(共26张PPT)
第2章 组成细胞的分子
第2节细胞中的无机物
1.归纳总结水在细胞中的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要作用。（生命观念、科学思维）
2.举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。（科学思维）
一、细胞中的水
1.水的含量特点
（1）含量：一般来说，____是活细胞中含量最多的化合物，占 。
（2）与生物种类及发育阶段的关系
.__________不同，含水量不同，如水生生物含水量多于陆生生物。
.同一生物不同____________含水量不同，如幼儿含水量多于成年人。
.同一生物的不同器官含水量不同。
水
生物种类
生长发育期
2.水的存在形式及功能
项目 自由水 结合水
形式 在细胞中以______的状态存在 与蛋白质、多糖等物
质相结合
作用 细胞内良好的溶剂；参与细胞内的许多__________反 应；为细胞提供__________；运送营养物质和_______ ___ __________的重要组
成部分
3.自由水和结合水的关系
（1）细胞内________所占的比例越大，细胞的代谢就越______，但抗逆性弱。
（2）细胞内________所占的比例越大，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越
____，但新陈代谢缓慢。
游离
生物化学
液体环境
代谢废物
细胞结构
自由水
旺盛
结合水
强
二、细胞中的无机盐
1.含量：无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的___________。
2.存在形式：细胞中大多数无机盐以______的形式存在。
3.功能
（1）某些重要化合物和结构的组成成分。如 是构成________的元素， 是构成
________的元素， 是组成________________的重要成分。
（2）维持细胞和生物体的生命活动。如人体内 缺乏会引起____________________
________，最终引发肌肉酸痛、无力等；如果血液中 的含量太低，动物会出现
______等症状。
离子
叶绿素
血红素
细胞膜、细胞核
神经、肌肉细胞的兴奋性降低
抽搐
（3）维持细胞的__________。如人血浆中的 、 等对血浆 的稳定具有
重要作用。
（4）维持生物体的渗透压平衡。如 和 对维持细胞内外的渗透压具有重要作用。
酸碱平衡
任务1 细胞中水的存在形式和功能
活动1 阅读课本P20~21，分析表中数据并回答以下问题
表1 不同生物体中水的含量
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物
水的含量/% 97 78 65 90
表2 同一生物不同器官的含水量
组织器官 牙齿 骨髓 骨骼肌 心脏 血液 脑
含水量/% 10 22 76 79 83 84
1.水是生命之源，没有水就没有生命。分析不同生物体中水的含量，你能得出什么结论
提示 不同生物体内含水量不同，水生生物的含水量多于陆生生物。
2.同一生物的不同组织器官，含水量是否相同？
提示 不同。
3.心脏和血液含水量相近，但是形态差异很大，原因是什么
提示 血液中的水主要是可以自由流动的自由水，而心脏中的水主要是失去了流动性和溶解性的结合水。
4.为什么说水是一种良好的溶剂？
提示 水分子具有极性，带有电荷的分子都易与水结合。
5.为什么说水对维持生命系统的稳定性非常重要
提示 水具有较高的比热容，温度相对不易发生变化。
6.试根据血液的功能判断自由水的功能。
提示 血液能够运输营养物质和代谢废物，故自由水可以运送营养物质和代谢废物；血液是血细胞生活的环境，故自由水可以为细胞提供生活的环境。
例1 每年的3月22日是“世界水日”。下列关于水的叙述不正确的是( )。
D
A.细胞中许多生物化学反应都需要水的参与
B.水是细胞鲜重中含量最多的化合物
C.水在细胞中的存在形式并非一成不变
D.生物体不同生长发育期含水量不变
[解析] 细胞鲜重中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，B正确；水在细胞中的存在形式并非一成不变，自由水和结合水可相互转化，C正确；生物体不同生长发育期含水量不同，D不正确。
对点练1 生物体的生命活动都离不开水。下列关于细胞中水的叙述，正确的是( )。
D
A.细胞中自由水的含量小于结合水的含量
