2.2 细胞中的无机物 课件 2022——2023学年高一上学期生物人教版必修1(共31张PPT)

(共31张PPT)
之于生命来说是否重要？为什么？
之于细胞来说是否重要？为什么？
如一个人在极限状况下，可以坚持20 d以上不进食，但是缺水不能超过1 d；地球表面约3/4的部分是水；细胞内含量最多的化合物是水；许多国家的科学家都在为寻找火星上的水而努力工作，既有成效又有争议。这些事实说明水对于生命的重要性。
究竟水在细胞和生物体中具有什么样的功能呢？
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
运动员饮料的化学成分表
问题探讨
右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分。水在细胞中起什么作用？
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？
1.提示：水在细胞中的重要作用：水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与，多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。
2.提示：无机盐在细胞中的重要作用：细胞中许多有机物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等。
1.教学重点
水和无机盐在细胞中的作用。
2.教学难点
（1）结合水的概念。
（2）无机盐的作用。
第2节 细胞中的无机物
本节聚焦
水在细胞中以什么形式存在？具有哪些重要作用？
为什么细胞中的无机盐含量很少，作用却很重要？
第2节 细胞中的无机物
一、细胞中的水
二、细胞中的无机盐
第2节 细胞中的无机物
金属单质
非金属单质
盐
盐
碱
碱性氧化物
酸性氧化物
酸
O2
H2O
酸或酸性氧化物
酸或酸性氧化物
H2O
O2
C6H12O6
+ 6H2O
+ 6O2
酶
6CO2 +
12H2O +
大量能量
CO2+H2O （CH2O）+O2
光能
叶绿体
(色素、酶）
生物体内进行的一系列化学反应，几乎所有的化学反应都离不开水。
一、细胞中的水
这说明水作为溶剂的作用以及溶剂对于生命活动中的化学反应的重要性。
思考
若擦去舌尖的唾液，再舔糖果，会不会觉得甜？
用舌头接触一块不能溶解于水的玻璃，会不会觉甜？
我们会感受不到什么味觉，味觉的产生必须是在舌尖有唾液浸润的情况下才能感知。
一、细胞中的水
在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多，平均占细胞鲜重的70%～90%。但不同的生物体，水的含量差别很大，如谷物干种子中水的含量为13%～15%，而水母体内的含水量竟高达97%。
在同一种生物的不同部位其含水量也有差异，一般在发育旺盛的组织细胞中含水量较大，在生命活动较弱的组织细胞中含水量则较少。可以说，没有水就不会有生命。
一、细胞中的水
1.细胞内水的种类及定义
（1）自由水
（2）结合水
细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可
以自由流动。约占细胞内全部水分的95.5%。
特点：流动性强、易蒸发、加压可分离，可参与物质代谢。
与细胞内的其他物质相结合的水。约占细胞内全部水分的4.5%。
特点不流动、不蒸发、不能分离。
一、细胞中的水
资料一：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
水含量% 97 80-85 78 65 90 60-80
不同生物含水量不同，水生生物高于陆生生物。
2.影响细胞中水含量的因素
资料二：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
同种生物，在不同的组织、器官中，水的含量也不相同。
资料三：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
同种生物，不同的生长发育时期含水量不同：幼年>老年
一、细胞中的水
（1）生物种类：
水生生物含水量＞陆生生物含水量。
2.影响细胞中水含量的因素
（2）生长发育阶段：
幼儿＞成年；幼嫩部分＞成熟部分。
（3）组织器官种类与代谢程度：
如牙齿＜骨骼＜血液。
一、细胞中的水
3.自由水、结合水的关系及功能
结
合
水
自
由
水
组成细胞物质
良好溶剂
液体环境
参加反应
物质运输
升温
降温
功
能
代谢加快抗性减弱
代谢降低 抗性增强
一、细胞中的水
为什么？P20-21
水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？它又为什么具有支持生命的独特性质呢？
氢键
比热容
极性分子
分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀的，不对称的，
物体吸热或散热的能力。比热容越大，物体的吸热或散热能力越强。
一、细胞中的水
每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起。氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。同时，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发生改变，水的这种特性，对维持生命系统的稳定性十分重要。
一、细胞中的水
问题探讨
讨论
1.喝饮料主要是给身体补充水分。水在细胞中起什么作用？
