生物人教版（2019）必修1 2.2细胞中的无机物 （共52张ppt）

(共52张PPT)
2.2 细胞中的无机物
第二章 组成细胞的分子
学习目标：
1.简述水在细胞中的存在形式和作用。
2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
组成细胞的各种元素大多以 的形式存在。
组成细胞的化合物
水
无机化合物
有机化合物
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
前情回顾
化合物
喝运动饮料主要给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
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？
问题探讨
为什么科学家会作出这样的推测呢？
据探测，火星上有固态水，也有流动水的痕迹，土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科学家据此推测，火星上曾经或者现在存在生命。
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
结论1: 细胞中含量最多的化合物是水。
1. 细胞中水含量的特点
讨论1:
一、 细胞中的水
水生生物>陆生生物
水母97%
藻类90%
鱼类80-85%
蛙78%
高等植物60-80%
哺乳动物65%
结论2: 生物种类不同，含水量不同。
讨论2:
不同生物体的含水量是否相同？
牙齿10%
骨髓22%
骨骼肌76%
血液83%
心脏79%
结论3: 不同
讨论3:
①同一生物体不同的组织、器官的含水量是否相同？
②心脏和血液含水量相近，但是形态差异很大，原因？
阅读20—21页，思考讨论以下问题：
1、水在生物体内有哪几种存在形式？
2、水的主要功能有哪些？
3、结合水和自由水的含量变化和细胞代谢有何关系？
1.存在形式及含量
自由水
结合水
游离的形式存在，自由流动的水
存在形式：
概念：
含量：
与细胞内的其他物质相结合
约95.5％
约4.5％
骨骼
1. 切西瓜时流出的瓜汁水；
2. 新鲜小麦种子晒干时丢失的水；
3. 小麦烘烤时丢失的水；
4. 鸡蛋清里的水；
判断：以下实例中水主要以什么形式存在？
自由水
自由水
结合水
结合水
自由水特点：
流动性强，易蒸发；
加压可析离，可以参
与物质代谢过程
结合水特点：
流动性弱，不易蒸发；
加压不可析离，不可以直接参
与物质代谢过程
结构
功能
决定
2. 水分子结构和理化特性
负电荷
正电荷
(1)水是极性分子(结构1)
带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合
水是良好的溶剂(理化特性1)
(2)分子间能形成氢键(结构2)
氢键易被破坏，也易形成，这样水中的氢键不断地断开，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体的状态。
水具有流动性(理化特性2)
由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就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。
水具有较高的比热容(理化特性3)
说明自由水有什么功能？
植物光合作用需要水的参与吗？
②参加许多生物化学反应
血液中自由水较多，根据血液功能判断自由水的功能？
血液是由血细胞和血浆组成，离开血浆的血细胞很快就会死亡。说明自由水可以为细胞提供液体环境？
③运输营养物质和代谢废物
④为细胞提供液体环境
(2)结合水：
(1)自由水：
①细胞内的良好溶剂
②参加许多生物化学反应
③运输营养物质和代谢废物
④为细胞提供液体环境
细胞结构的重要组成部分。
小麦种子储存前要晒干，为什么？
晒干的小麦种子无法萌发，而浸泡后才能萌发？
4. 自由水与结合水的关系
结合水
自由水
a.自由水与结合水可以相互转换
温度升高
温度降低
→细胞代谢增强，抗逆性减弱
如:萌发的种子、癌细胞等
→细胞代谢减弱，抗逆性增强
如: 晒干的种子，自由水减少，利于储存；
冬小麦在冬季来临时，结合水增多，自由水减少增强抗冻能力。
b.两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织的细胞代谢速率。
自由水
结合水
上升
下降
4. 自由水与结合水的关系
自由水含量与代谢速率和抗逆性的关系
点燃一粒小麦种子，待它燃烧时可见到一些灰白色的灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的无机盐。其他生物体的细胞中也含有无机盐。
1.存在形式:
大多数以离子形式存在
二、细胞中的无机盐
2.含量:
很少
3.作用
①构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
仅占细胞鲜重的1％ ~ 1.5％
②维持细胞和生物体正常的生命活动
玉米缺P
血液中含Ca2+太低-抽筋
人体缺Na+引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引起肌肉酸痛、无力等。
在正常情况下,人体细胞所处液体环境的浓度为0.9%(等渗溶液), 为患者输入0.9%的氯化钠溶液有利于维持机体的渗透压平衡。
