2022-2023学年高一生物人教版2019必修1同步备课课件 2-2 细胞中的无机物（25张ppt）

(共25张PPT)
组成细胞的分子
第2章
第2节　细胞中的无机物
天壤之间，水居其多，人生百味，却同爱盐
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？
口渴了,你喝什么？
运动员在运动时怎么补水？
1.喝饮料主要是给身体补充水。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 ？
无机盐在细胞生活中起什么作用？
运动员饮料的化学成分表
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
问题探讨
1.
①水是细胞结构的重要组成成分；
②水是细胞内的良好溶剂；
③细胞内的许多化学反应需要有水参与；
④作为大多数细胞生活的环境；
⑤细胞代谢中起运输作用。
2.氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。运动员在运动中会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐，所以要给他们补充无机盐。
无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。
一、细胞中的水
水母 97%
藻类 90%
高等植物
60%-80%
1.含水量
77% 52%-58% 60%-65%
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
1. 细胞中各种化合物所占比例
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
2. 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
3. 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
细胞、生物体内水的含量比较，说明了什么？
细胞中含量最多的化合物是水
同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同
不同生物的含水量不同
一、细胞中的水
2.生物体内水的作用
①良好的溶剂
②参与生化反应
③构成多细胞生物体内以水为基础的液体环境
④运输养料和代谢废物
一、细胞中的水
3.水的特性
极性分子
良好的溶剂
高比热容
形成氢键
图1-4 水分子结构模型
为什么水是细胞内良好的溶剂？
水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧原子吸引共用电子对的能力比氢原子更强，氧原子的一端稍带有负电荷，氢原子的一端稍带有正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为极性分子。带正电或负电的分子（或离子）容易与之结合，因此，水是良好溶剂。
一、细胞中的水
3.水的特性
图1-5 水分子之间靠氢键结合示意图
为什么水具有流动性？
由于水分子的极性，当水分子的氧端（负电性区）靠近另一个水分子的氢端（正电性区），两个水分子之间静电吸引作用会形成弱的引力，称为氢键。周围水分子靠氢键相互作用在一起。但是氢键比较弱，易被破坏，氢键不停断裂，又不断重新形成，使水在常温下能维持液体状态，具有流动性。
一、细胞中的水
3.水的特性
为什么水具有支持生命的独特性质？
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发生改变，水的这种特性对水维持生命系统的稳定性十分重要。
学科交叉
比热容是热力学中常用的一个物理量，它指单位质量的某种物质升高（或下降）单位温度所吸收（或放出）的热量。
图1-5 水分子之间靠氢键结合示意图
一、细胞中的水
4.水的存在形式
自然界水的
存在形式
液态
固态
气态
细胞中的水的
存在形式
自由水
结合水
以游离形式存在，可以自由流动，占细胞内全部水的95％以上。
与细胞内其它物质相结合，约占细胞内全部水的4.5％。
一、细胞中的水
5.自由水与结合水
新陈代谢速率
抗逆性
温度降低
结合水
自由水
温度升高
低温时自由水转化成结合水这对植物生存有什么意义？
防止冻害
结合水比例越高，抗寒能力越强。
代谢旺盛
代谢缓慢
自由水的比例高——代谢活跃，生长快，但抗逆性弱
（抗逆性：动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒、抗热性能）
一、细胞中的水
将种子放在阳光下2天
重量
减轻
________大量散失
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
晒干的种子不浸泡
不萌发
_______少，代谢弱
自由水
自由水
自由水
二、细胞中的无机盐
当你点燃一粒种子时，烧尽时得到的白色灰烬就是无机盐。人和动物体内也含有无机盐，仅鲜重占1％－1.5％。
大多数以离子形式
少数以化合物形式
Mg2＋ ━━
Ca2＋ ━━
Fe2＋ ━━
I- ━━
N- ━━
P- ━━
Na＋K＋ ━━
B- ━━
叶绿素成分
维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分
血红蛋白的成分
维持细胞外液的渗透压
甲状腺激素成分
蛋白质、核酸等的成分
核酸、磷脂等的成分
促进花粉萌发和花粉管伸长
二、细胞中的无机盐
植物体缺镁会影响光合作用，为什么？
有一种贫血症叫做缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？
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。
思考·讨论——无机盐的作用
二、细胞中的无机盐
植物体缺镁会影响光合作用，为什么？
有一种贫血症叫做缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？
