高中生物学人教版（2019）必修1第二章2.2细胞中的无机物课件（共39张ppt）

(共39张PPT)
第2节 细胞中的无机物
1.地表3/4是水，最早的生命起源于海洋；
2.干燥的种子必须吸足水才能萌发；
3.人的胚胎也要浸润在羊水中才能发育；
4.仙人掌身处如此干旱的环境，它那肥硕的变态茎中仍贮存着大量的水分。
资料：现代医学研究表明,人在饥饿状态下的生命极限最多20天，而缺水只能活3天。
生命离不开水
1、含量：一般60%～95%
一、细胞中的水
水母97% 藻类90% 鱼类80—85%
蛙78% 高等植物60—80% 哺乳动物65%
资料1：
1、含量：一般60%～95%
一、细胞中的水
（1）不同的生物种类，含水量不同。
eg 水生生物 > 陆生生物
婴儿 幼儿 成人 老人
91% 72% 60% 50%
资料2：
1、含量：一般60%～95%
一、细胞中的水
（1）不同的生物种类，含水量不同。
eg 水生生物 > 陆生生物
（2）同种生物，不同生长发育期，含水量不同。
eg 幼年期 > 成熟期；幼嫩部位 ＞ 成熟部位
人体中几种不同器官或组织中水的含量 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心肌 血液
所占比例% 10 22 76 79 83
资料3：
心脏和血液的含水量很接近，为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？
？
1、含量：一般60%～95%
一、细胞中的水
（1）不同的生物种类，含水量不同。
eg 水生生物 > 陆生生物
（2）同种生物，不同生长发育期，含水量不同。
eg 幼年期 > 成熟期；幼嫩部位 ＞ 成熟部位
（3）同种生物不同的组织器官，含水量不同。
eg 心肌 79% 血液 83%
（1）自由水：细胞内绝大多数的水呈游离状态，可以自由流动的水，约占95.5%
（2）结合水：细胞内与其他物质(蛋白质、多糖)相结合的水，约占4.5%——
2、细胞中水的存在形式
A、切西瓜时流出的西瓜汁
B、新鲜小麦晒干时丢失的水
C、蛋清中的水
D、晒干小麦烘烤时丢失的水
自由水
自由水
结合水
结合水
eg
结合水失去了流动性和溶解性。
（1）结合水的作用：
是细胞结构的重要组成部分
3、细胞中水的作用
二、水在细胞中的存在形式及作用
2、自由水（95.5%）
绝大多数的水呈游离状态，可以自由流动，叫做自由水。
自由水
的作用
a.细胞内良好的溶剂。
2、自由水（95.5%）
绝大多数的水呈游离状态，可以自由流动，叫做自由水。
自由水
的作用
a.细胞内良好的溶剂。
b.细胞内的生化反应需要水的参与。
水解反应、细胞呼吸、光合作用等
二、水在细胞中的存在形式及作用
2、自由水（95.5%）
绝大多数的水呈游离状态，可以自由流动，叫做自由水。
自由水
的作用
a.细胞内良好的溶剂。
b.细胞内的生化反应需要水的参与。
c.为细胞提供液体环境。
二、水在细胞中的存在形式及作用
2、自由水（95.5%）
绝大多数的水呈游离状态，可以自由流动，叫做自由水。
自由水
的作用
a.细胞内良好的溶剂。
b.细胞内的生化反应需要水的参与。
c.为细胞提供液体环境。
d.运输营养物和代谢废物
二、水在细胞中的存在形式及作用
2、自由水（95.5%）
绝大多数的水呈游离状态，可以自由流动，叫做自由水。
自由水
的作用
a.细胞内良好的溶剂。
b.细胞内的生化反应需要水的参与。
c.为细胞提供液体环境。
d.运输营养物和代谢废物
增强
细胞
代谢
二、水在细胞中的存在形式及作用
（1）为什么说水是良好的溶剂？
（2）为什么水具有流动性？
（3）为什么水对维持生命系统的稳定性十分重要？
（水是极性分子）
（常温下，水分子之间的氢键不稳定）
由于氢键的存在，水具有较高的比热容，水的温度相对不容易改变，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
水分子结构决定其特性
人体心脏与血液的含水量相差不大，为什么二者形态不同
自由水与结合水的比例影响组织、器官的形态。心脏和血液含水量相差不大,但心脏结合水含量较高,血液中自由水含量较高,因此二者形态不同。
思考讨论
血液83%，心肌79%
（1）自由水 结合水
代谢缓慢（抗逆性强）
代谢旺盛（抗逆性弱）
（2）实例：种子发芽时，部分_________转化成_________。
结合水
自由水
4、自由水与结合水的关系
（降低温度）
（升高温度）
a.自由水与结合水可以相互转换
越大
细胞代谢越旺盛，抗逆性越弱
细胞代谢越缓慢，抗逆性越强
自由水
———
结合水
越小
5、自由水与结合水的比值
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
0
自由水
结合水
代谢强度
抗逆性
的比例
自由水和结合水的应用
下列有关水的叙述中，错误的是（ ）
①自由水参与运输营养物质和代谢废物
②生物体内的化学反应离不开水
③水是组成细胞的成分之一
④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细胞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完全相同
