2.2细胞中的无机物课件（40张）2022—2023学年高一上学期生物人教版必修1

(共40张PPT)
第一章
细胞的分子组成
第一节
水和无机盐是构成细胞的重要无机物
学习目标：
说出组成细胞的元素都来自自然界但各元素相对含量又与无机环境不同。
说出组成细胞的大量元素和主要微量元素。
说出组成细胞的化合物的主要种类。
说出水的含量、存在形式和生理作用，认同水生命活动中的重要作用。
举例说出无机盐的存在形式和主要作用。
3.表中含量最多的有机物是什么？长期饮用此类饮料会出现什么问题？
组成细胞的化学元素，在无机自然界都能找到，体现了生物界和非生物界的统一性。
生物界与非生物界元素含量不同，说明生物界和非生物界具有差异性。
活动1.
活动2.
拓展：
元素缺乏与疾病的相关性
缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病
缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象
缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）
缺B：华而不实（只开花不结果）
缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
活动3.
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
一点补充
鲜重最多的是O
干重最多的是C
构成细胞的最基本元素——C
，
图2-1 组成人体细胞的主要的元素
（占细胞鲜重的百分比）
图2-2 组成人体细胞的主要元素
（占细胞干重的百分比）
概念小结：组成细胞的元素
The elements that make up a cell
基本元素(占96%)
大量元素(占生物体的万分之一以上)
微量元素(生活必需，含量很少)
C
H O N
S P
K Ca Mg
最基本元素
主要元素(占97%)
Fe Mn B Zn Mo Cu
活动：对组成人体的元素分类（教材P2-3页）
元素的含量不同，那它们的作用地位一样吗？
细胞内含量最多的化合物是 .
细胞内含量最多的有机化合物是____ .
水（鲜重）
蛋白质（干重）
活动4.
组成细胞的化学元素在细胞中的存在形式是什么？
细胞中的化合物有几类？各包含哪些？
无机化合物
（无机物）
细胞中的物质
有机化合物
（有机物）
通常指不含碳元素的化合物，也包括一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等简单的含碳化合物。
指除一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等以外的几乎所有含碳化合物。
随堂练习
In-class practice
C
水的重要性
资料1：人一旦缺水，后果很严重的。缺水1-2%，感到渴；缺水5%， 口干舌燥，皮肤起皱，意识不清，甚至幻视；缺水15%， 往往甚于饥饿。现代医学研究表明，人在饥饿状态下的生命极限最多是10天，而缺水只能活3天。
资料2：许多国家的科学家都在为寻找火星上的水努力工作。
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；有些含水量相似，但水的存在形式不同。
不同生物的含水量不同
活动5.
细胞中的水
Water in cells
自由水
结合水
1.水在细胞中的存在形式及功能
特点：易蒸发、不受束缚、可流动，参与反应
特点：不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性，不参与反应
绝大多数水以游离的形式存在，可以自由流动
与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水
实例：新鲜的鸡蛋中蛋白质与水结合，呈胶质状态；变质的鸡蛋中的结合水释放，变成自由水。
思考：
瓜子的制作过程中，试述细胞内自由水和结合水含量的变化。
细胞中的水
Water in cells
新陈代谢
速率
抗逆性
自由水相对含量
从右边的图中我们可以获得什么信息？
自由水与结合水的转化的生理意义？
强度
比值上升，代谢旺盛，如种子萌发时需吸足水分；
比值下降，抗逆性强，如秋冬季节，植物大量失水，避免气温下降时自由水过多而导致结冰而损害自身。
随堂练习：
2.下图曲线能正确反映大豆种子萌发至幼苗过程中细胞中自由水/结合水的比值(纵标)数量变化的是
A.a
B.b
C.c
D.d
细胞中的水
Water in cells
结合水功能：细胞结构的重要组成成分
自由水功能：细胞内的良好溶剂
参加许多生物化学反应（代谢）
为细胞生活提供液体环境
运输营养物质和代谢废物
1.水在细胞中的存在形式及功能
任务：归纳与讨论水的功能（教材P3-4页）
存在形式 定义 功能
自由水（95.5%） 游离态、可自由流动 ⑴水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解；
⑵细胞内的许多生物化学反应都需要水的参与（光合作用、呼吸作用、水解反应等）；
⑶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；
⑷运送营养物质及代谢废物。
结合水（4.5%） 与其他物质（蛋白质、多糖等）相结合，失去了流动性和溶解性， 是细胞结构的重要组成成分（生物体的构成成分）。
总结.水在细胞中的存在形式及功能
细胞中的水
Water in cells
思考：水为什么是细胞内的良好溶剂？它又为什么具有支持生命的独特性质？
2.水支持生命的独特性质
细胞中的水
Water in cells
（1）水是良好溶剂
