2.2细胞中的无机物 课件(共36张PPT)高中人教版生物必修一

(共36张PPT)
第2节 细胞中的无机物
血红蛋白
口渴了,你喝什么？
运动员在运动时如何补水？
问题探讨（P20）
右侧是某种运动饮料的化学成分表，请结合所学的知识讨论下列问题：
1、喝饮料主要是给身体补充水。水在人体中起什么作用？
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）
蔗糖等糖类 40
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
水 1000
运动型饮料的化学成分表
提供能量
调 味
补充失去的水（解口渴）
补充失去的无机盐（解体渴）
1
细胞中的水
2
细胞中的无机盐
活动1：说说你所了解的生命活动和水的关系
结论：生命活动离不开水
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
不同生物的含水量不同
一 细胞中的水
1、水的含量
2、水的特性
阅读课本P20-21楷体字部分，思考并讨论以下问题：
（1）水分子中H、O原子的结合方式和带电情况，尝试解释水为什么能成为良好的溶剂。
（2）结合氢键的形成及特点，说明水分子为什么具有流动性？
（3）水的哪一特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要？
活动2：合作探究
水为什么具有支持生命的独特性质呢
水是极性分子
带正电或负电的分子容易与之结合，故是良好溶剂
2、水的特性
电子分布不均匀的分子叫做极性分子。
（1）水是极性分子
水分子之间容易形成氢键，也易断裂
保证水分子具有流动性。
2、水的特性
（2）水分子之间形成氢键
当水被加热时，热能首先破坏氢键，在水温升高很少的情况下，水吸收和储存了大量的热。反之，当水冷却时，氢键形成，水可以向周围环境中释放大量的人，故水具有较高的比热容，这意味着水的温度相对不容易改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要
2、水的特性
（3）水具有较高的比热容
当水结冰时，每个水分子与4个相邻的水分子之间形成稳定的氢键，冰就成为松散的晶体。液体的水氢键的不断形成和断裂使得水分子位置不断改变。冰的密度小于水，使得水生动物在冰冻季节得以生存
2、水的特性
（4）固态水可以漂浮
水
冰
79%
83%
心脏和血液含水量相近，但是形态差异非常大，这是什么原因呢？
液态
固态
3、水的存在形式
活动3：自主阅读教材P20-21，思考如下问题
（1）水在细胞中的存在形式
（2）水的作用？
切西瓜时，流出的液体
切开芦荟，粘稠的液体
结合水：
自由水：
与细胞内其他物质（蛋白质、多糖等）相结合的水
以游离的形式存在，可以自由流动
（约4.5%）
（约95.5%）
失去流动性和溶解性
3、水的存在形式
4、水的生理功能
葡萄糖、氨基酸、无机盐等溶解在细胞质中
1、细胞内良好的溶剂
葡萄糖等营养物质和尿素等代谢废物通过血液运输，血细胞也生活在其中
2、运输营养物质和代谢废物
3、为细胞提供液体环境
绿色植物进行利用光能将水分解，产生氧气
4、参与生物化学反应
4、水的生理功能
1. 细胞内良好的溶剂
2.运输营养物质和代谢废物
3.参与生物化学反应
4.为细胞提供液体环境维持细胞形态
（1）自由水
（2）结合水：
组成细胞结构的重要成分
增强细胞抗逆性(如：植物的抗旱、抗寒等。)
5、自由水和结合水的关系
将种子放在阳光下晾晒
重量
减轻
________大量散失
自由水
管壁上有水珠
失去的主要是________
将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热
结合水
在加热过程中，结合水转化成自由水
北方冬小麦在冬天来临之前结合水比例会上升
沙漠等干旱地区的植物主要以仙人掌等结合水比例较高的植物为主
结合前面的例子进行思考，自由水和结合水之间是否可以相互转化？如何转化？自由水和结合水的比例与植物抗逆性之间有什么关系？
5、自由水和结合水的关系
自由水
结合水
降温
升温

新陈代谢
速率
抗逆性
细胞中自由水/结合水的比例越大，生物的新陈代谢越旺盛，其抗性越小；
自由水/结合水的比例越小，生物的新陈代谢越弱，其抗性越大。
图 自由水含量与代谢速率和抗逆性的关系
5、自由水和结合水的关系
资料1：细胞中有一种水可以与蛋白质、多糖等物质结合，水失去流动性和溶解性。
资料2：水是光合作用的原料，呼吸作用和许多有机物的合成和分解都需要水的参与。
资料3：组织细胞必需浸润在组织液中，红细胞必须浸润在血液中，淋巴细胞必须浸润在淋巴中。
水是细胞结构的重要组成部分
参与细胞内的许多化学反应
提供液体环境
资料4：物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用。
资料5：水在生物体内流动，把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的代谢废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。
细胞内良好的溶剂
运输营养物质和废物
考考你！
思考与讨论
将植物秸秆等点燃烧尽, 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
二 细胞中的无机盐
活动4：自主阅读教材P21-22，回答如下问题
（1）无机盐在细胞中的含量？
（2）无机盐的存在形式？
（3）无机盐的作用？
1、含量和存在形式
（二）存在形式
