(共33张PPT)
无机盐水第二章 第2节细胞中的无机物火星湖泊和海洋沉积岩
火星表面可以清晰看到水的迹痕
科学家们为什么那么努力的在火星上寻找水？火星上有水意味着什么？
一、细胞中的水
最早的生命在海洋中孕育
干燥种子必须吸足水才能萌发
人的胚胎需要浸润在羊水中发育
仙人掌的变态茎中贮存着大量的水分
·生命活动离不开水
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% 85-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。
看表讨论
（一）细胞中水的含量
水母97%
藻类90%
鱼类80-85%
蛙78%
高等植物
60-80%
哺乳动物65%
1、不同生物体内含水量是否一样？
2、有哪些特点呢？
（1）生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别。
（2）含水量：水生生物＞陆生生物
（一）细胞中水的含量
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、器官中的含水量不同
（一）细胞中水的含量
在不同的生长发育时期，含水量有何特点？
思考
幼儿＞老人
幼嫩细胞＞成熟细胞＞衰老细胞
（一）细胞中水的含量
都说“女人是水做的”，这句话对吗？
生物种类不同，含水量不同
水生生物＞陆生生物
同一生物在不同的生长发育时期，含水量不同
幼儿＞成人＞老年
幼嫩细胞＞成熟细胞＞衰老细胞
同种生物，不同组织、器官的含水量不同
（一）细胞中水的含量
细胞中的水
含量：水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。
生物体含水量的特点：
（二）细胞中水的作用
许多种物质都能溶解在水中，这说明水是细胞内的 。
水是光合作用的原料，说明细胞内的自由水可作为 ，参与许多 。
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，说明 。
水在生物体内的流动(如血液)，可把其中溶解的营养物质运输到各细胞，同时把细胞代谢废物运送到排泄器官或者直接运输到体外，这说明水具有 的功能。
良好溶剂
反应物
生化反应
水为细胞提供液体环境
运输营养物质和代谢废物
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？
H
H
O
水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。
带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此水是良好的溶剂。
（极性溶剂易溶解极性溶质）
O
H
H
：
：
δ+
δ-
109°
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，因此水的温度相对不容易发生改变。
氢键
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？
1）极性分子——良好溶剂
2）氢键易断又易形成——流动性
（运输溶解在水中的养料和废物）
3）有氢键——较高比热容，温度相对不容易发生改变
（维持生命系统的稳定性）
总结
氢键
含水量：79%
含水量：83%
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？
对比分析
结合水
自由水
与细胞内的其他物质_________的水。
占细胞内全部水分的______。
以______形式存在、可__________的水。
占细胞内全部水分的_______。
结合水
自由水
相结合
4.5%
游离
自由流动
95.5%
是细胞结构的重要组成成分！
（三）细胞中水的存在形式
易蒸发、不受束缚、可流动
特点：
不易散失、含量稳定、失去流动性
特点：
失去结合水意味着细胞结构遭到破坏，会导致细胞死亡
（1）判断：以下实例中水主要以什么形式存在？
（A）切西瓜时流出的瓜汁水
（B）新鲜小麦种子晒干时丢失的水
（C）小麦烘烤时丢失的水
（D）鸡蛋清里的水
即时小练
（2）晒干的种子浸泡能否发芽？
烘干的种子浸泡能否发芽？
大量失去自由水种子仍能保持生理活性。
细胞结构被破坏，不能恢复。
自由水
自由水
结合水
结合水
能
不能
鸭血凝固又是____ 水转变成____ 水
为什么新鲜的鸡蛋清呈液态胶状，臭鸡蛋清呈相对更“稀”的液态？
那是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。
结合水
自由水
自由水
结合水
由此可见自由水
与结合水可互相
转换
（1）为什么收获的种子要晒干以后才能贮藏？
减少自由水的含量，降低新陈代谢
（2）为什么经水泡涨的大豆才能萌发？
增加自由水的含量，参与细胞代谢
分析讨论
自由水/结合水比例越大，细胞的代谢强度越大
