生物人教版（2019）必修1 2.2细胞中的无机物（共38张ppt）课件

(共38张PPT)
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。
组成细胞的化合物
水
无机化合物
有机化合物
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
前情回顾
第二章 组成细胞的分子
第2节 细胞中的无机物
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？
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
运动饮料的化学成分表
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。
问题探讨
生物对水的渴望直观地说明水是生命之源
一、细胞中的水
特点1：水是活细胞中含量最多的化合物
（一）生物体含水量特点
特点2：生物种类不同,含水量不同。水生生物>陆生生物
水母97%
藻类90%
鱼类80-85%
蛙类78%
高等植物60-80%
哺乳动物65%
特点3：同一生物在不同的生长发育时期含水量不同
幼儿和成人体内的含水量
幼儿＞成人＞老年
幼嫩＞成熟
50%
77%
特点4：同一生物不同组织器官含水量不同
牙齿10%
骨骼肌76%
骨髓22%
心脏79%
血液83%
绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动
分类
细胞中水的存在形式
定义
定义
可流动、易蒸发、易散失
1.细胞内良好的溶剂
2.参与细胞内的许多生化反应
3.为细胞提供液体环境
4.运输营养物质和代谢废物
结合水
自由水
特点
功能
定义
与细胞内其他化合物相结合的水
特点
不流动、不易散失、含量较稳定
功能
细胞结构的重要组成部分
生物体的一切生命活动都离不开水
（二）
水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？它又为什么具有支持生命的独特性质呢？这是由它的分子结构所决定的。
2.
基础化学知识：
组成物质的原子是怎样的结构？
质子
中子
原子核
核外电子
原子
δ+
δ+
δ-
☆质子数决定原子在
元素周期表的位置
☆与质子数相等，围绕原子核做
高速运动，质量可忽略不计。
☆质子数和中子数
决定原子质量数。
原子和元素有什么区别？
12C
6个质子 ＋ 6个中子
14C
6个质子 ＋ 8个中子
元素是具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。质子数相同，中子数不同的原子互称同位素。
什么是分子？
分子是由组成的原子按照一定顺序排列结合在一起的整体。
H2O分子
O2分子
H2分子
什么是离子？
H原子
H离子（H+）
失去一个电子
离子是指原子或原子基团失去或得到一个或几个电子而形成的带电荷的粒子
什么是（共价）化学键？
相邻原子通过共用电子而形成的强烈作用力叫做共价键。
H原子
H原子
O原子
H2O分子
O
H
H
H2O分子
什么是极性分子？
电荷分布不均匀的分子称为极性分子。
H2O分子
共用电子对
H
H
O
O
H
H
什么是极性分子？
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。
3.
水的性质：
（1）是细胞内的良好的溶剂：
由于水分子属于极性分子，所以带电的物质都容易与水结合而溶解。
清水中加入NaCl颗粒
NaCl颗粒被溶解
氢键是由电负性差异所产生的一种特殊的分子间相互作用力(静电力) 。
H2O分子
O
H
H
δ-
δ+
δ+
（δ-）
（ δ+ ）
（δ-）
（ δ+ ）
（ δ- ）
（ δ+ ）
（ δ+ ）
（ δ- ）
氢键
氢键
氢键
氢键
一个水分子可形成 4 个氢键
（2）易形成氢键，具有一定的流动性：
氢键比化学键弱，易被破坏，又容易形成。这样氢键虽然只能维持极短时间，但由于其不断地断裂和不断地形成，使得水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。
（3）高比热容，所以性质稳定，不易受温度影响：
比热容是指使单位质量物体改变单位温度时所吸收或释放的能量。
由于水分子之间数量众多的氢键，所以一方面，想要让液态的水升温后沸腾至气化状态，就必须先破坏这种分子之间的作用力；另一方面，温度已经升高的水在降温时也会释放出更多地热量，很好地起到了缓冲的作用。
（三）自由水和结合水的关系
1.在一定条件下可以互相转换
烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。
血液凝固时，血液中的自由水转变成结合水。
自由水
结合水
温度降低、代谢减弱
温度升高、代谢增强
晒干种子VS烘干种子（种子失去的是什么水）？？？
将种子放在阳光下2天
重量减轻
自由水大量散失
晒干的种子用水浸泡
仍能萌发
失去大部分自由水的种子仍保持其生理活性
晒干的种子不浸泡
不萌发
自由水少，代谢弱
将种子放在酒精灯中用试管加热
管壁上有水珠
失去的主要是结合水
失去结合水的种子浸泡
种子不萌发
失去结合水的种子失去生理活性
2.两者的相对含量影响生物组织细胞的代谢速率。
1．储藏中的种子不含水分，以保持休眠状态。（ ）
2．细胞内自由水与结合水的比值越大，细胞的代谢就越旺盛；反之，代谢越缓慢。(　　)
3. 自由水可作为细胞内化学反应的反应物。( )
√
×
√
无机盐
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 , 请问这些灰烬是什么呢
二、细胞中的无机盐
二. 细胞中的无机盐
1.
