第一章第一节 水和无机盐是构成细胞的重要化合物 课件【新教材】浙科版(2019)高中生物必修一(共46张PPT)

(共46张PPT)
第一节水和无机盐是构成细胞的重要无机盐
02
03
01
水为生命活动提供条件
细胞中主要的元素
无机盐
生物体结构和功能的基本单位是什么
细胞
细胞是由物质组成的，这些物质有哪些呢
无机物
各种不含碳元素的化合物(除C
O 、CO 、碳酸盐等简单含碳化
合物)主要是水和各种无机盐。
指除一氧化碳、二氧化碳、碳
酸盐等以外的几乎所有含碳化 合物。
那这些物质又是由什么组成的呢
元素
组 成 细 胞 的 元 素
元素 符号
含量(%)
氧 0
65.0
碳 C
18.5
氢 H
9.5
氮 N
3.3
钙 Ca
1.5
磷 P
1.0
铁 Fe
0.4
硫 S
0.3
钠 Na
0.2
氯 CI
0.2
镁 Mg
0.1
氧48.60%
钾2.47%
镁2.00%
氢0.76%
其他1.20%
比较下图和表1-1,能得出哪些结论
组成人体的主要元素
组成细胞的元素，在地球的无机盐环境中都能找到， 没有一种化学元素是细胞所特有的。
铝7.73% 铁4.75% 钙3.45% 钠2.74%
地壳中各种元素的含量
硅26.30%
材料1:组成生物体的化学元素，在无机自 然界都可以找到，没有一种化学元 素是生物界特有的。
材料2:C 、H 、0这三种化学元素，在组成人
化学成分中，质量分数还不到1%。
生物界和非生物界的元素组成
生物界和非生物界的元素组成 含量不同 差异性
体的化学成分中，质量分数占73%左
这两则资料说明了什么问题
右，而这三种元素在组成岩石圈的
统一性
组成人体的主要元素
元素 符号
含量(%)
氧 0
65.0
碳 C
18.5
氢 H
9.5
氮 N
3.3
钙 Ca
1.5
磷 P
1.0
铁 Fe
0.4
硫 S
0.3
钠 Na
0.2
氯 Cl
0.2
镁 Mg
0.1
阅读表1-1:组成人体的主要元素
C 、H 、O 、N 、P和S等 ：主要元素
其中C、H、O、N四种元素
在人体中所占比重在96%以上：基本元素
O 元素：含量最多的元素
C 元素：最基本的元素
一、细胞主要是由C、H、O、N、P 和S等元素组成
元素 符号 在人体中 所占比重(%) 元 素 符号
在人体中
所占比重
氧 0 65.0 铁 Fe
微量
碳 C 18.5 锌 Zn
微量
氢 H 9.5 铜 Cu
微量
氮 N 3.3 狭 I
微量
钙 Ca 15 锰 Mn
微量
磷 P 1.0 B
微量
钾 K 0.4 铬 Cr
微量
硫 S 0.3 钼 Mo
微量
钠 Na 0.2 钴 Co
微量
氯 Cl 0.2 猶 Se
微量
镁 Mg 0.1 氣 F
微量
细胞中主要的化学元素有20多种，根据他
们在生物体内含量的多少，分为大量元素 和微量元素。
(1)大量元素：C、H、O、N、P、S 等。
(2) 微量元素：在人体中含量很低的元素。
新木桶碰铁门
一、组成细胞的元素种类
表1- 1 组成人体的主要元素
特别注意：微量元素在生物体中虽然含量很少，但是不可缺少。
例如： B 可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，有利于植物的
受精作用，植 物 缺B 会造成“花儿不实”。
C H、0、N S 、P K、Ca、Mg
最基本元素基本元素主要元素大量元素
(4种) (6种)
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
微量元素
铁猛碰新木桶
大量元素和微量元素
包括水和各种无机盐等各种 不含碳元素的化合物(除CO、 CO 、碳酸盐等简单含碳化 合物)。
指除一氧化碳、二氧化碳、 碳酸盐等以外的所有含碳化 合物，数量多达几百万种。
水为生命活动提供了条件
糖类
脂质
蛋白质
核酸
水
无机盐
细胞物质
有机物
无机物
1、细胞中的水含量
2、水的特性
3、水的存在形式
4、水的作用
水为生命活动提供条件
水为生命活动提供了条件
1、细胞中的水含量
·生物体中水的含量一般为60%～90%
·细胞内含量最多的化合物——水
·是生物体重要的组成部分
(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
(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% 60-90 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
细胞、生物体内水的含量比较，说明了什么
(3)同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同
(1)细胞中含量最多的化合物是水
(2)不同生物的含水量不同
分析讨论
(4)同种生物，不同的生长发育时期含水量不同
(4)幼儿和成人体内的含水量
