2.2细胞中的无机物课件-(共22张PPT)2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

(共22张PPT)
第二章 组成细胞的分子
第二节 细胞中无机物
口渴了,你喝什么？
运动员在运动时怎么补水？
问题探讨
1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？
①水是细胞结构的重要组成成分；
②水是细胞内的良好溶剂；
③参与生化反应；
④作为大多数细胞生活的液体环境；
⑤细胞代谢中起运输作用。
问题探讨
右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。
总之，生物体的一切生命活动都离不开水。
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
运动员饮料的化学成分表
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）
2.表中哪些成分属于无机盐？为什么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？
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。
问题探讨
无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。
氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。
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
运动员饮料的化学成分表
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）
一.细胞中的水
化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类和核酸
质量分数/% 70~90 1~1.5 7~10 1~2 1~1.5
水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物
水的质量分数/% 97 80~85 78 65 90 60~80
细胞中各化合物的含量
不同生物体的含水量
同一生物不同生长发育时期含水量
婴儿 幼儿 成年（女） 成年（男）
水的质量分数/% 80以上 77 52~58 60~65
牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液
水的质量分数/% 10 22 76 79 83
同一生物不同组织、器官的含水量
细胞及生物体中含量最多的化合物是水。
不同生物含水量不同。
水生生物>陆生生物
同一生物不同生长发育时期含水量不同。幼年>成年 男人>女人
同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同
同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同
同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同
同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同。
资料2：离子、葡萄糖等必须溶于水中才能被细胞吸收利用。
二.水的特性和生理功能
资料4：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。
构成细胞的重要成分
参与细胞内的许多化学反应
提供液体环境
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
运输营养物质和代谢废物
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3：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。
[资料分析]据资料并结合课本P21分析总结水的功能。
二.水的特性和生理功能
[资料分析]自主阅读教材20-21页小字部分总结水的特性。
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，因此水分子属于极性分子。
水是极性分子，带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合。
带负电的O原子聚集在Na+周围。
带正电的H原子聚集在Cl-周围。
水是极性分子→良好的溶剂(理化特性1)
为什么水是细胞内良好的溶剂？
二.水的特性和生理功能
[资料分析]自主阅读教材20-21页小字部分总结水的特性。
为什么水具有流动性？
易形成氢键→水具有流动性(理化特性2)
氢键易被破坏，也易形成，水中的氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下维持液体的状态。
为什么水具有支持生命的独特性质？
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。水的温度相对不容易发生改变，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
水具有较高的比热容→性质稳定(理化特性3)
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。
比热容:单位质量改变单位温度所吸收或释放的能量。
3
水在细胞中存在的形式
自由水
（占细胞内全部水的95.5%）
结合水
（占细胞内全部水的4.5%）
特点：
易蒸发、不受束缚、可流动
特点：
不易散失、较稳定、失去流动性和溶解性
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
三.水在细胞中的存在形式
细胞内良好的溶剂
参与细胞内许多的生物化学反应
为细胞提供液体环境
运送营养物质和代谢废物
细胞结构的重要组成成分
将种子放在阳光下2天
重量
减轻
________大量散失
晒干的种子用水浸泡
仍能
萌发
失去大部分________的种子仍保持其生理活性
晒干的种子不浸泡
不萌发
_______少，代谢弱
自由水
自由水
自由水
三.水在细胞中的存在形式
(1)自由水
将种子放在试管中，用酒精灯加热
管壁上有水珠
失去的主要是________
失去________的种子浸泡
不萌发
失去________的种子失去生理活性
结合水
结合水
结合水
三.水在细胞中的存在形式
(2)结合水
抗逆性
新陈代谢速率