含量：
仅占细胞鲜重的1％ ~ 1.5％
无机盐
2.
存在形式：
由于细胞内是液体环境，所以细胞中大多数无机盐都以离子形式存在，少数以化合物的形式存在。
阳离子：
Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 等
阴离子：
Cl－、SO42－、PO43－、HCO3－等。
无机盐可有可无吗？
3.
无机盐的作用：
Fe和Mg分别是构成血红素和叶绿素的重要成分。
（1）组成细胞中的化合物：
一种叶绿素分子的局部结构
血红素分子的局部结构
（2）维持细胞和生物体的生命活动：
名称 生理作用
Mg
Fe
P
Ca2+
Na+
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。
你还知道些无机盐离子对生命活动起着重要的作用，试举例说明。
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。
人体细胞脱水或吸水涨大都将引起病变，对患急性肠炎造成的严重脱水的病人，要输入0.9%的NaCl溶液来维持细胞水分代谢的平衡
　　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相对稳定的状态。
（3）维持细胞的渗透压
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。
体育课上剧烈运动后，肌肉会感觉到酸胀。这是因为剧烈运动时肌细胞进行无氧呼吸产生了乳酸所致。乳酸产生后部分存在肌肉细胞，一部分会进入血液，但乳酸进入血液后，血液的PH并不会因此而明显降低，仍能维持在7.35—7.45这一正常范围，这又是为什么呢？这体现了无机盐具有什么功能？
维持细胞和生物体的酸碱平衡
乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
组成缓冲溶液的共轭酸碱对的两种物质合称为缓冲对。
人体血液中三大缓冲对:
NaHCO3/H2CO3
Na2HPO4/NaH2PO4
知识延伸
（4）维持细胞和生物体的酸碱平衡：
技能提高
设计实验，证明某种或某几种无机盐是这种植物生长发育所必需的。
设计原则: 单一变量原则、对照原则
溶液培养法—验证植物生长发育必需的无机盐
课堂总结
课堂精练
　1. 生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na＋参与（　　　）
　　A. 调节渗透压 B. 组成体内化合物
　　C. 维持正常pH D. 提供能量
A
2.沙生植物的细胞中，含量最多的成分是（ ）
A．蛋白质 B．脂肪 C．核酸 D．水
3.马拉松赛跑进入最后阶段，发现少数运动员下肢肌肉抽搐，这是由于随着大量出汗而向体外排出了过量的（ ）
A．水 B．钙盐 C．钠盐 D．尿素
D
B
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类
含水量/% 97 80～85 78 65 90
4．(2020·大同高考模拟)下表是部分生物体中水分的含量：
表中数据说明(　　)
①代谢旺盛的组织器官含水量较多
②生物体中水分的含量超过了50%，是各种化合物中最多的
③水生生物体内的含水量比陆生生物多
④同一生物体不同的组织器官中水的含量差异很大
A．①②③④　　　　　　　　 B．②③
C．②③④ D．①③
B