生物人教版（2019）必修1 2.2细胞中的无机物（共30张ppt）

(共30张PPT)
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？
必修1/第2章/组成细胞的分子/
第2节 细胞中的无机物
右图是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合右表讨论以下问题。
讨论：
1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
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
各种生物的一切生命活动都离不开水，细胞中含量最多的化合物是水。
一.细胞中的水
细胞中各种化合物所占比例 无机物 有机物 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 结论1：细胞中含量最多的化合物是水
活动1：分析下表得出结论。
右图是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合右表讨论以下问题。
讨论：
1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
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
③多细胞生物体的组成成分，构成液体环境：烘干的小麦种子浸泡后不能萌发，组织液；
①细胞内良好的溶剂：物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用；
②参与许多生物化学反应：呼吸作用以及许多有机物的合成和分解都需要水的参与；
④运送营养物质和代谢废物：血液可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞。
一.细胞中的水
活动2：认识不同生物体内含水量与分布。
结论2：生物体的含水量随着生物种类的不同而有所差别，一般为60%～95%。
水生>陆生
90%
78%
65%
97%
90%
80%～85%
右图是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合右表讨论以下问题。
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？
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
无机盐可以维持细胞和生物体正常的生命活动，也是许多有机物重要组成成分。
运动员运动流汗，排出大量无机盐。
一.细胞中的水
活动3：认识同一生物不同发育期含水量与分布。
幼儿＞成年＞老年 幼嫩>成熟
同一生物的不同生长发育期 生长发育阶段 幼儿 成年 （女） 成年
（男）
质量分数％ 77% 52%-58% 60%-65%
结论3：同种生物不同的生长发育时期含水量不同。
结论4：同种生物的不同的组织、器官含水量不同。
99%
83%
84%
一.细胞中的水
活动3：认识同一生物不同发育期含水量与分布。
10%
心肌：79%
76%
一.细胞中的水
活动4：水为什么是细胞内的良好溶剂？(教材P20)
水是极性分子——水是良好的溶剂
水分子由2个氢原子和一个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称性分布，使得水分子是一个极性分子。这使得带正电荷或负电荷的分子或离子都易与水结合。
一.细胞中的水
活动4：水为什么是细胞内的良好溶剂？(教材P20)
常温下水有流动性
一个水分子的氧端和另一个水分子的氢端由于静电吸引作用可以形成氢键。水分子之间靠氢键相互作用在一起。氢键不稳定，使水在常温下维持液态，具有流动性。
水比热容大
大量氢键断裂需要消耗大量能量。氢键的存在使得水具有较高的比热容，水的温度相对不易发生改变。
一.细胞中的水
1.水在细胞中的存在形式和功能
活动5：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？
心脏
血液
血液主要以自由水的形式存在，心肌主要以结合水的形式存在。
一.细胞中的水
存在形式
自由水
(约95.5%)
与细胞内其他化合物相结合的水
呈游离状态，可以自由流动。
结合水
(约4.5%)
可流动、易蒸发、易散失
为细胞提供液体环境；
是细胞内的良好溶剂；
参与细胞内的生化反应；
运输营养和代谢废物。
不流动、不易散失、含量较稳定
是细胞结构的重要成分
1.水在细胞中的存在形式和功能
功能：
定义：
特点：
功能：
定义：
特点：
(1) 切西瓜时流出的瓜汁水
(2) 新鲜小麦种子晒干时丢失的水
(3) 小麦烘烤时主要丢失的水
(4) 鸡蛋清里的水
自由水
自由水
结合水
结合水
一.细胞中的水
1.水在细胞中的存在形式和功能
活动6：以下实例中水主要以什么形式存在？
一.细胞中的水
2.自由水与结合水的关系
(1)正常情况下,细胞内_________比例越大,细胞的代谢就越旺盛。
(2)_________越多,细胞抵抗_______________等不良环境的能力就越强。
自由水
结合水
干旱和寒冷
结合水
自由水
自由水/结合水的比值
新陈代谢
温度
3.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系
(2)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。
(1)自由水和结合水在一定条件下可以相互转化
生命活动缓慢，新陈代谢减慢
生命活动旺盛，新陈代谢加快
一.细胞中的水
思考讨论：
2.如果将晒干的种子放在试管中加热,会发现试管壁上有水珠出现,该过程中种子丢失的主要是哪种形式的水 加热后的种子还有活性吗
1.刚收获的小麦种子,农民往往将其晒干后再储存,在这个过程中,种子丢失的主要是哪种形式的水 晒干后的种子还有活性吗
该过程中种子丢失的主要是自由水,种子仍保留活性。
该过程中种子丢失的主要是结合水,种子失去活性。
一.细胞中的水
思考讨论：
4.越冬的植物、干旱地区植物的细胞中,结合水含量升高,这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系
3.晒干的种子能够长久保存,浸泡吸水后能够萌发,据此推断自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系
在一定范围内,自由水和结合水的比值越大,细胞代谢越旺盛。
在一般情况下,结合水和自由水的比值越大,细胞抗逆性越强。
二.细胞中的无机盐
初中做过这样一个实验：将骨头和小麦的种子烧尽,最终会得到一些灰白色的灰烬。请问这些“灰烬”是什么？
无机盐
(1)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
阳离子：Na+、K + 、Ca 2+ 、Mg2 + 、Fe 2+ 、Fe 3+
阴离子：Cl-、 SO42-、 PO43- 、HCO3-