新陈代谢速率
抗逆性
温度降低
结合水
自由水
温度升高
自由水的比例高——代谢活跃，生长快，但抗逆性弱
自由水的比例低——代谢下降，生长慢，但抗逆性强

（抗逆性：动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒、抗热性能）
(3)自由水与结合水的关系
自由水下降，代谢减弱，便于储藏。
自由水上升，代谢增强，便于萌发。
三.水在细胞中的存在形式
烘干种子
水果放入冰箱
四.细胞中的无机盐
点燃小麦种子和植物秸秆，待它燃烬时可见到一些灰白色的灰烬。
无机盐
1.
含量：
仅占细胞鲜重的1％ ~ 1.5％
无机盐
2.
存在形式：
阳离子：
Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等
阴离子：
Cl－、SO42－、PO43－、HCO3－等。
四.细胞中的无机盐
——大多数无机盐以离子的形式存在
——少数无机盐以化合物的形式存在
牙齿、骨骼的组成成分是碳酸钙，以化合物形式存在。
3.无机盐的生理功能
四.细胞中的无机盐
资料1：观察血红素分子和叶绿素分子局部结构简图
（1）植物缺镁会影响光合作用，为什么？
铁是血红蛋白的重要组分
镁是叶绿素的重要组分
贫血
红细胞数量少
Fe含量低
缺Mg+
无法合成叶绿素
叶肉细胞不能进行光合作用
（2）为什么缺铁会导致贫血？
血红素分子的局部结构
一种叶绿素分子的局部结构
3.无机盐的生理功能
四.细胞中的无机盐
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。
（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。
P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。
功能一：构成某些复杂化合物的重要成分
3.无机盐的生理功能
四.细胞中的无机盐
资料3：人在剧烈运动时，会大量排汗，可能会引起肌肉抽搐，这是因为有大量的Ca2+随汗液排出，造成血钙过低；而血钙过高则出现肌无力。
人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最后引起肌肉酸疼、无力等。这说明无机盐有什么作用
血钙不足→抽搐
血钙过高→肌无力
功能二：维持细胞和生物体的生命活动
资料4：医生给病人输入药物时，常用生理盐水（质量分数为0.9%的氯化钠溶液）。为什么使用0.9%的氯化钠溶液，用0.09%或9%的氯化钠溶液可以吗？
0.9%的NaCl溶液和细胞所处液体环境是等渗溶液
低渗溶液
（0.09%）
高渗溶液
（9%）
生理盐水
（0.9%）
功能三：维持细胞的渗透压平衡
3.无机盐的生理功能
四.细胞中的无机盐
Na+、Cl-主要维持细胞外液的渗透压
K+主要维持细胞内液的渗透压
资料5：食物(蔬菜、水果)中往往含有一些碱性物质(如Na2CO3)，人吃后体内血液的pH一般不会有较大的变化；进行剧烈运动时，身体无氧呼吸产生了乳酸，因此人体会感到腰酸等，但体液的PH没有明显降低,仍维持在7.35—7.45之间，为什么呢？
乳酸 + NaHCO3 = 乳酸钠 + H2CO3
CO2 + H2O
功能四：维持细胞的酸碱平衡
缓冲物质：H2CO3\ NaHCO3
NaH2PO4\Na2HPO4
3.无机盐的生理功能
四.细胞中的无机盐
4.证明某种无机盐是否是植物必需的方法:
四.细胞中的无机盐
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X的培养液，无机盐X。
（2）实验设置
设置对照实验(设某种无机盐为X)。
（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
4.证明某种无机盐是否是植物必需的方法:
四.细胞中的无机盐
总结
细胞中的无机物
水
无机盐
自由水
结合水
①良好的溶剂
②参与生化反应
③为细胞提供液体环境
④运输养料和废物
细胞结构的重要组成成分
自由水比值高：代谢旺盛，抗逆性弱
结合水比值高：代谢缓慢，抗逆性强
相互
转化
比值关系
存在形式
离子或化合物
细胞和生物体的重要组成成分
维持细胞和生物体的生命活动
功能
维持细胞渗透压平衡
维持细胞酸碱平衡
游离状态，占95.5%
与其他物质结合，占4.5%
作业