（3）结合以上问题，说明自由水所占比例与代谢强度之间的关系
【情境1】将刚收获的新鲜大豆种子在阳光下晒干，重量会减轻。干燥后的大豆种子浸泡后在适宜的条件下，仍能萌发成幼苗。
分析讨论
【情境2】取等量的西瓜汁和鸡蛋清置于相同的开放环境下，西瓜汁蒸发得快，如果放入冰箱中，西瓜汁先结冰。
（1）西瓜汁和鸡蛋清中的水分分别主要以什么形式存在
自由水 结合水
（2）以上现象说明，与自由水相比，结合水有什么特点
结合水可以帮助细胞抵抗不良环境
（3）由以上实验结论可推测，和热带植物相比，沙漠植物和寒带植物哪种形式的水比例更高
结合水
（4）总结结合水的比例与抗旱抗寒能力（即抗逆性）的关系
结合水/自由水的比例越大，细胞的抗性能力越强
1.在一定的条件下，结合水与自由水可以相互转换
（新鲜鸡蛋变臭鸡蛋；鸭血凝固）
2. 自由水多 代谢旺盛 (萌发的种子vs干种子)
结合水多 抗逆性强（西瓜汁vs鸡蛋清）
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
（四）自由水与结合水的关系
结合水
自由水
自由水/结合水比值高，代谢快。
自由水/结合水比值低，代谢慢。
将骨和小麦的种子烧尽 , 最终都会得到一些灰白色的灰烬 , 请问这些灰烬是什么呢
无机盐
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
NaCl 1.0
KCl 0.1
NaH2PO4 0.1
KH2PO4 0.1
NaHCO3 0.1
１.表中哪些成分属于无机盐？含量如何？
２.无机盐以什么方式存在于细胞中？
３.为什么要在运动员的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？
运动员饮料中的化学成分
—— 大多数以离子形式存在
阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、
Fe3+等。
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
很少，仅占细胞鲜重1％－1.5％
——少数以化合态形式存在
二、细胞中的无机盐
（一）存在形式
（二）含量
（三）细胞中无机盐离子的作用
该材料说明：无机盐是_____________________________
某些化合物的重要组成成分
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，为什么缺铁会导致贫血？
铁是制造血红蛋白的主要原料之一。缺乏铁时，血红蛋白就不能合成，从而发生缺铁性贫血。
光合作用不能缺少叶绿素，镁是叶绿素的组成元素之一，因此，缺镁时叶绿素的形成受到阻碍，从而影响光合作用。
（三）细胞中无机盐离子的作用
现在许多食盐都是加碘的。为什么要在食盐中加碘呢？
该材料说明：无机盐对于_______________
_______________有重要作用。
材料2：①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；
②硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，植物缺硼往往“花而不实”。
维持细胞和生物体
的正常生命活动
材料3:生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液，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，如果放到高浓度盐溶液中，就会皱缩，如果放到清水里，就会吸水膨胀。
9%
清水
皱缩
膨胀
该材料说明：无机盐能调节人体的_________，维持细胞的_________。
渗透压
正常形态
（三）细胞中无机盐离子的作用
材料4：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等酸碱缓冲物质，可以中和这些变化。
该材料说明：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
进行激烈运动时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的pH没有因此而降低，为什么？
（三）细胞中无机盐离子的作用
乳酸＋NaHCO3=乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
缓冲对：H2CO3/HCO3-
H2PO4-/HPO42-
1. 细胞某些复杂化合物的重要组成成分
2. 维持细胞和生物体的生命活动
3. 调节人体渗透压以及维持细胞正常形态
4. 维持细胞和生物体的酸碱平衡
无机盐在细胞中的功能
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
NaCl 1.0
KCl 0.1
NaH2PO4 0.1
KH2PO4 0.1
NaHCO3 0.1