细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
含量较多的阳离子： Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
含量较多的阴离子： Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
（一）含量
1%～1.5%
元素主要有化合物的形式存在。
2、无机盐的作用
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 下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。
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,植株就
会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。
思考与讨论
2、无机盐的作用
Mg是合成叶绿素分子不可缺少的元素之一，缺Mg时叶绿素的形成受阻，从而影响光合作用
P是组成细胞的重要元素，细胞膜、细胞核中都含有P元素，P也是很多酶的组成部分，也参与了植物体内很多重要的代谢过程，如光合作用、糖类的合成等
血红素是血红蛋白的重要组成部分，而血红素的结构中不能缺少的一种元素就是Fe
1、参与组成细胞中某些复杂的化合物
2、无机盐的作用
大量流汗排出过多无机盐后，应多喝淡盐水
血液中Ca2+含量太低，动物会出现抽搐等症状
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
2、维持生物体正常的生命活动
2、无机盐的作用
3、维持生物体和细胞的酸碱平衡
剧烈运动后会感到腰酸、膝盖酸，原因是运动时产生了乳酸，但血液的pH没有太大变化,还是维持在7.35~7.45之间。什么原因呢？
4、维持细胞正常的形态
乳酸+NaHCO3 乳酸钠+H2CO3(碳酸)
H2CO3 H2O+CO2 (经呼吸系统排出)
质量分数为0.9%的氯化钠溶液
2、无机盐的作用
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
维持细胞的渗透压
Na+ 、K+ 、
Cl- 等
血钙过高→肌无力
血钙过低→抽搐
Mg2+
无机盐生理作用
Fe2+
不完全归纳法
维持细胞的酸碱平衡
HPO42-、
HCO3-等
3、部分常见无机盐的作用
Mg2＋ ━━
Ca2＋ ━━
Fe2＋ ━━
I- ━━
N- ━━
P- ━━
Na＋K＋ ━━
B- ━━
叶绿素成分
维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分
血红蛋白的成分
维持细胞外液的渗透压，缺乏Na+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
甲状腺激素成分
蛋白质、核酸等的成分
核酸、磷脂等的成分
促进花粉萌发和花粉管伸长
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
运动员饮料中的化学成分
问题探讨
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？
表中的NaCl、KCl、NaH2PO4、KH2PO4
、NaHCO3等都属于无机盐。
他们在饮料中以离子的形式存在。
运动员在运动中会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐，所以要给他们补充无机盐。
无机盐构成细胞中某些复杂化合物的组成成分，参与并维持生物体的代谢活动，维持细胞和生物体的酸碱平衡和渗透压。
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)。
活动5：技能提升：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__________
活动5：技能提升：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
活动5：技能提升：证明某种无机盐是否是植物必需的方法
1．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，并维持细胞形态
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
B
当堂考查
2.无机物在细胞的正常代谢中发挥着重要作用。请分析回答下列问题：
（1）水的存在形式有自由水和结合水两种，自由水和结合水在一定情况下可以相互转换。结合水与自由水的比值_____（较高/较低）时，细胞的新陈代谢较强。
（2）无机盐在机体中绝大多数以_____形式存在，种子在晒干的过程中无机盐的相对含量将会______（填“升高”或“降低”或“不变”）。人体血液中Fe2+的含量过低时，会导致_____。
较低
离子
升高
贫血
③另一同学认为上述实验尚有可疑之处，其处理方式是往培养一段时间后的乙组加入适量的含Mg的化合物，观察乙组加入Mg前后的生长状况与甲组的对比情况。其实验结果观察到最有可能的是乙组叶片_________。该同学设置这一实验步骤的目的是____________。
3.无机物在细胞的正常代谢中发挥着重要作用。请分析回答下列问题：
（3）为验证Mg为植物生长的必须元素，某同学进行了实验。甲组：正常植物＋完全培养液，乙组：正常植物＋缺Mg培养液。一段时间后观察两组的生长情况。
二次对照，增强实验结果的说服力
由黄变绿