提示：水在细胞中的重要作用：水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与，多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。
细胞中的水
结合水
自由水
大约占
4.5%
细胞结
构的重
要组分
运输
营养
物质
和代
谢废
物
为细
胞提
供液
体环
境
细胞
内的
良好
溶剂
参与
细胞
内生
化反
应
存在形式
含量
功能
大约占95.5%
功能
含量
代谢加快、抗性减弱
代谢降低、抗性增强
一、细胞中的水
二、细胞中的无机盐
当你点燃一粒小麦种子，待它烧尽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。人和动物体内也含有无机盐。
二、细胞中的无机盐
1.含量
占细胞鲜重的1%—1.5%
2.存在形式
主要以离子(化合物)形式存在
阳离子：Na+、K+、Ca+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等
阴离子：Cl－、SO4－、PO43－、HCO3－等
与水不同，无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重1%-1.5%。它们在细胞中有什么作用？
资料1 观察一种叶绿色分子和血红蛋白分子局部结构简图。
讨论：
2.有一种喷血正叫缺铁性贫血症，为什么缺铁会导致贫血？
1.植物体缺镁会影响光合作用，为什么？
思考 讨论（p21-22）
二、细胞中的无机盐
资料2 植物在缺乏N、P、K等营养物质时会出现各种症状，因此生成过程中给常要给植物施肥。玉米在生长过程中缺乏p，植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。
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。
思考 讨论
二、细胞中的无机盐
1.植物体缺镁会影响光合作用，为什么？
提示：光合作用不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是镁。镁是叶绿素的组成元素之一，因此，镁对于光合作用有着重要的意义。缺镁时叶绿素的形成受阻，从而影响光合作用。此外，镁还是许多酶的活化剂，镁还能促进脂肪的合成。因此，镁是重要的生命元素。
二、细胞中的无机盐
思考 讨论
2.有一种喷血正叫缺铁性贫血症，为什么缺铁会导致贫血？
提示：人类贫血症中有缺少红细胞和缺少血红蛋白两种类型，它们都是可导致贫血，而血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是铁，所有缺铁会导致血红蛋白的合成障碍，引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。正常人体内含有铁量约为3-5g，它是制造血红蛋白的主要原料之一。当缺铁时，血红蛋白就不能合成，从而发生缺铁性贫血。
二、细胞中的无机盐
思考 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。
提示：植物的生长发育，不能缺p，
原因:p是细胞膜、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。
p在活植物体内参与光合作用、呼吸作用、能量储存和传递、细胞分裂、细胞增大和其它一些过程。 p能促进早期根系的形成和生长。
二、细胞中的无机盐
思考 讨论
（1）复杂化合物的组成成分
无机盐 参与形成的化合物
N (NO) 蛋白质、ATP(ADP)、叶绿素、核酸(DNA或RNA)、酶等
P(PO) ATP(ADP)、磷脂、核酸(DNA或RNA)
Mg2＋ 叶绿素组成成分
S (SO) 某些蛋白质的特征元素
Fe2＋ 动物血红蛋白
I－ 甲状腺激素
3.功能
二、细胞中的无机盐
例如，哺乳动物血液中Ca2＋含量过低就会出现肌肉抽搐。
（2）维持正常的生命活动。
3.功能
二、细胞中的无机盐
（3）维持生物体内的平衡
渗透压平衡：Na＋、Cl－对细胞外液渗透压起重要作
用，K＋则对细胞内液渗透压起决定作用。
酸碱平衡(即pH平衡)：pH调节着细胞的一切生命活
动，它的改变影响着原生质组成物的所有特性以及在细
胞内发生的一切反应，如人血浆中的。
离子平衡：动物细胞内外Na＋/K＋/Ca2＋的比例是
相对稳定的。细胞膜外Na＋高、K＋低，细胞膜内K＋高、
Na＋低。K＋、Na＋这两种离子在细胞膜内外分布的浓度
差，是使细胞可以保持反应性能的重要条件。
3.功能
二、细胞中的无机盐
3.功能
（2）维持细胞和生物体的生命活动
（3）维持细胞的酸碱平衡
（1）构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
二、细胞中的无机盐
问题探讨
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？
提示：无机盐在细胞中的重要作用：细胞中许多有机物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等。
摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？
旁栏思考（p22）
食盐过多的危害：每日吃盐超过10克以上，与高血压病、心脑血管病、肾脏病等发病有直接的关系，与胃癌、钙质的流失也不无牵连。
食盐过少的危害：因为钠与氯都是机体内的重要无机盐，其生理功能是维持细胞外液的渗透压和体内的酸碱平衡，保持信息传递骨骼肌的兴奋性，还参与胃酸的生成。若长期禁盐或少盐，就会出现生理功能紊乱，导致低钠血症，出现无力、失眠、烦躁不安、癫痫样发作、昏迷、精神失常等。
二、细胞中的无机盐