2.2 细胞中的无机物（同步课件）（34张ppt）-高一生物学（人教版2019必修1）

(共34张PPT)
第2节 细胞中的无机物
细胞中化合物
物质 质量分数
无机物 水 70%~90%
无机盐 1%~1.5%
有机物 蛋白质 7%~10%
脂质 1%~2%
糖类和核酸 1%~1.5%
一、细胞中的水
细胞内含量最多的化合物是什么？
水
约占85~90%
一个人在极限状况下，可以坚持20天以上不进食，但缺水不能超过1天
生命活动离不开水
（一）细胞中水的存在形式及功能：
1. 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
比较细胞和生物体内水的含量，你能从表格中得到什么信息？
①不同生物的含水量不同:水生生物＞陆生生物
目镜与物镜的区别
1
1.细胞中水的含量
77% 52%-58% 60%-65%
②同一生物不同生长发育时期含水量不同
幼年＞成年
男性＞女性
组织 器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏
血液
质量分数/% 10 22 76 79 83
③同种生物的不同组织、器官，含水量不同
1.细胞中水的含量
材料一
人和动物血液中含水量约为83%，血细胞就生活门这个液体环境中，水可把营养物质输送到各个细胞，又把细胞产生的代谢废物运输到细胞外
该资料体现了水的什么功能
①为细胞提供液体环境
②运输营养物质和代谢废物
2.分析下面材料,探究水的功能
材料二
细胞中的物质:如各种离子、氨基
酸、葡萄糖等，只有溶于水中才能
参与细胞中的各种代谢。
③水是细胞内的良好溶剂
该资料体现了水的什么功能
2.分析下面材料,探究水的功能
糖分子
材料三
细胞内有氧呼吸的过程
④参与细胞内的生物化学反应
该资料体现了水的什么功能
2.分析下面材料,探究水的功能
第一阶段（细胞质基质）
第二阶段（线粒体基质）
第三阶段（线粒体内膜）
2C3H4O3+ 4[H]+少量能量
C6H12O6
酶
2C3H4O3+6H2O
20[H] +6CO2 +少量能量
酶
24[H]+6O2
12H2O+大量能量
酶
形式 定义 含量 功能
自由水
结合水
细胞中游离态的水，可以自由流动
细胞中与其他化合物结合的水
95%
以上
约占4.5%
1.是细胞内的良好溶剂
2.参与细胞内的生化反应
3.为细胞提供液体生活环境
4.运送养料和代谢废物
是细胞的组成成分
其他物质
水
水
水
水
水
水
水
水
一、细胞中的水
（一）细胞中水的存在形式及作用：
蛋白质、多糖
结合水的特点：失去流动性和溶解性
水分子的结构
一、细胞中的水
结构决定功能
H原子
H原子
O原子
H2O分子
O
H
H
H2O分子
水是极性分子
相邻原子通过共用电子而形成的强烈作用力叫做共价键。
什么是（共价）化学键？
O
H
H
H2O分子
共用电子对
δ-
δ+
δ+
H
H
O
水分子属于极性分子，水分子整
体上是呈电中性的，但由于电子
分布不均匀而使得O原子带负电，
H原子带正电。
电荷分布不均匀的分子称为极性分子。
水是极性分子
什么是极性分子？
（1）为什么说水是一种良好的溶剂
（2）水分子的氢键是怎样形成的 为什么在常温下水是液体状态，具有流动性
（3）为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要
3.水的结构与性质
请阅读课本20-21页小字内容，思考下列问题：
水分子的结构
一、细胞中的水
结构决定功能
水是细胞内良好溶剂的原因？
1.水分子是由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。氧吸引共用电子的能力更强，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷，因此水是极性分子。
水是良好的溶剂：带有正电荷或带有负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。
一、细胞中的水
水分子的结构
结构决定功能
水具有流动性的原因？
由于水分子的极性，当一个水分子的氧端（负电性区）靠近另一个水分子的氢端（正电性区）时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力就称为氢键。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。
水的流动性：利于运输营养物质和代谢废物
水的比热容较高的原因？
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。
水的比热容高：对于维持生命系统的稳定性十分重要。
水分子的结构
一、细胞中的水
结构决定功能
一些物质的比热容 单位:J/（kg·℃） 物质 比热容 物质 比热容
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
蓖麻油 1.8×103 铜 0.39×103
砂石 0.92×103 水银 0.14×103
才能保护地球不会被悬殊的昼夜温差变成一个死寂的世界。
一、细胞中的水
不可以
结合水是细胞结构的重要组成成分
（1）小明将刚收获的玉米种子在阳光下晒干，发现质量减轻，这个过程损失的主要是_______。晒干的种子浸泡后_____(可以/不可以)重新萌发。
自由水
结合水
可以
（2）接着将晒干的种子烘干，质量又减轻了，这个过程损失的主要是_______。炒干的种子浸泡后_______(可以/不可以)重新萌发。
为什么
为什么晒干的种子不用水浸泡不能萌发？
自由水少，代谢减弱
新鲜豌豆种子
晒干的豌豆种子
谁的自由水含量更多？谁的新陈代谢更旺盛？二者有何联系？
一般而言，自由水含量越高，代谢越旺盛。
一、细胞中的水
（二）自由水与结合水的转化
沙漠中的植物
热带雨林中的植物
谁的结合水含量更多？谁的抗逆性更强？二者有何联系？
一般而言，结合水含量越高，抗逆性相对越强。
一、细胞中的水
（二）自由水与结合水的转化
一、细胞中的水
（二）自由水与结合水的转化
比值增大
比值减小
新陈代谢增强，抗逆性较差
新陈代谢缓慢，抗逆性较强
自由水
结合水
⑴在一定条件下自由水和结合水可相互转化
自由水
结合水
降温
升温
⑵两者的相对含量和生物组织的代谢速率相关
如:萌发的种子