B.不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同
C.因为水是非极性分子，所以水是细胞内良好的溶剂
D.由于氢键的存在，水的温度不易改变，水的这种特性，对于维持生命系统稳定性十分重要
[解析] 细胞中的水主要以自由水的形式存在，因此，自由水的含量大于结合水的含量，A错误；不同细胞内自由水与结合水的比例会因代谢情况的不同而不同，B错误；水分子是极性分子，易与带有正电荷或负电荷的分子（或离子）结合，因此，水是细胞内良好的溶剂，C错误。
素能提升 自由水、结合水与细胞代谢、抗逆性的关系（培养科学思维能力）
1.刚刚收获的新鲜种子甲一般要放在阳光下晒干后再储存，原因是什么
提示 种子晒干过程中失去的主要是自由水，自由水相对含量下降，可降低新陈代谢速率，便于储存。
2.乙烘烤后失去的是什么形式的水？此时的种子无法萌发说明什么问题？种子燃尽后产生的粉末丁是什么物质？
提示 结合水。烘烤后的种子无法萌发说明失去结合水的种子没有活性。种子燃尽后产生的粉末丁是无机盐。
3.新鲜鸡蛋和变质鸡蛋中的水分别主要以什么状态存在？这说明两者之间的关系是怎样的？
提示 新鲜鸡蛋的蛋清中与蛋白质结合的水为结合水。而变质鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分水释放出来，转变为自由水。这说明自由水和结合水之间可以相互转化。
4.晒干的种子能够长久保存，浸泡吸水后能够萌发，据此推断，自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系
提示 在一定范围内，自由水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛。
5.过冬时，越冬作物要减少灌溉，原因是什么
提示 降低自由水比例，可提高作物对寒冷等不良环境的抵抗能力。
认知生成
例2 （不定项）《氾胜之书》是西汉晚期农学著作，是中国现存较早的一部农学著作，
书中提到 收获的粮食要“曝使极燥”，降低粮食的含水量后才入仓储存。 下列说法正确
的是( )。
BCD
A.“曝使极燥”后的种子抵抗严寒的能力会降低
B.“曝使极燥”后，细胞中自由水含量大幅度减少
C.降低粮食的含水量，可防止种子在储存过程中发霉
D.降低粮食的含水量，可减少储存过程中有机物的消耗
[解析] “曝使极燥”后的种子自由水含量减少，结合水含量增多，代谢减弱，抵抗严寒的能力会增强，A错误，B正确；自由水可参与细胞代谢，降低粮食的含水量会使其代谢水平降低，呼吸速率降低，可减少储存过程中有机物的消耗，可防止种子在储存过程中发霉，C、D正确。
对点练2 “抽刀断水水更流。”水在常温下呈液态且是细胞内良好的溶剂。下列关于水
的叙述错误的是( )。
C
A.代谢慢的生物体内，自由水与结合水的比值相对较低
B.北方冬小麦在冬天来临前结合水比例上升
C.为减少有机物的消耗，种子入仓前需通过充分晾晒丢失全部自由水
D.晾晒后的种子中细胞的呼吸作用减弱，便于储存
[解析] 自由水含量与代谢速率有关，代谢较慢的生物体内，自由水含量降低，其自由水与结合水的比值也相对较低，A正确；北方冬小麦细胞内自由水比例下降，结合水比例上升，使代谢降低，但抗逆性增强，B正确；为减少有机物的消耗，种子入仓前需通过充分晾晒丢失部分自由水，C错误；种子晾晒过程中失水（主要为自由水），细胞的呼吸作用减弱，便于储存，D正确。
任务2 无机盐的存在形式和功能
活动2 探究无机盐的存在形式和功能
1.足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼常导致“花而不实”。这些事例说明无机盐具有何种功能
提示 维持生物体正常的生命活动。
2.生理盐水是指与人体细胞所处液体环境中溶质的浓度相等的质量分数为 的氯化
钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸水涨
破。这说明无机盐具有什么功能
提示 维持人体的渗透压，维持细胞的正常形态。
3.为什么人体缺铁会导致贫血 为什么植物缺镁会影响光合作用
提示 铁是构成血红素的元素。镁是构成叶绿素的元素。
例3 近年来，马拉松赛事在国内各城市火热开赛。香蕉是马拉松沿途补给站的标配，
其中富含的钾离子可以缓解大量出汗导致的肌肉灵敏度下降，并能提高神经系统的兴
奋性。该事实说明无机盐的功能是( )。
D
A.为肌肉收缩提供大量能量
B.参与构成细胞结构
C.维持机体酸碱平衡
D.对维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用