③维持细胞和生物体的渗透压平衡
④维持细胞和生物体的酸碱平衡
人体剧烈运动会产生乳酸导致肌肉酸痛，为什么体液的PH没有明显降低？
2022-08-30
构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
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）
总结：无机盐的作用：
与生活的联系
患急性肠炎的病人（腹泻）脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法。
大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水。
（1）对照组：植物＋完全培养液―→正常生长
（2）实验组：
—证明某种无机盐是否是植物必需的方法—
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)。
—证明某种无机盐是否是植物必需的方法—
—证明某种无机盐是否是植物必需的方法—
______________________植物分两组
甲组： _______________
乙组：完全培养液
出现缺乏症
植物正常生长
植物正常生长
生长状况相同的正常同种
缺M的完全培养液
M为植物生长的非必需元素
加入M元素再培养
缺乏症消失
M为植物生长的必需元素
细胞中的无机物
细胞中的水
细胞中的无机盐
少
离子
自由水
结合水
细胞代谢
细胞结构
参与
构成
构成化合物的成分
生命活动必不可少
生理功能
存在形式
含量
氢键
良好溶剂
运输
参与反应
水为基础液体环境
生理功能
极性分子
形成
是
高比热容
具有
生物体内的水
分为
总结
~~~~~~~~~~练习与应用~~~~~~~~~~~~（答案）
一、1. × × ×
二、
1.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。
2.水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的。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元素，所以科学家才会作出这样的推测。
课堂练习
1．生物离不开水，这是因为水的许多特性符合生物生存的需要。下列不属于水分子特殊性质的是（ ）
A．水分子具有极性
B．以离子形式存在
C．水分子之间可形成氢键
D．水具有较高的比热容
【答案】B
【解析】水是极性分子，A正确；水以分子形式存在，B错误；水分子之间可形成氢键，C正确；水具有较高的比热容，D正确。
课堂练习
2．细胞中自由水的功能很多，与新陈代谢密切相关，下列有关细胞内水的生理作用与自由水关系最小的是（ ）
A．是细胞内良好溶剂，许多大小分子都溶解于其中
B．与细胞内的特定性物质结合，构成细胞的某些结构
C．参与细胞内的代谢废物运输
D．参与细胞内的某些生化反应，并用作原材料
【答案】B
【解析】自由水是细胞内良好溶剂，许多大小分子都溶解在其中，A不符合题意；结合水与细胞内的特定性物质结合，构成细胞的某些结构，B符合题意；自由水参与体内营养物质和代谢废物的运输，C不符合题意；生物体内的许多生化反应都需要自由水的参与，如光合作用和呼吸作用都需要水的参与，D不符合题意。
课堂练习
3．下图表示对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析下列有关说法正确的是（ ）
A．①和②均能够萌发形成幼苗
B．③在生物体内主要以化合物的形式存在
C．点燃后产生的CO2中的碳原子全部来自种子中的糖类
D．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中的存在形式和含量不同
【答案】D
【解析】②为种子烘干的过程，结合水被破坏，故②不能够能萌发形成幼苗，A错误；③为无机盐，在生物体内主要以离子形式存在，B错误；点燃后产生CO2中的C只来自于种子的糖类、脂质、蛋白质等有机物，C错误；据分析可知，④为自由水，⑤为结合水，故④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同，D正确。
课堂练习
4．水和无机盐是细胞的重要组成成分。下列说法正确的是（ ）
A．农民将新收获的种子放在院子中晒，是为了去除部分结合水，再将其储存
B．如果将晒过的种子再用火烘烤，失去的是自由水
C．将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐
D．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
【答案】D
【解析】新鲜种子放在太阳下晒走的是自由水，A错误；晒过的种子用火烘烤失去的是结合水，B错误；作物秸秆充分晒干后，体内剩余的物质主要是蛋白质，燃烧后剩余的物质主要是无机盐，C错误；质量分数为0.9%的氯化钠溶液是生理盐水，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，D正确。
课堂练习
5．《氾胜之书》中提到收获的粮食要“曝使极燥”，降低粮食的含水量后才人仓储存。下列说法错误的是（ ）
A．“曝使极燥”后，细胞丧失了全部水分，新陈代谢完全停止