水是极性分子，带正电或负电的分子或离子容易与之结合；单位容积的水比任何其他溶剂溶解的溶质种类和数量都多。故水是理想的生物溶剂。
2.水支持生命的独特性质
细胞中的水
Water in cells
（2）液态水可以广泛存在，固态水可以漂浮
水分子之间容易形成氢键，氢键维持时间短，不断被破坏和形成，使水在常温环境下具有流动性。氢键使水的沸点高，常规状态下不易达到；而熔解热（在一定的压强下，单位质量物质从固相转变为同温度的液相的过程中所吸收的热量）也高，在临近冰点时，温度变化趋势降低，这有利于地球气温的调节，拓宽了生物的生存范围。
对于水体生态系统而言，温度下降时，水体从上部开始冻结，在表面形成绝缘层，保护水生生物在冰冻季节的生存。冰的漂浮也是氢键的功劳。
2.水支持生命的独特性质
细胞中的水
Water in cells
（3）水可以缓和温度变化
由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容。生物体内的水吸收或者释放大量的热量，生物体的温度变化都不大，而离开生物体的水分（汗液、蒸腾水分），又可以带走大量的热量，这样可以避免高温对生物体的伤害。所以，水的高比热性可以缓解温度的变化，使生物体温度维持在相对稳定的状态。
2.水支持生命的独特性质
细胞中的水
Water in cells
（4）水的内聚作用
水分子由于氢键而黏在一起。在液态水中，每一分钟，都有相当部分的水分子与其他分子形成氢键。分子之间这种黏附在一起的作用称为内聚作用，在毛细管中，水分子相互拖引使水能上升相当的高度，这种特性对于根系从土壤中吸收水分很重要，这有利于水分发挥运输功能。同样地，相邻水分子之间的凝聚力表现出了表面张力，使得水具有很强的抗张强度（不易切断），使得水面好像盖上了一层看不见的薄膜，使一些昆虫能在水面上行走。
2.水支持生命的独特性质
大家都是矿泉水，为什么身价不一样？
活动：
懂得水的重要性后，更要懂得健康喝水对我们的重要意义，请设计具有科学基础的广告语或者海报宣传口号宣传良好的喝水习惯。
细胞中的无机盐
Inorganic salts in cells
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
活动6.
细胞中的无机盐
Inorganic salts in cells
阳离子
阴离子
Na+、K+、Ca2+、
Mg2+、Fe2+等
Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等
组成细胞中某些复杂的化合物
维持细胞和生物体的生命活动
_____→叶绿素 _____→血红蛋白
维持生物体内的________和细胞的_______
Na+ 、K+ 、Cl- 、HPO42-、HCO3-等
血钙过高→肌无力
血钙过低→抽搐
酸碱平衡
渗透压
Mg2+
作用
Fe2+
2．细胞内无机盐的作用不包括( )
A．维持细胞的渗透压
B．维持酸碱平衡
C．提供细胞代谢所需的能量
D．组成某些复杂化合物
随堂练习
In-class practice
C
3．下列对水和无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．水不参与血浆正常浓度的维持
B．生物体可以从外界直接获取无机盐
C．在构成生物的物质中，水的含量最高
D．生物体内的无机盐必须溶解在水中，才能行使生物学功能
随堂练习
In-class practice
D
4．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
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
随堂练习
In-class practice
B
5．在细胞内的液体、血浆等人和动物的体液及植物的汁液中，都含有多种多样生物必需的溶质。下列说法不正确的是（ ）
A．水既是良好的溶剂，又是物质运输的主要介质，还可以缓和温度变化
B．血浆中多种正、负离子对维持血浆的正常浓度非常重要
C．哺乳动物血液中Ca2+含量过低会导致肌肉发生抽搐
D．Mg2+是叶绿素的必要成分，Fe3+是血红蛋白的必要成分
随堂练习
In-class practice
D
随堂练习
In-class practice
细胞中的无机盐
Inorganic salts in cells
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—
细胞中的无机盐
Inorganic salts in cells
—证明某种无机盐是否是植物必需的方法—
（以Fe元素为例）
______________________植物分两组
甲组： _______________
乙组：完全培养液
出现缺乏症
_________再培养
__________
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__________
细胞中的无机盐
Inorganic salts in cells
—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
课堂小结
summary
水
无机化合物
有机化合物
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
细胞中的元素和化合物
组成细胞的元素
组成细胞的化合物
检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质
大量元素
微量元素
干重最多：c
鲜重最多：o
糖类：
脂质：
蛋白质：
淀粉：
本尼迪特试剂，红黄色沉淀
（苏丹III：橘黄色 ，苏丹IV：红色）
（双缩脲试剂：紫色）
（碘液：变蓝）