2.2 细胞中的无机物(课件共38张PPT)

(共38张PPT)
第2节 细胞中的无机物
“勇气号”火星车
火 星
火星上有生物吗？
富含硅石的土壤
火星湖泊和海洋沉积岩
火星表面可以清晰看到水的痕迹
为什么科学家在为寻找其他星球是否有水而努力？
找到了水又能说明什么？
一、细胞中的水（H2O）
1、水在细胞中的含量
水是细胞中含量最多的化合物
细胞鲜重中各类化合物的含量
化合物 质量分数 /%
水 70~90
无机盐 1~1.5
蛋白质 7~10
脂质 1~2
糖类和核酸 1~1.5
结论：
水母97%
藻类90%
鱼类80—85%
蛙78%
高等植物
60—80%
哺乳动物
65%
不同生物的含水量不同
结论：______________________
水生生物的含水量＞陆生生物的含水量
结论：________________________________
生物体在不同的生长发育期含水量不同。
幼年＞成年＞老年
人体各组织器官的含水量比较
牙齿
10%
骨骼
22%
骨骼肌
76%
心脏
79%
血液
83%
结论：______________________
同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同
讨论：
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？
牙齿
10%
骨骼
22%
骨骼肌
76%
心脏
79%
血液
83%
血液中主要是自由水，心脏中结合水比例相对较高,结合水可以赋予各组织、器官一定的形态、硬度和强度。
2.水的存在形式及作用
种类 结合水 自由水
定义
含量
特点
作用
细胞结构的重要组成成分
以游离的形式存在
与细胞内的其他物质相结合
约占95.5%
约占4.5%
可以自由流动
含量较稳定，不易散失
存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性。
①细胞内的 ；
②参与细胞内的 ；
③为细胞提供 ；
④运送 和 ；
良好溶剂
营养物质
代谢废物
生物化学反应
液体环境
H原子
H原子
O原子
H2O分子
（1）水为什么是细胞内的良好溶剂？
共用电子对
O比H具有更强的吸引共用电子对的能力，使共用电子对移向O，使得O端稍带负电荷，H端稍正电荷。
水分子的空间结构和电子的不对称分布，使水成为极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，水是良好的溶剂。
H2O分子
O
H
H
清水中加入NaCl颗粒
NaCl颗粒被溶解
水是极性分子——良好溶剂
（运输溶解在水中的养料和废物）
（2）水具有流动性的原因？
2）氢键易断又易形成——流动性
3）有氢键——较高比热容，
维持生命系统的稳定性
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，它们之间形成静电引力---氢键，每个水分
子可以与周围水分子靠氢键相互作用；
氢键较弱，易被破坏，只能维持极短时间，氢
键不断断裂，又不断形成，使水在常温下维持
液体状态，具有流动性。
1）极性分子——良好溶剂
（吸热或散热能力）
（1）新鲜种子放在太阳下晒干，重量减轻，失去的是哪种形式的水？
（2）晒干的种子用水浸泡后还能萌发吗？
（3）干种子不浸泡会不会萌发？
（4）干种子放在试管中，用酒精灯烘干，试管壁上有水珠，则失去的是哪种形式的水？
（5）失去结合水的种子浸泡后还能萌发吗？
（6）同体积的水和同体积水的果汁放入冰箱中谁先结冰？
失去自由水的种子仍保持其生理活性
失去结合水的细胞失去活性
讨论：
自由水 结合水
鸭血凝固
鸡蛋变坏
自由水 结合水
结合水 自由水
实例：当血液凝固时，血液中的自由水会转化成结合水。
说明自由水和结合水可以相互转化
【情境】 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？
（2）以上现象说明，与自由水相比，结合水有什么特点？
（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？
（4）总结结合水的比例与抗旱抗寒能力（即抗逆性）的关系？
自由水 结合水
结合水可以帮助细胞抵抗不良环境
结合水
结合水/自由水的比例越大，细胞的抗性能力越强
（3）自由水与结合水的关系
（3）自由水与结合水的关系
a.在一定条件下可以相互转化
b.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
结合水
代谢旺盛
代谢缓慢
自由水
自由水的比例高——代谢活跃，抗性弱
结合水的比例高——代谢下降，动植物抗旱抗寒能力增强，以适应不良条件（如：动物的冬眠）
2 、血液可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞；同时又把 细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或直接运输到体外。这反映自由水有何功能
运输营养物质和废物
思考：
3 、物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用，这说明自由水具有什么功能
自由水是细胞内生化反应的良好溶剂
4 、水是光合作用的原料，还有呼吸作用以及许多有机物的合成和分解都需要水的参与。这说明了自由水有何功能呢
大多数的生化反应需要有水的参与
1、烘干的小麦种子浸泡后不能萌发。为什么失去结合水的细胞失去活性？
结合水是组成细胞和生物体的组成成分
小结：无论是地球的生命形式，还是生命的维持和成长，都离不开水。因此，水被誉为“生命之源”也正是因为如此，饮水问题成了历代科学家研究的一个重要课题，“节水刻不容缓”。
思考:
“解口渴,更解体渴”是什么意思
口渴是身体对水的渴求。
体渴是身体因运动耗能和汗液丢失而对糖、水和无机盐的渴求。
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.表格中哪些是无机盐，多以什么方式存在
