
（1）自由水
组成细胞结构的重要成分
5.为细胞提供液体环境
（2）结合水
左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。
讨论
1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
成分 质量浓度/(g/L)
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
运动员饮料的化学成分表
①细胞内良好的溶剂； ②参与细胞内的生化反应； ③多细胞生物体生活的水环境； ④运送营养物质和代谢废物；⑥细胞结构的重要组成成分；⑦赋予各种组织、器官一定的形态、硬度和弹性；
知识拓展
结合水在细胞内与其他物质相结合，含量比较稳定，不易散失，一般吸附在大分子物质上，如淀粉、蛋白质、纤维素分子表面。自由水在细胞中的含量较多，变动幅度也较大，且易流通。通常说除去细胞中的水分主要是指去掉自由水，多采用晒干的方法。若要除去结合水，通常采用烘烤、燃烧的方法。若细胞失去结合水，则构成细胞的化合物及细胞的结构就会被破坏，可能导致细胞或生物体死亡。
将种子放在阳光下2天
重量
减轻
________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
将种子放在阳光下2天
重量
减轻
________大量散失
自由水
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
自由水
晒干的种子不用水浸泡
不能萌发
________少，代谢弱
自由水
将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热
管壁上有水珠
失去的主要是________
结合水
失去________的种子用水浸泡
结合水
不萌发
失去________的种子，
失去了生理活性
结合水
新鲜鸡蛋和变质鸡蛋中的水分别主要以什么状态存在？这说明两者之间的关系是怎样的？
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。
由此可见自由水与结合水可相互转换的
哪一个新陈代谢更旺盛？
哪一个自由水含量更多呢？
一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高。
为什么农民在保存种子的时候要把种子晒干，而常常在播种之前再把种子浸泡一下？
谁的结合水含量更多呢？
谁的抗逆性更强呢
热带雨林植物
沙漠植物
结合水含量越高，抗逆性相对越强。
练一练
请判断以下实例中的水，主要以什么形式存在：
A 切西瓜时，流出的西瓜汁水
B 新鲜小麦种子晒干时丢失的主要水分
C 晒干的小麦种子在被烘烤时丢失的水分
D 鸡蛋清里的水
E 浆糊中的水
以自由水的形式存在的有____________
以结合水的形式存在的有____________
A B E
C D
水的理化性质与分子结构的关系
1、水是一个极性分子，易与带正电荷或负电荷（或离子）相结合，因此是细胞内良好的溶剂。
2、水分子间氢键不稳定，能够使水在常温下保持液态。因此水具有流动性。
3、水分子间的氢键具有较高的比热容，对维持生命的稳定性极其重要。
结构决定功能！
1.干燥的种子与萌发的种子相比，自由水/结合水的比值（ ），新陈代谢速率（ ）高。
两者的相对含量（自由水/结合水）影响生物组织细胞的代谢速率。
抗逆性高
萌发的种子大
萌发的种子
没有水就没有生命
（3）自由水与结合水的关系
抗寒
抗旱
耐盐
自由水、结合水示意图
氢键
自由水可以自由流动，易蒸发散失；结合水失去流动性，不易蒸发散失。
生物大分子
结合水可以向自由水转化
广告一：健康体魄，来源于“碘碘”滴滴！
广告二：高钙片，一片顶两片！
广告三：补铁、补血，效果好！朴雪口服液！
上面的广告中提到了哪些无机盐？有何作用？
将动物的皮毛、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
是无机盐。
（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
约占1%
细胞中的无机盐与生命活动关系密切
左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。
讨论
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)
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
运动员饮料的化学成分表
玉米缺氮
玉米缺磷
玉米缺钾
探讨无机盐的作用
探讨无机盐的作用
思考：1.植物体缺Mg(镁)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(铁)会导致贫血？
光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，Mg是叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。
人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血，血红蛋白分子结构中不能缺少Fe，缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，而血红蛋白的减少会导致贫血。
探讨无机盐的作用
讨论：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。
说明P对植物的正常生长发育是必不可少的。因为P是许多重要化合物（如核酸 ATP）和生物膜的重要组成成分，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，会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。所以缺P的植株会由于糖类代谢障碍出现叶片颜色异常，长得矮小，结实率低。
4.摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？
盐的主要成分是NaCl，每人每天食盐摄入量以5g为宜。摄入过多盐时会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险，但也有些疾病患者要维持相当水平的盐摄入量。
探究：　无机盐的作用
无机盐在细胞中的含量(鲜重)仅为1%～1.5%，但却有着重要的作用，请结合下列材料分析无机盐的有关知识。
(1)材料一　一种叶绿素分子和血红素
分子局部结构简图如右：
由材料可以看出无机盐是___________
。
某些复杂化
合物的重要组成成分
(2)材料二　足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。
由材料说明无机盐对 有着重要的意义。
(3)材料三　生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸水涨破。
由材料说明无机盐能调节人体的 ，维持细胞的 。
维持生物体的正常生命活动
渗透压
正常形态
(4)材料四　人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。
上述材料说明，无机盐对于维持人体内环境 的相对稳定具有重要作用。
酸碱平衡
（1）细胞内复杂化合物的重要组成成分。
（2）维持正常生命活动。
哺乳动物的血液中Ca2+含量太低，会出现抽搐等症状；含量过高，会引起肌无力。
（3）维持细胞的渗透压平衡。
（4）维持细胞的酸碱平衡。
低渗溶液高渗溶液生理盐水
（三）无机盐的作用
常见无机盐的作用与缺乏症
种类 作用 缺乏时引起的症状
Fe 构成血红素的元素 缺铁性贫血症
Mg 构成叶绿素的元素 植物叶绿素合成受阻，影响光合作用
Zn 很多酶的组成成分 生长发育不良，生殖腺功能受影响
Ca 骨骼、牙齿的重要组成成分 骨骼畸形；抽搐等
I 甲状腺激素的重要组成成分 甲状腺肿大；呆小症
B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺B时，“花而不实”
Na 维持神经、肌肉细胞的兴奋性等 神经、肌肉细胞的兴奋性降低，肌肉酸痛、无力
课堂小结
一、构成细胞的元素
（一）水
1、水的含量及水在细胞中的存在形式和作用
　二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
1、无机盐的含量及存在形式
（二）无机盐
2、作用
2、自由水与结合水的相互转化
（一）统一性和差异性
（二）大量元素和微量元素
1.下列关于无机盐的叙述，错误的是
A.缺铁性贫血是由于体内缺乏铁，不能合成血红素引起的
B.镁是构成叶绿素的成分之一，缺镁会影响光合作用的进行
C.患急性肠胃炎的病人脱水时只需要补充体内丢失的水分
D.碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
C
解析　患急性肠胃炎的病人脱水时，不仅需要补充水分，还需要补充体内丢失的无机盐，C错误。
2.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
3.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
4.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
5.在正常人的一生中，细胞内自由水与结合水的比值P随年龄变化的曲线是( )
解析 在正常人的一生中，随年龄变化大部分细胞的代谢相对减弱，细胞内自由水与结合水的比值逐渐减小。
D
6.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
7.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
8.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%的氯化钠溶液的浓度，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。
THANKS