水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子 成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或 离子)都容易与水结合，如下图，因此，水是良好的 溶剂。
水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，如下图，氢原 子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强 的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢 的一端稍带正电荷
: H 共用电子对 电子式
0-H
极性共价键
H
结构式
2、水的特性
NaCI在水中电离后与水分子结合
H O
分子式
水分子的各种表示方式
H
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，它们之间的静电吸引作 用就形成一种弱的引力，这种弱的引力称 为氢键，如图。
2、水的特性
水分子间的氢键(结构 水分子间的氢键(结构模型)
水分子结构示意图
极性共价键
氢键
H
水分子的特性和作用：
1、水是极性分子：
极性分子是指从整个分子看，电荷分布不
均匀不对称的分子。
水作为溶剂，当然也成了生物体
物质运输的主要介质
水分子的缔合： 水是极性分子，并且由于正负电荷的相互吸引，水分子
便会形成氢键。
如：37℃时，1克水完全
蒸发需吸热574卡
水温度升高时，破坏氢键，需要 吸收更多的热；若水温降低会形 成较多氢键，释放热量。
缓和温度变化
2、水分子之间具有氢键hydrogen bond:
氢键
·自由水：可以自由流动，以游离形式存 在
占细胞内全部水的95%以上。
(含量与新陈代谢强度呈正相关)
·结合水：与细胞内其它物质相结合，
约占细胞内全部水的4.5%。
(含量与抗寒性、抗旱性呈正相关)
说明：牙齿中主要是结合水
血液中主要是自由水
(2)农民晒干葵花籽与炒干葵花籽主要失去的是什 么形式的水
自由水结合水
牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏
血液
10% 22% 76% 79%
83%
三、水的存在形式
(结合水),
·结论：自由水和结合水可相互转化
·2.干燥的种子和萌发的种子相比，
·自由水和结合水的比值：
·萌发的种子> 干燥的种子
自由水与结合水的关系
·1.血液凝固时，血液中的(自由水)转变成
自由水和结合水的比例
生物体新陈代谢旺盛的部分自由水的含量高，反之结合水含量高。
不同形式水的比例与新陈代谢之间的关系
自由水
结 合 水
含量 绝大部分(95%)
少部分(5%)
特点 以游离形式存在，可蒸发，可以 自由流动
以氢键的形式与细胞内其 他有机物相结合(不易蒸 发，不能自由流动)
功能 ①细胞内的良好溶剂 ②某些代谢的反应物与产物 ③运输营养物质和代谢废物 ④调节并缓和温度变化
是组成细胞和生物体结构 的重要成分
水的存在形式及功能
①水有极性，是多种极性分子或离子的良好溶剂，很多物质溶解在水中，有利于物质
的运输，是生物体内物质运输的主要介质。
②水分子之间有氢键，使得水具有调节温度的作用。
③水分子是生物体内多种生化反应的重要反应物和生成物。
④结合水是与其他化合物相结合的水，是细胞结构的组成成分。
总结、水的功能
十 水的功能
结构 -
无 机 盐
PLEASE ADD YOUR TITTLE HERE
·1、无机盐的含量
·无机盐在人体内含量不高，约占1%~1.5%,
·2、无机盐多数以离子的形式存在，少部分以化合物的形式
·阳离子：Na* 、K* 、ca + 、Mg + 、Fe + 、Fe + 等。
·阴离子：Cl 、so - 、PO 、HCO 等。
无机盐与细胞生活密切相关
无机盐与细胞生活密切相关——无机盐的功能
1、 维持细胞和生物体的生命活动。( 酸碱平衡、渗透压平衡
2、 是细胞重要组成成分之一，如骨细胞的重要成分是磷酸钙
3、 构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
特别注意： 哺乳动物血液中Ca +含量过低会导致抽搐，过高会导致肌 无力。
1、 维持细胞和生物体的生命活动
当我们剧烈体育运动后，会感到腰酸、膝盖
酸。这是因为运动产生了乳酸，但我们体液 pH值并没有因此而下降，还是维持在7.35- 7.45之间，为什么呢
·我们可以依靠无机盐离子H CO /HCO 等
组成的缓冲液来调节并维持酸碱平衡。
(1)维持生物体内环境的酸碱平衡
全身哪都疼
(1)维持生物体内环境的酸碱平衡
思考：血液pH值为什么能够维持在7.35-7.45之间
进入肝脏参与代谢
乳酸钠
H CO
CO2 H O
呼吸- →排出
呼吸中枢调节