[解析] 无机盐不能提供能量，A不符合题意；香蕉富含的钾离子可以缓解大量出汗导致的肌肉灵敏度下降，并能提高神经系统的兴奋性，说明无机盐对维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，D符合题意，B、C不符合题意。
对点练3 夏季，人在高温作业或剧烈活动后，要喝淡盐水；患急性肠胃炎时，要及时
注射生理盐水；不慎受外伤后，要用质量分数为 的盐水清洗伤口。这样做的目的
依次为( )。
①降温 ②维持水和无机盐代谢平衡 ③维持无机盐代谢的平衡 ④消毒 ⑤生理盐水是
细胞的等渗溶液并有清洁作用
B
A.①②④ B.③②⑤ C.②③⑤ D.②③④
[解析] 夏季出汗多，无机盐流失多，因此需要进行盐分补充； 急性肠胃炎会导致水和无机盐大量流失，因此需要补充水和无机盐；用生理盐水清洗伤口主要是为了防止细胞吸水涨破，并对伤口进行清理。
课堂小结
课堂小测
1.判断下列表述是否正确。
（1）细胞中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）晒干的种子中不含自由水。( )
×
（3）生物体内无机盐均以离子形式存在。( )
×
2.无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有着重要的作用。下列有关无机盐功能的
叙述，错误的是( )。
D
A.哺乳动物血液中必须含有一定量的
B.缺 时叶绿素含量降低，影响植物的光合作用
C. 是构成血红素的成分，缺 会导致缺铁性贫血
D.人体内 缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性升高
[解析] 哺乳动物血液中必须含有一定量的 ，如果 的含量太低，动物会出现抽搐等症状， A 正确； 是构成叶绿素的元素，植物体缺 导致叶绿素含量减少，从而影响光合作用， B 正确； 是构成血红素的成分，血红素是血红蛋白的组分之一，缺 导致正常的血红蛋白数量不足，运氧能力下降，会导致缺铁性贫血， C 正确；人体内 缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低， D 错误。第2节 细胞中的无机物
【学习目标】
1.归纳总结水在细胞中的存在形式和作用,认同其在生命活动中具有重要作用。(生命观念、科学思维)
2.举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。(科学思维)
【自主预习】
一、细胞中的水
1.水的含量特点
(1)含量:一般来说, 水 是活细胞中含量最多的化合物,占60%~95%。
(2)与生物种类及发育阶段的关系
a. 生物种类 不同,含水量不同,如水生生物含水量多于陆生生物。
b.同一生物不同 生长发育期 含水量不同,如幼儿含水量多于成年人。
c.同一生物的不同器官含水量不同。
2.水的存在形式及功能
项目 自由水 结合水
形式 在细胞中以 游离 的状态存在 与蛋白质、多糖等物质相结合
作用 细胞内良好的溶剂;参与细胞内的许多 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 的重要组成部分
3.自由水和结合水的关系
(1)细胞内 自由水 所占的比例越大,细胞的代谢就越 旺盛 ,但抗逆性弱。
(2)细胞内 结合水 所占的比例越大,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越 强 ,但新陈代谢缓慢。
二、细胞中的无机盐
1.含量:无机盐是细胞中含量很少的无机物,仅占细胞鲜重的 1%~1.5% 。
2.存在形式:细胞中大多数无机盐以 离子 的形式存在。
3.功能
(1)某些重要化合物和结构的组成成分。如Mg是构成 叶绿素 的元素,Fe是构成 血红素 的元素,P是组成 细胞膜、细胞核 的重要成分。
(2)维持细胞和生物体的生命活动。如人体内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;如果血液中Ca2+的含量太低,动物会出现 抽搐 等症状。
(3)维持细胞的 酸碱平衡 。如人血浆中的HC、H2P等对血浆pH的稳定具有重要作用。
(4)维持生物体的渗透压平衡。如Na+和K+对维持细胞内外的渗透压具有重要作用。
【合作探究】
任务1 细胞中水的存在形式和功能
活动1 阅读课本P20~21,分析表中数据并回答以下问题
表1 不同生物体中水的含量
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物