(2)少数以化合物的形式存在，如骨骼和牙齿中富含CaCO3
1.存在形式
2.无机盐在细胞中的含量
极少，仅占细胞鲜重的1%至1.5%
二.细胞中的无机盐
无机盐的作用
资料1 下图是一种叶绿体分子和血红素分子局部结构简略。
讨论
1.植物体缺镁会影响光合作用，为什么？
2.有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺铁会导致贫血？
缺镁使叶绿素的形成受阻，进而影响光合作用。
缺铁会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。
二.细胞中的无机盐
无机盐的作用
资料2 植物在缺乏N、P、K等营养物质时会出现各种症状，因此生产过程中常要给植物施肥。玉米在生长过程中缺乏P，植物就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。
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会影响其生长发育。
说明P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P是植物生长发育所必需的大量元素之一，是许多重要化合物和生物膜的重要组成成分。
作用1：构成细胞内某些化合物的重要组成成分
二.细胞中的无机盐
资料3 人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，如果Ca2+含量太高，会出现肌无力症状，而Ca2+含量太低，动物会出现抽搐等症状。
作用2：维持细胞和生物体的正常生命活动
资料4 某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？为什么要配制这一浓度，其它浓度可以吗？为什么？
作用3：维持细胞的渗透压，维持细胞的正常形态
0.9%
9%
皱缩
膨胀
0.09%
生理盐水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,如果放到清水里,会吸水涨破。
二.细胞中的无机盐
资料5 大家都有这样的体会，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,还是维持在7.35—7.45之间，为什么呢？
乳酸＋NaHCO3→乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
作用4：维持细胞和生物体的酸碱平衡
剧烈运动时：H+
H2O+CO2由肺排出
+ NaHCO3
Na+ + H2CO3
无机盐离子H2CO3/HCO3-等组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。
蔬果中的碱：OH-
+ H2CO3
过多HCO3-由肾脏排出
H2O + HCO3-
二.细胞中的无机盐
3.无机盐的作用
生理功能 举例
某些化合物的重要组成成分 ①Mg是叶绿素分子必需的成分；
②Fe是血红素的重要成分；
③P是组成细胞膜、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。
维持细胞和生物体的生命活动 ①Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力等；
②血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状
维持细胞的正常形态 维持正常渗透压；进而维持细胞的正常形态。
维持细胞和生物体的酸碱平衡 酸碱平衡（含有HCO3-、HPO42-等离子）
小结：无机盐在细胞中的含量很少，但是作用很大。
二.细胞中的无机盐
生活中摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？（教材P22）
盐是日常生活中不可缺少的调味品，它的主要成分是NaCl。虽然Na＋和Cl－在细胞的代谢中发挥重要的作用，但它们并不是越多越好。世界卫生组织(WHO)推荐每人每天食盐摄入量以5 g为宜。摄入盐过多对人类健康的危害很大。例如，有大量证据表明，增加盐的摄入会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险；高盐饮食与骨质疏松症、糖尿病等相关。但是，并不是所有的人群都适合低盐饮食，某些疾病患者可能要维持相当水平的盐摄入。该思考题可以让学生体会到适度与平衡的重要性。
人体所需的部分无机盐
无机盐 功能 缺乏引起的疾病
Fe 组成血红蛋白、细胞色素、含铁酶类 缺铁性贫血
Ca 促进牙齿、骨骼生长，调节神经肌肉的敏感性 佝偻病、骨质疏松症
K 维持离子浓度，调节体液渗透压 心率异常
I 形成甲状腺素的成分 甲状腺肿、呆小症
Mg 与酶活性有关，保持肌肉功能正常 惊厥
Na 体液的主要组成成分，调节体液渗透压 Addison病等
F 维持骨骼的结构，防止蛀牙 龋齿
三.探究无机盐X是否为植物生长发育所必需
实验方案：
观察含全部营养的培养液中去掉该元素前后的植株生长情况
设计思路：
以Mg为例
若植物正常生长
将生长状况相同的正常植物分为两组
甲组：缺Mg培养液
乙组：完全培养液
若出现缺乏症
加入Mg元素再培养
缺乏症消失
则Mg为植物生长必需元素
则Mg不是植物生长必需元素
植物正常生长
实验组中加入Mg的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。
该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。
每组放入的植物不能是一株，因为一株植物存在偶然性。
三.探究无机盐X是否为植物生长发育所必需
对照组：植物 + 完全培养液
实验组：植物 + 缺X培养液
对照组：缺X培养液（加入 X 之前）
实验组：加入无机盐X后
空白对照
自身对照
课堂小结
自由水
(约95.5%)
结合水
(约4.5%)
水
存在形式
①细胞内良好的溶剂
④运输营养物质和代谢废物
②参与细胞内的生化反应
③为绝大多数细胞提供液体环境
功能
①作为细胞结构的重要组成部分
②增强细胞抗逆性
功能
相互转化
无机盐
①某些化合物的重要组成成分
大多数以离子形式，少数以化合物形式存在
功能
含量
存在形式
细胞鲜重的1%～1.5%
④维持生物体内的酸碱平衡
②维持细胞和生物体的生命活动
③维持生物体内的正常渗透压
细胞
中的
无机物
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。( )
练习与应用
一、概念检测
×
×
×
练习与应用
二、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。
练习与应用
二、拓展应用
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孕育在水中的。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。