B．植物生长的不同时期，细胞内自由水与结合水的比值可能不同
C．粮食晾晒过程中含水量大幅度降低，可降低储存时有机物的损耗
D．若用高温烘焙的方式处理使粮食干燥，这些粮食以后可能萌发率较低，不易做种
【答案】A
【解析】"曝使极燥"通过晾晒，种子丢失自由水，而仍保留少量的结合水，代谢减慢，并未停止，A错误；生长旺盛的时候，自由水与结合水的比值较高，反之，自由水与结合水的比值比较低，植物生长的不同时期，其代谢速率不同，因此细胞内自由水与结合水的比值可能不同，B正确；水是呼吸作用的底物，含水量降低，呼吸作用减弱，有机物消耗降低，因此粮食晾晒过程中含水量大幅度降低，可降低储存时有机物的损耗，C正确;高温烘焙会使种子丢失自由水和结合水，导致细胞死亡，这些粮食以后可能萌发率较低，不易做种，D正确。
课堂练习
6．2021年“世界水日”的主题为“Valuing Water”（珍惜水、爱护水）。下列有关生物体内水的叙述，错误的是（ ）
A．细胞中的自由水可在细胞中流动，是良好的溶剂
B．水在病变细胞中以结合水和自由水的形式存在
C．沙漠植物细胞内结合水的含量高于自由水
D．越冬植物体内自由水与结合水的比值减小
【答案】C
【解析】细胞中的自由水可在细胞中流动，是良好的溶剂，A正确；水在各种细胞中以结合水和自由水的形式存在，B正确；沙漠植物细胞内仍然是自由水的含量高于结合水，C错误；冬植物体内自由水与结合水的比值减小，有利于植物抗寒，D正确。
课堂练习
7．随着新生儿疾病筛查工作的广泛开展，越来越多的苯丙酮尿症患者被早期确诊，并可及时对其进行低苯丙氨酸饮食治疗，严格限制高蛋白食物摄入。对患者在治疗过程中体内主要矿物元素的含量进行检测，结果报告如下，下列分析正确的是（ ）
组别 人数 锌(μmol/L) 铁(mmol/L) 钙(mmol/L) 镁(mmoI/L) 铜(μmo/L)
患者组 42 70.58±1.53 7.38±1.20 1.68±0.17 1.65±0.17 21.77±3.97
对照组 42 78.61±0.90 7.75±0.95 1.72±0.17 1.48±0.20 20.04±5.29
A．这是对5种微量元素的检测
B．铁是构成血红素的元素，缺铁会导致红细胞扭曲成镰刀状
C．患者组锌含量显著低于对照组，可能是饮食治疗导致锌摄人不足导致
D．外界环境变化和体内细胞代谢活动的进行，不会导致检测结果发生变化
课堂练习
7．【答案】C
【解析】钙、镁不是微量元素，是大量元素，A错误；铁是合成血红素的主要元素，所以缺铁会导致贫血，而导致红细胞扭曲成镰刀状的原因是基因发生突变，蛋白质结构发生改变引起的，B错误；对患者进行低苯丙氨酸饮食治疗，严格限制高蛋白食物摄入，由表中数据可知，患者组锌含量显著低于对照组，可能是饮食治疗导致锌摄人不足导致，C正确；外界环境变化和体内细胞代谢活动的进行，会影响细胞对矿物元素的吸收，所以可能会导致检测结果发生变化，D错误。
课堂练习
8．适时适量的灌溉和追施肥料是农作物高产、稳产的保障。下列关于水和无机盐的叙述错误的是（ ）
A．叶肉细胞中如果缺少Mg2+，一定会影响农作物的正常生长
B．种子入仓前通过充分晾晒丢失全部自由水，以减少有机物消耗
C．参与生命活动的无机盐常需要溶解在水中才能发挥应有功能
D．根系吸收水和无机盐是两个既独立又有联系的过程
【答案】B
【解析】叶肉细胞中如果缺少Mg2+，会影响叶绿素的合成，使光合作用受到影响，从而影响农作物的正常生长，A正确；种子入仓前充分晾晒丢失大部分自由水，没有全部丢失，B错误；参与生命活动的无机盐常需要溶解在水中才能发挥应有功能，如体液中的无机盐参与渗透压的形成，C正确；无机盐溶于中才能被植物吸收，同时植物根系在吸收水的方式为自由扩散，而吸收无机盐的方式为主动运输，因此根系吸收水和无机盐是两个既独立又有联系的过程，D正确。
课堂练习
9．镁元素是植物生长发育的重要元素，缺镁的植物叶片发黄，严重影响农作物光合作用的进行。
（1）根据元素在细胞中的含量进行划分，镁元素属于_____元素。
（2）镁元素是___________的组成元素，所以农作物缺镁会影响光合作用。用放射性同位素28Mg对农作物进行示踪实验，发现镁元素可通过韧皮部由老叶运输到新叶。据此推测，植物缺镁时，症状首先在_______（填“老叶”或“新叶”）中表现。
（3）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，请联系水的作用，回答此时浇水的原因：_____________________。
（4）缺氮元素也可引起叶片发黄，氮元素可参与玉米体内_____________（答出两种物质）等化合物的合成，从而影响光合作用的进行。
课堂练习
9．【答案】（1）大量
（2）叶绿素 老叶
（3）肥料中的矿质元素需要溶解在水中才能被植物根系吸收
（4）蛋白质、ATP、叶绿素等
1. 为什么晒干的种子可以萌发，而烘干后的种子却无法萌发？
2. 以下三种做法的主要原因依次是（ 　）
在患急性肠炎时，要及时注射0.9%的生理盐水。
不慎受外伤时，要用0.9%的盐水清洗伤口。
在高温作业时，要喝淡盐水。
① 消毒 ② 维持水分的代谢平衡 ③ 维持无机盐的代谢平衡 ④ 降温 ⑤ 细胞的的等渗溶液并有清洁作用
① ② ④ B. ③ ② ⑤
C. ② ⑤ ③ D. ② ③ ④
C
3.一头牛突然得病，并全身抽搐，兽医除必须对症下药外，还需注射一定量的 （　）