水的含 量/% 97 80~85 78 65 90 60~80
表2 同一生物不同器官的含水量
组织器官 牙齿 骨髓 骨骼肌 心脏 血液 脑
含水量/% 10 22 76 79 83 84
1.水是生命之源,没有水就没有生命。分析不同生物体中水的含量,你能得出什么结论
【提示】 不同生物体内含水量不同,水生生物的含水量多于陆生生物。
2.同一生物的不同组织器官,含水量是否相同
【提示】 不同。
3.心脏和血液含水量相近,但是形态差异很大,原因是什么
【提示】 血液中的水主要是可以自由流动的自由水,而心脏中的水主要是失去了流动性和溶解性的结合水。
4.为什么说水是一种良好的溶剂
【提示】 水分子具有极性,带有电荷的分子都易与水结合。
5.为什么说水对维持生命系统的稳定性非常重要
【提示】 水具有较高的比热容,温度相对不易发生变化。
6.试根据血液的功能判断自由水的功能。
【提示】 血液能够运输营养物质和代谢废物,故自由水可以运送营养物质和代谢废物;血液是血细胞生活的环境,故自由水可以为细胞提供生活的环境。
例1 每年的3月22日是“世界水日”。下列关于水的叙述不正确的是( )。
A.细胞中许多生物化学反应都需要水的参与
B.水是细胞鲜重中含量最多的化合物
C.水在细胞中的存在形式并非一成不变
D.生物体不同生长发育期含水量不变
【答案】 D
【解析】 细胞鲜重中含量最多的化合物是水,其次是蛋白质,B正确;水在细胞中的存在形式并非一成不变,自由水和结合水可相互转化,C正确;生物体不同生长发育期含水量不同,D不正确。
对点练1 生物体的生命活动都离不开水。下列关于细胞中水的叙述,正确的是( )。
A.细胞中自由水的含量小于结合水的含量
B.不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同
C.因为水是非极性分子,所以水是细胞内良好的溶剂
D.由于氢键的存在,水的温度不易改变,水的这种特性,对于维持生命系统稳定性十分重要
【答案】 D
【解析】 细胞中的水主要以自由水的形式存在,因此,自由水的含量大于结合水的含量,A错误;不同细胞内自由水与结合水的比例会因代谢情况的不同而不同,B错误;水分子是极性分子,易与带有正电荷或负电荷的分子(或离子)结合,因此,水是细胞内良好的溶剂,C错误。
素能提升 自由水、结合水与细胞代谢、抗逆性的关系(培养科学思维能力)
1.刚刚收获的新鲜种子甲一般要放在阳光下晒干后再储存,原因是什么
【提示】 种子晒干过程中失去的主要是自由水,自由水相对含量下降,可降低新陈代谢速率,便于储存。
2.乙烘烤后失去的是什么形式的水 此时的种子无法萌发说明什么问题 种子燃尽后产生的粉末丁是什么物质
【提示】 结合水。烘烤后的种子无法萌发说明失去结合水的种子没有活性。种子燃尽后产生的粉末丁是无机盐。
3.新鲜鸡蛋和变质鸡蛋中的水分别主要以什么状态存在 这说明两者之间的关系是怎样的
【提示】 新鲜鸡蛋的蛋清中与蛋白质结合的水为结合水。而变质鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质,使这部分水释放出来,转变为自由水。这说明自由水和结合水之间可以相互转化。
4.晒干的种子能够长久保存,浸泡吸水后能够萌发,据此推断,自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系
【提示】 在一定范围内,自由水和结合水的比值越大,细胞代谢越旺盛。
5.过冬时,越冬作物要减少灌溉,原因是什么
【提示】 降低自由水比例,可提高作物对寒冷等不良环境的抵抗能力。
认知生成
例2 (不定项)《氾胜之书》是西汉晚期农学著作,是中国现存较早的一部农学著作,书中提到收获的粮食要“曝使极燥”,降低粮食的含水量后才入仓储存。下列说法正确的是( )。
A.“曝使极燥”后的种子抵抗严寒的能力会降低
B.“曝使极燥”后,细胞中自由水含量大幅度减少
C.降低粮食的含水量,可防止种子在储存过程中发霉
D.降低粮食的含水量,可减少储存过程中有机物的消耗
【答案】 BCD
【解析】 “曝使极燥”后的种子自由水含量减少,结合水含量增多,代谢减弱,抵抗严寒的能力会增强,A错误,B正确;自由水可参与细胞代谢,降低粮食的含水量会使其代谢水平降低,呼吸速率降低,可减少储存过程中有机物的消耗,可防止种子在储存过程中发霉,C、D正确。
对点练2 “抽刀断水水更流。”水在常温下呈液态且是细胞内良好的溶剂。下列关于水的叙述错误的是( )。
A.代谢慢的生物体内,自由水与结合水的比值相对较低