A．①④⑤ B．①②④ C．⑤⑥ D．③⑥
练一练
C
当生物体新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内（ ）
A．结合水／自由水的比值与此无关
B．结合水／自由水的比值会升高
C．结合水／自由水的比值会降低
D．结合水／自由水的比值会不变
练一练
C
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。
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
问题探讨
无机盐
（1）绝大多数无机盐以离子形式存在；
阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
少数以化合物形式存在，如牙齿的主要成分为CaCO3
（2)含量：很少，仅占细胞鲜重1％－1.5％
；
二、细胞中的无机盐
1、存在形式及含量
（1）组成细胞中的化合物；
eg Fe→血红蛋白，Mg→叶绿素，I→甲状腺激素
2、无机盐的作用
（2）维持细胞和生物体正常生命活动；
Na+、Ca2+：与神经细胞的兴奋性、肌肉细胞兴奋及肌肉细胞的收缩有关。
缺钠：神经、肌肉细胞兴奋性降低,导致肌肉酸痛、无力。
缺钙：抽搐，钙过多：肌无力。
2、无机盐的作用
（3） 维持生物体内的酸碱平衡
剧烈运动时：H+
H2O+CO2肺排出
蔬果中的碱：OH-
+ H2CO3
+ NaHCO3
过多HCO3-
由肾脏排出
Na+ + H2CO3
H2O + HCO3-
常见缓冲对:H2CO3/HCO3-、HPO42-/H2PO4-
2、无机盐的作用
（4）维持细胞的渗透压
生理盐水：0.9%NaCI溶液
2、无机盐的作用
生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液,人体的红细胞在生理盐水中保持原有的形态,如果放到清水里,细胞吸水涨破。
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—
三、 细胞中的无机盐（技能训练）
—证明某种无机盐是否是植物必需的方法—
（以Fe元素为例）
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
三、 细胞中的无机盐（技能训练）
实验设计的基本原则
1.单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。
2.对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同)，以便消除无关变量对实验结果的干扰，增强实验结果的可信度。
实验设计的基本原则
3.平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。
4.科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。
元素 生理作用 缺乏引起的疾病或症状举例 过量引起的疾病或症状举例
Fe 血红素、含铁酶类的成分等 缺铁性贫血等 铁中毒等
Ca 促进牙齿和骨骼生长，凝血作用，调节神经、肌肉的敏感性等 骨质疏松、骨骼畸形、肌肉抽搐等 结石、肌无力等
P 组成细胞膜细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分，构成骨骼、 牙齿的重要元素等 骨骼发育不良等 骨质疏松等
三、 细胞中的无机盐
元素 生理作用 缺乏引起的疾病或症状举例 过量引起的疾病或症状举例
Na 体液的主要组成成分，调节体液渗透压等 肌肉无力、酸痛 血压升高等
I 甲状腺激素的组成成分等 甲状腺肿大，呆小症等 甲亢
Mg 构成叶绿素的元素等 惊厥、叶绿素合成受阻，影响植物光合作用等 麻木症、胃肠痉挛
Zn 某些酶的组成成分，有些酶的活性与Zn有关 生长缓慢，食欲减退，免疫功能下降等 减抵抗力下降，代谢紊乱 ，贫血等
B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺硼时“花而不实” 叶缘出现黄色斑驳
三、 细胞中的无机盐
无机盐在生物体内起重要作用．下列关于无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．缺钙易导致人体肌肉抽搐
B．缺锌易造成人体生长发育不良
C．碘吸收过少影响甲状腺素的合成
D．铁是叶绿素分子必要的合成元素
D
下列关于无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．缺铁性贫血是因为人体内缺乏铁，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，所以常在食盐中添加碘
C
已知Mn2+是许多酶的活化剂，例如能激活硝酸还原
酶，缺Mn2+的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐
离子（ ）
A.对维持生物体生命活动有重要作用
B.对维持细胞形态有重要作用
C.对维持酸碱平衡有重要作用
D.对调节细胞内外的渗透压有重要作用
A