2.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
3.无机盐在细胞的生活中起什么作用？
问题探讨：P20
将烘干的骨、小麦种子和植物秸秆等点燃烧尽, 最终都会得到一些灰白色的灰烬 , 这些灰烬是生物体内的无机盐。
　二、细胞中的无机盐
1、 存在形式
多数以离子的形式存在,如K＋、Na＋ 、Cl－等。
3、生理功能
2、 含量 1%--1.5%
少量的无机盐以化合物形式存在，如:牙齿中CaCO3
讨论
1．植物体缺Mg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Fe会导致贫血？
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。
资料1 右图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。
P22
缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍,进而影响光合作用。
缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍,从而引起贫血,缺铁性血是一种常见的贫血症。
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大量元素之一,是许多重要化合物的重要组成成分。
　二、细胞中的无机盐
1、 存在形式
多数以离子的形式存在,如K＋、Na＋ 、Cl－等。
3、生理功能
2、 含量 1%--1.5%
（1）组成细胞中的某些化合物
1.足球运动员在激烈比赛中会出现　　现象。 你知道是什么原因吗？
抽搐
2.有些植物缺少B时，会出现只开花不结果　　即华而不实。
讨论二：
哺乳动物血钙太低时，会出现抽搐现象。
Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞兴奋性降低，进而引发肌肉酸痛、无力等。
　二、细胞中的无机盐
1、 存在形式
多数以离子的形式存在,如K＋、Na＋ 、Cl－等。
3、生理功能
2、 含量 1%--1.5%
（1）组成细胞中的某些化合物
（2）维持细胞和生物体的生命活动
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
说明：
讨论三：
　二、细胞中的无机盐
1、 存在形式
多数以离子的形式存在,如K＋、Na＋ 、Cl－等。
3、生理功能
2、 含量 1%--1.5%
（1）组成细胞中的某些化合物
（2）维持细胞和生物体的生命活动
（3）维持细胞的酸碱平衡
讨论四：
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，用
0.09%或9 %浓度可以吗？为什么？
质量分数为0.9%的氯化钠溶液
9%
0.09%
皱缩
膨胀
　二、细胞中的无机盐
1、 存在形式
多数以离子的形式存在,如K＋、Na＋ 、Cl－等。
3、生理功能
2、 含量 1%--1.5%
（1）组成细胞中的某些化合物
（2）维持细胞和生物体的生命活动
（3）维持细胞的酸碱平衡
（4）维持细胞的正常形态
与 生 活 的 联 系
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。
【例】 “焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象，某同学欲探究钾对植物生长情况的影响，配制了两种培养液进行实验，培养液主要成分配方如下表所示。
证明某种无机盐是否是植物必需的方法
请回答下列问题：
（1）在配制培养液时，为什么需要注意培养液的浓度不能过高？
（2）该实验设计存在什么问题？应该如何完善？
应等量
单一变量
对照实验：
1.变量：自变量、因变量、无关变量
2.空白对照、相互对照、自身前后对照
3.原则：等量原则、单一变量原则、平行重复原则
空白对照组
实验组
自变量
因变量
技能训练:
设计实验，证明植物生长发育需要镁。
材料用具：小麦幼苗、完全营养液、缺镁营养液、２００毫升广口瓶两只、量筒等。
实验步骤：
1、取两只广口瓶，编号甲、乙．
2、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿。
一段时间后，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
实验结果：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
实验结论： 。
分别向甲乙两瓶加入等量的完全营养液和缺镁的营养液
挑选两株生长状况相同、健壮的小麦幼苗，分别置于甲、乙两瓶中，把两瓶置于相同的适宜环境下培养
观察并记录小麦幼苗的生长状况
甲瓶小麦生长状况良好，乙瓶中的小麦中叶片变黄
植物生长发育需要镁
练习与应用
一、概念检测
1.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。 ( )
第2节
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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？
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【答案】
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。
练习与应用
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？
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【答案】
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。