思考·讨论——无机盐的作用
光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，Mg是叶绿素分子的组成元素之一，对于光合作用具有重要意义。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。血红蛋白分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。
二、细胞中的无机盐
思考·讨论——无机盐的作用
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。
这说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P作为植物生长发育所必需的的大量元素之一，是细胞膜、细胞核等的重要成分，也是细胞许多重要化合物的成分；也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢相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，并会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，并且长得矮小、结实率低。
无机盐的作用
二、细胞中的无机盐
1. 构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
镁离子是叶绿素的必需成分
含钙盐的骨构成骨骼
2 .维持细胞和生物体的生命活动
血钙不足→抽搐
血钙过高→肌无力
闹急性肠胃炎、痢疾等疾病，突出的症状是又拉又吐，使身体丢失大量的水分和无机盐，医学上称之为“脱水”，如不及时抢救，则可能会危及生命。在这种情况下，要补水和盐分。因为体内的渗透压是由０.９％的氯化钠产生的。因此要为患者输入０.９％的氯化钠溶液。如果把细胞放在高于或低于０.９％的氯化钠溶液中会出现什么现象？
3.维持细胞正常的形态
患急性肠炎的病人（肚泻）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。
食物(蔬菜、水果)中往往含有一些碱性物质(如Na2CO3)，人吃后体内血液的pH一般不会有较大的变化；剧烈运动产生了酸性物质(如乳酸)，我们血液的pH一般也不会有较大变化。为什么？
4. 维持细胞和生物体的酸碱平衡
缓冲物质：H2CO3\ NaHCO3 NaH2PO4\Na2HPO4
与生活的联系
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—
（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
早上起来喝一杯水
清晨第一杯水的好处
1.补充水分
2.预防便秘
3.调节肠胃
4.使大脑清醒
白开水是最没负担的水
150-200毫升为宜
喝水时机：刷牙后早饭前
清晨喝水必须是空腹喝，也就是在刷牙后、早餐前。
与生活的联系
课堂小结
细胞中的无机物
水
无机盐
结合水
自由水
细胞的重要组成成分
细胞内的良好溶剂
参加许多生物化学反应（代谢）
是细胞生活的液体环境
运输营养和废物
存在形式（大多数）
作用
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
维持细胞和生物体的酸碱平衡
离子
维持细胞渗透压平衡
上善若水，水利万物而不争，自由水增代谢，结合水抗逆境，升降温度互转化，共同造就生命之源；
至高如盐，盐惠天下而不嚷，组化合物，调渗透压，平衡酸碱和水盐，还能维持形态及生命活动。
生命之间， 水盐居其重。
练习与应用
一、概念检测
水和无机盐是细胞的重要组成成分。判断下列相关表述是否正确。
(1)细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应。 （ ）
(2)同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高。（ ）
(3)将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐。( ）
×
×
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拓展应用
1.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。
2.目前已经探明，在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科学家也曾在火星上发现了流动水的痕迹。科学家据此推测， 火星上曾经或者现在存在着生命。为什么科学家会作出这样的推测呢。
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，那里的土壤中还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。
新鲜鸡蛋清是液态胶状，臭鸡蛋清相对更“稀”，为什么呢？
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。这个时候细胞结构被破坏。
与生活的联系
摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？请查找资料， 寻找答案。
盐是生活中不可缺少的调味品，成分是 NaCl。 摄入盐过多会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险；与骨质疏松症相关。还会造成胃癌。
也不能过少，钠与氯都是机体内的重要无机盐，维持细胞外液的渗透压和体内的酸碱平衡，保持信息传递和骨骼肌的兴奋性，还参与胃酸的生成。若长期少盐，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。
世界卫生组织建议每日吃盐控制在5克左右为宜。