　Ａ.生理盐水 Ｂ.葡萄糖液
　Ｃ.葡萄糖酸钙 Ｄ.淀粉和蔗糖
Ｃ
4.下列叙述中最符合自由水生理功能的是 （　）
　Ａ.作为溶剂，只能使无机盐成为离子状态
　Ｂ.与细胞内的其它物质结合
　Ｃ.溶解、运输营养物质和代谢废物
　Ｄ.细胞结构的重要组成成分
Ｃ
当堂考查
1、下列关于植物体内水分的叙述，错误的是（ ）
A．植物体内的水分参与营养物质的运输
B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一
C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物
D．同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同
D
当堂考查
2．下图表示对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析下列有关说法正确的是（ ）
A．①和②均能够萌发形成幼苗
B．③在生物体内主要以化合物的形式存在
C．点燃后产生的CO2中的碳原子全部来自种子中的糖类
D．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中的存在形式和含量不同
D
3、下列关于细胞中水分子的叙述错误的是(　　)
A．只能以游离形式存在
B．是细胞鲜重中含量最多的成分
C．是细胞代谢活动的介质
D．是细胞中多种物质的溶剂
A
当堂考查
4、水是生命之源，下列关于生物体内水的叙述中错误的是（ ）
A．参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水
B．越冬的植物细胞内结合水/自由水的比例上升
C．水既是细胞代谢所需的原料，也是细胞代谢的产物
D．失去自由水的种子不具有萌发的能力
D
当堂考查
5、下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是（ ）
A．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应
B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中
C．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成
D．无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用
D
当堂考查
6．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
7．下列关于生物体内水分和无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．干种子内结合水的相对含量较低，不能进行旺盛的生命活动
B．旱生植物比水生植物具有较强的抗旱能力，其原因之一是结合水的相对含量较高
C．镁离子是叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶片发黄
D．生理盐水能维持人体渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破
A
当堂考查
8．下列有关生物体内水和无机盐的叙述错误的是（ ）
A．萌发种子中结合水/自由水的比例增加，细胞代谢变得活跃
B．水既是细胞内良好的溶剂，又是生物体内物质运输的主要介质
C．无机盐离子对维持血浆的渗透压和酸碱平衡等有重要作用
D．镁是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏镁时会导致叶片发黄
A
当堂考查
9．下列说法正确的是（ ）
A．晒干的种子细胞内不含水分，导致细胞代谢停止，有利于种子长时间储存
B．细胞中的无机盐多以化合物的形式存在，如 CaCO3构成牙齿、骨骼
C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物
D．植物缺乏 S，将导致叶绿素不能合成，叶片颜色变黄
C
当堂考查
课堂检测
1. 下图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化示意图，据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A. 随着种子的成熟，种子的新陈代谢逐渐增强
B. 随着种子的成熟，种子细胞中
有机物的量/水含量的值增大
C. 随着种子的成熟，种子的鲜重逐渐增加
D. 随着种子的成熟，种子细胞中结合水/自由水的值逐渐减小
B
2. 在患急性肠炎时，要及时注射生理盐水；不慎受伤后，要用0.9%的盐水清洁伤口；在高温作业时，要喝淡盐水。以上三种做法的主要原因依次是(　　)
①消毒　②维持体内水盐平衡　③是细胞中化合物的组成成分　
④降温　⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用
①②④　 B. ③⑤② C. ②⑤②　 D. ②③④
3. 下列有关细胞中水的叙述，错误的是(　　)
A. 细胞内参与物质运输的水是自由水
B. 越冬的动物体内结合水的比例相对较高
C. 同一个体的不同器官的含水量相同
D. 植物蒸腾作用中失去的水主要是自由水
C
C