１.表中哪些成分属于无机盐？含量如何？
２.无机盐以什么方式存在于细胞中？
３.为什么要在运动员的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？
运动员饮料中的化学成分
运动员在运动中大量出汗，会排出大量无机盐，所以需要补充无机盐。无机盐可以维持细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。
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。
以上三种做法的主要原因依次是（ ）
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细胞的的等渗溶液有清洁作用
A、 ① ② ④
B、 ③ ② ⑤
C、 ② ⑤ ③
D、 ② ③ ④
与 生 活 的 联 系
调节人体渗透压以及维持细胞正常形态
1、某地区晒干的小麦种子的含水量约为 14%, 此时活细胞内水分………（ ）
A. 全部为自由水 B. 全部为结合水
C. 主要为自由水 D. 主要为结合水
2、下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是（ ）
A.休眠的蚕豆种子
B.玉米的叶肉细胞
C.洋葱的正在分裂的细胞
D.成熟柑橘的果肉细胞
D
A
课堂小练
3、一头牛突然得病，并且发生全身抽搐，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
4、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
C
课堂小练《细胞中的无机物》教学设计
[课标分析]
普通高中生物学课程标准(2017版2020年修订)强调学生在本节课的学习中要形成“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”的核心概念，构建“细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子”这一次级概念，并能够“指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用”，能够“举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关”这两个重要概念。
[教材分析]
本节课是新人教版必修一《分子与细胞》第2章组成细胞的分子第2节的内容。本节主要内容包括细胞中的水、水的存在形式、细胞中的无机盐、无机盐的存在形式、作用。本节内容是对第一节细胞中的元素和化合物的补充与升华﹐同时下启第四章《细胞的物质输入和输出》中无机盐Na+、K+等离子的运输方式，以及无机盐在维持细胞的酸碱平衡、渗透平衡等方面的知识。
本节的主要内容是“水和无机盐在细胞中的存在形式和生理作用”。细胞中的水，存在形式上包括自由水和结合水，教材通过对二者作用的分析，得出了水的作用；细胞中的无机盐，教材则主要结合各种实例加以分析，得出其主要作用。从知识内容上看，本节难度不大，可以引导学生进行以“分析资料”为主的学习。教学过程中联系生活实际，贯穿着“资料分析”，提供学生主动学习的机会，使学生通过自己的分析、交流获得知识、发展能力。
[学情分析]
知识水平：通过对前面一个章节以及本章其他小节的学习，学生对构成细胞的物质已经有了一定的了解，学生对于水的认识比较丰富，许多概念来自生活中的经验，但是站在活细胞的角度去看，学生的认识还有需要补充、纠正和待完善的地方。
心理水平：高一学生处于皮亚杰认知发展阶段理论的形式运算阶段，具备了一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，能独立思考，对生活现象提出疑问，并通过多种途径找出解决问题的办法。同时经过之前课程的学习，学生已经具备了群体讨论并大胆说出自己的观点以及理论依据的能力。尽管学生对探究未知事物有激情，但往往对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思考，因此需要教师的引导。
人际交往：高中阶段的学生，人际交往不复杂，愿意和同学交流分享，建立合作关系。
[教学目标]
通过举例生活中的现象，学生能够说出水和无机盐在细胞中的存在形式及作用，认同细胞是由多种元素和化合物构成的生命系统，以及生命的物质性，认同水和无机盐对生命活动的重要意义，进一步形成稳态与平衡相适应的观点。（生命观念）
通过分析表格数据、提取文字内容、概括归纳等方法，学生能够深化对阐明水和无机盐在细胞中的作用的理解，培养搜集处理信息以及表达交流能力，发展科学思维。（科学思维）
通过关注水和无机盐在生物体中的重要作用，树立节约和保护有限的水资源的观念，树立关注人类健康的观念。（社会责任）
[教学重点]
水和无机盐在细胞中的作用。
[教学难点]
1、结合水的概念。
2、无机盐的作用。
[教学策略]