如:冬小麦在冬季来临时，结合水增多，自由水减少，增强抗冻能力。
例1. 下列与生产、生活实际相关的叙述,不正确的是 ( )
A.沙漠地区的植物细胞内结合水含量高于自由水
B.新鲜的植物种子比干种子的新陈代谢相对旺盛
C.在生物体的不同发育时期,生物体的含水量不同
D.结合水含量高的生物抗旱、抗寒、抗热能力强
A
结合水相对较高
总结
归纳
水在细胞中的存在形式：自由水和结合水
自由水
结合水
概念:
在细胞中呈游离状态，可以自由流动；
含量:
多，占所有水的绝大部分
功能
①细胞内良好的溶剂。
②参与细胞内的生化反应。
③为细胞提供液体环境
④运输营养物质和代谢废物
概念:
含量:
少，占细胞水分的4.5%
功能：
细胞结构的重要组成成分
与细胞内蛋白质与多糖等结合，失去流动性
水分子
相互 转化
当你烧掉一块木头后，会得到一些灰白色的灰烬，这些灰烬是什么
无机盐
二、细胞中的无机盐
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？　
运动员饮料中的化学成分
4.无机盐在细胞的生活中起什么作用？
少
主要离子，少数化合物的形式，少数以化合物的形式存在，如骨骼和牙齿中富含CaCO3
因为人运动时会出很多汗,出汗时会失去
很多无机盐,所以就要加盐补充。
问题探讨：
二、细胞中的无机盐
铁是血红素分子的重要组分。
1.为什么植物缺镁会影响光合作用？
2.有一种贫血叫缺铁性贫血为什么人缺铁会导致贫血？
镁是叶绿素的重要组分。
思考与讨论
（一）无机盐的功能
贫血都由缺铁引起的吗？
二、细胞中的无机盐
3.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,植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。
（一）无机盐的功能
思考与讨论
原因： 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大量元素之一，是许多重要化合物（如核酸、ATP等）和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有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。　
功能1：无机盐是某些化合物的重要组成成分
功能2：维持细胞和生物体的生命活动
名称 生理作用
Mg
Fe
Na+
Ca2+
P
构成叶绿素的元素，缺乏影响光合作用。
构成血红素的元素，缺乏导致缺铁性贫血。
Ca2+ 浓度太低动物出现抽搐等症状
是组成细胞膜、细胞核的重要组分，
也是细胞必不可少的化合物的组分。
人体内Na+ 缺乏引起神经、肌肉的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛，大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。
二、细胞中的无机盐
（一）无机盐的功能
思考与讨论
二、细胞中的无机盐
（一）无机盐的功能
9%
0.09%
皱缩
膨胀
实例：在医院打点滴的时候我们的药都是溶解在0.9%的NaCl中或者是葡萄糖溶液中。为什么是用0.9%的NaCl，高于或低于这个值行不行？
功能3：维持细胞正常形态（渗透压）
二、细胞中的无机盐
实例：大家都有这样的体会，进行剧烈运动时，会感到小腿很酸。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？
（一）无机盐的功能
乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
缓冲对：H2CO3／HCO3-，H2PO4-／HPO42-等
功能4：维持细胞的酸碱平衡
例1．下列关于生物体内水分和无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．干种子内结合水的相对含量较低，不能进行旺盛的生命活动
B．旱生植物比水生植物具有较强的抗旱能力，其原因之一是结合水的相对含量较高
C．镁离子是叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶片发黄
D．生理盐水能维持人体渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破
A
结合水的相对含量较低
例2．下图表示对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析下列有关说法正确的是（ ）
A．①和②均能够萌发形成幼苗
B．③在生物体内主要以化合物的形式存在
C．点燃后产生的CO2中的碳原子全部来自种子中的糖类
D．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中的存在形式和含量不同
D
②破坏细胞结构不能萌发
③无机盐主要以无机盐的形式存在
来自糖类等有机物
无机盐
自由水
①细胞内良好的溶剂
细胞中的无机物
水
结合水
含量
功能
含量
功能
①作为细胞结构的重要组成部分
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
存在形式
（95.5 %）
（细胞鲜重的1%~1.5%）
（4.5 %）
②增强细胞抗逆性
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
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
相互转化
课堂小结
练习与应用
一、概念检测：
1.水和无机盐是细胞的重要組成成分。判断下列相关表述是否正确。
(1)细胞内的自由水和結合水都是良好的溶剂，都能参与物质送输和化学反立。( )
(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)料作物秸秆充分晾干后。其体内剩余的物质主要是无机盐。( )
×
×
×
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。
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。