血液中含有多对对酸碱度起缓冲作用的物质即缓冲对，如：H CO
/NaHCO ; NaH PO /Na HPO
由肾脏排处
碳酸氢钠
碳酸钠
H CO / NaHCO 血浆
乳酸
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
0.09%
膨胀
2).维持细胞正常的渗透压，保持细胞的正常形态
皱缩
90%
镁离子是叶绿素的必需成分
二铁离子是血红蛋白的必需成分
碘离子是甲状腺激素的必需成分
钙离子是牙齿和骨骼的必需成分
3. 是某些复杂化合物的重要组成成分
离子
主要功能
Ca +
CaCO 是骨骼和牙齿的重要成分
肌肉的收缩和血液的凝固
佝偻病(幼年)、软骨病(成年)、骨质疏松症(老年)
Mg +
叶绿素的组成成分
缺镁会影响植物的光合作用
Fe +
血红蛋白的组成成分
缺铁会导致贫血症
I-
甲状腺激素的组成成分
缺碘会导致呆小症(幼年)和大脖子病(成年)
Na+/K+
维持细胞的渗透压，神经细胞的兴奋性
总结：常用无机盐及其生理功能
化合物
无机
化合
物
C.H.O.N.P.S.K.Ca.Mg
大量元素
Fe.Mn.Zn.Cu.B.Mo
微量元素
蛋白质
核酸
糖类
脂质
有机 化合
物
无机 盐
水
同位素与同位素示踪法
PLEASE ADD YOUR TITTLE HERE
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素。
简单地说，同位素是指质量不同而化学性质相同的原子。
因为同位素具有不同的特性，所以可用不同的方法检测出来。
有些同位素能够发生衰变而产生放射性，因此易于检测。
14C就是碳的一种放射性同位素。
同位素与同位素示踪
打开书本第99页，阅
读“小资料”部分
· 光合作用释放的O 到底是来自H O, 还 是
CO 呢
·同位素标记法研究
1939年美国鲁宾卡门
C 80 O CO — 18O
光积下的
小球藻悬液
H 0 H o
证实：光合作用释放的氧气来于水
二 、光合作用实验研究
2、标记14CO
探究光合作用中碳原子的转移途径
经典实验回顾(美)卡尔文实验
同位素与同位素示踪(应用)
相同水分子间，具有相互吸引的力量，称为内聚力。
(据测定，植物细胞中水分子的内聚力竟达20M 以上) 叶片蒸腾失水后，便从下部吸水，所以水柱一端总 是受到拉力，与此同时，水柱本身的重量又使水柱 下降，这样上拉下堕使水柱产生张力。众所周知，
水分子与水分子之间的内聚力很大，同时水分子与
导管或管胞内纤维素分子之间还有强的附着力，它 们远远大于水柱的张力，故可使水柱不断，这种以 水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至 根水柱不断来解释水分上升原因的学说，称为内聚 力学说，亦称蒸腾-内聚力-张力学说，是爱尔兰人 迪克松(H.H·Dixon)提出的。
叶脉的管胞
水赛气
鉴木质部输导组织
士壤表面
根毛 土壤
土壤水分
皮层 表 皮
内皮层一
内聚力学说
课堂练
1、生长在干旱沙漠上的植物，其细胞内含量最多的
化合物是 D
A、蛋白质 B 、脂 质 C 、糖类 D 、水
2、水在活细胞中含量最多，可推测最早的原始生命
诞生于 D
A、 原始大气 B 、原始森林
百 加 大 陆 n 百 始 海 洋
3、当生物体新陈代谢旺盛，生长迅速时，生物物体内
C
A、结合水/自由水的比值与此无关
B、结合水/自由水的比值会升高
C、结合水/自由水的比值会降低
D、结合水/自由水的比值会不变
4、已 知Mn +是许多酶的活化剂，例如能激活硝酸还
原酶，缺Mn +的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机
盐离子 A
A、对维持生物体生命活动有重要作用
B、对维持细胞形态有重要作用
C、对维持酸碱平衡有重要作用
D、 对调节细胞内外的渗透压有重要作用
5、人的红细胞必须生活在含有0.9%的氯化钠溶液中；若将红细
胞置于蒸馏水中，红细胞会吸水过多而胀破；若将红细胞置于 浓盐水中，红细胞会因失水而皱缩，因而丧失输送氧气的功能。 所以医生给脱水病人输液时常用0.9%的生理盐水，这个事实说
明
A、无机盐对维持细胞形态和功能有重要作用
B、无机盐是正常红细胞的主要组成成分之一
C、水分子容易进出细胞
D、无机盐离子容易进出细胞
(1)相同质量的花生种子(含油脂多)和大豆种子(含蛋白质
多),当它们含水量相同时，自由水含量较多的是 花生
种子。
(2)以占种子干重的百分比计算，种子萌发时干燥大豆种子的
吸水量比干燥花生种子吸水量 多
(3)种子入库前必须对其干燥处理，降低种子中的含水 量，这是因为
a. 种子含水量高，呼吸作用强，种子内贮存的营养物质因分解而损失过多
b. 种子含水量高，呼吸作用强，放出热量多，温度增高，种子易发芽、霉变
(4)各地规定的入库粮食的含水量标准不尽相同，其原 因是。
气候不同，特别是湿度、温度不同