本节课我采用启发式、讨论式以及讲练结合的教学方法，以问题的提出、问题的解决为主线，充分引导学生思考总结，推进教学目标的完成。另外，在教学过程中，我采用多媒体辅助教学，以直观呈现教学素材，从而更好地激发学生的学习兴趣，增大教学容量，提高教学效率。针对学生的知识基础、认知规律和心理发展特点，在学生的学法上可采用观察与比较、思考与讨论、分析与归纳三种方法。
[教学手段]
教学方法：以讲授法和问答法为主
教学工具：PPT、多媒体
[教学过程]
教学环节 教师活动 学生活动 设计思想达到目标
导入 上节课我们学习了组成细胞的元素和化合物，组成细胞的化合物根据化学性质的不同，可分为有机化合物和无机化合物，今天我们就来学习细胞中的无机化合物。
课堂讲授 细胞中的水 （一）导入 1、图片展示火星中水的存在痕迹，提问：科学家们为什么那么努力的在火星上寻找水？火星上有水意味着什么？ 2、展示各种生物依赖于水生存的图片，引导学生思考，并得出结论——生命活动离不开水 （二）细胞中水的含量 1、看资料，引导学生说出 （1）活细胞中含量最多的化合物是水，水是构成细胞的重要成分。 （2）不同生物的含水量不同：水生生物>陆生生物 （3）同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同 （三）细胞中水的存在形式及相互转化 1、给出资料让学生思考：血液与心脏含水量相差无几，但两者的形态却截然不同，这是为什么？ 2、引出自由水与结合水的概念，指导学生阅读教材，总结细胞内水的两种存在形式及含量，并补充二者的特点。 3、通过举实例让学生练习自由水与结合水的区分 （四）细胞中水的作用 1、教师通过投影一组填空题，引导学生阅读资料并分析得出水在细胞中的作用的结论。 2、解释“”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？ （五）细胞中水的相互转化 1、提问：为什么新鲜的鸡蛋清呈液态胶状，臭鸡蛋清呈相对更“稀”的液态？引出“自由水和结合水可以转化”概念 2、分析讨论： （1）为什么经水泡涨的黄豆才能萌发？ （2）为什么收获的种子要晒干以后才能贮藏？ （3）比较新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛？ （4）根据以上问题回答自由水多还是结合水多生物体的抗旱、抗寒、抗热能力强？ 6、总结自由水/结合水与代谢的关系 观察图片，思考问题，得出结论——生命活动离不开水 观看资料并思考，回答问题 阅读教材，理解自由水与结合水的概念 思考并回答问题 分析资料并讨论，得出水在细胞中的作用，理解理解水是良好溶剂的原因 思考并回答问题，得出——代谢越旺盛，自由水含量越高；结合水含量越高，抗性相对较强的结论。 吸引学生的注意力，以丰富的材料，让学生获得感性认识——生命离不开水 让学生通过表格总结问题的答案，培养学生分析表格的能力。 通过比较自然过渡 通过举例加深学生对自由水和结合水概念的区别 结合实例,逐步引导学生掌握自由水的四个功能，通过讲解，使学生理解水是良好溶剂的原因，形成结构与功能观 结合实例讲解自由水和结合水的转换 结合实例使学生理解代谢与自由水/结合水的关系
课堂讲授 二、细胞中的无机盐 （一）导入 1、提问：将骨和小麦的种子烧尽 , 最终都会得到一些灰白色的灰烬 , 请问这些灰烬是什么呢 2、利用教材“问题探讨”的资料，以：（1）表中哪些成分属于无机盐？含量如何？（2）无机盐以什么方式存在于细胞中？（3）为什么要在运动员的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？这三个问题引入无机盐知识的讲解 （二）无机盐的存在形式、含量 1、指导学生自主阅读教材，找出无机盐的存在形式、含量的知识点 （三）细胞中无机盐离子的作用 1、展示4组资料，师生引导学生说出无机盐的4个作用 2、总结无机盐的4个作用 3、展示与生活中的联系习题，引导学生回答 思考并回答：无机盐 思考，带着问题学习接下来的内容 阅读教材，找出对应内容 思考讨论并得出结论，加深对无机盐作用的理解 创设情境，激发学生的学习兴趣 自主学习，获得无机盐的相关知识 激发学生的兴趣，锻炼学生分析资料的能力
三、小结 学生聆听，回顾本节课内容 通过课堂总结使学生的知识结构更完整、系统
课堂小练 1、展示有关课堂内容例题，引导学生回顾课堂内容，思考后回答 思考并回答问题 通过例题检测学生知识掌握程度
[板书设计]
2.2细胞中的无机物
一、细胞中水
水在生物体中的含量:60%～95%
水生生物>陆生生物
幼年生物>老年生物
水在细胞中的存在形式:结合水(4.5%)和自由水(95.5%)
3.水在细胞中的功能:
①细胞内生化反应的良好溶剂;
②运输营养和废物;
③组成细胞成分;
④作为反应物参与细胞内一些反应。
细胞中的无机盐
无机盐在生物中的含量:1%～~1.5%
无机盐在生物中存在形式:离子
无机盐的功能:
①组成细胞中的化合物。
②维持细胞和生物体的生命活动。
③维持生物体内的平衡。
④维持细胞和生物体的酸碱平衡