B.北方冬小麦在冬天来临前结合水比例上升
C.为减少有机物的消耗,种子入仓前需通过充分晾晒丢失全部自由水
D.晾晒后的种子中细胞的呼吸作用减弱,便于储存
【答案】 C
【解析】 自由水含量与代谢速率有关,代谢较慢的生物体内,自由水含量降低,其自由水与结合水的比值也相对较低,A正确;北方冬小麦细胞内自由水比例下降,结合水比例上升,使代谢降低,但抗逆性增强,B正确;为减少有机物的消耗,种子入仓前需通过充分晾晒丢失部分自由水,C错误;种子晾晒过程中失水(主要为自由水),细胞的呼吸作用减弱,便于储存,D正确。
任务2 无机盐的存在形式和功能
活动2 探究无机盐的存在形式和功能
1.足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象,这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的;硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长,缺少硼常导致“花而不实”。这些事例说明无机盐具有何种功能
【提示】 维持生物体正常的生命活动。
2.生理盐水是指与人体细胞所处液体环境中溶质的浓度相等的质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态,如果放到清水里,会吸水涨破。这说明无机盐具有什么功能
【提示】 维持人体的渗透压,维持细胞的正常形态。
3.为什么人体缺铁会导致贫血 为什么植物缺镁会影响光合作用
【提示】 铁是构成血红素的元素。镁是构成叶绿素的元素。
例3 近年来,马拉松赛事在国内各城市火热开赛。香蕉是马拉松沿途补给站的标配,其中富含的钾离子可以缓解大量出汗导致的肌肉灵敏度下降,并能提高神经系统的兴奋性。该事实说明无机盐的功能是( )。
A.为肌肉收缩提供大量能量
B.参与构成细胞结构
C.维持机体酸碱平衡
D.对维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用
【答案】 D
【解析】 无机盐不能提供能量,A不符合题意;香蕉富含的钾离子可以缓解大量出汗导致的肌肉灵敏度下降,并能提高神经系统的兴奋性,说明无机盐对维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,D符合题意,B、C不符合题意。
对点练3 夏季,人在高温作业或剧烈活动后,要喝淡盐水;患急性肠胃炎时,要及时注射生理盐水;不慎受外伤后,要用质量分数为0.9%的盐水清洗伤口。这样做的目的依次为( )。
①降温 ②维持水和无机盐代谢平衡 ③维持无机盐代谢的平衡 ④消毒 ⑤生理盐水是细胞的等渗溶液并有清洁作用
A.①②④ B.③②⑤
C.②③⑤ D.②③④
【答案】 B
【解析】 夏季出汗多,无机盐流失多,因此需要进行盐分补充; 急性肠胃炎会导致水和无机盐大量流失,因此需要补充水和无机盐;用生理盐水清洗伤口主要是为了防止细胞吸水涨破,并对伤口进行清理。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
1.判断下列表述是否正确。 (1)细胞中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)晒干的种子中不含自由水。 (×) (3)生物体内无机盐均以离子形式存在。 (×) 2.无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有着重要的作用。下列有关无机盐功能的叙述,错误的是( )。 A.哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+ B.缺Mg时叶绿素含量降低,影响植物的光合作用 C.Fe是构成血红素的成分,缺Fe会导致缺铁性贫血 D.人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性升高 【答案】 D 【解析】 哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+,如果Ca2+的含量太低,动物会出现抽搐等症状,A正确;Mg是构成叶绿素的元素,植物体缺Mg导致叶绿素含量减少,从而影响光合作用,B正确;Fe是构成血红素的成分,血红素是血红蛋白的组分之一,缺Fe导致正常的血红蛋白数量不足,运氧能力下降,会导致缺铁性贫血,C正确;人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低,D错误。
2
