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第2章 组成细胞的分子
第5节 细胞中的无机物
1.知道水和无机盐的存在形式。
2.理解水在细胞代谢中的生理作用。
3.了解无机盐的生理作用。
运动员饮料中的化学成分
成分
质量浓度
成分
质量浓度
蔗糖
其他糖类
柠檬酸
柠檬香精
氯化钠
氯化钾
磷酸二氢钠
磷酸二氢钾
碳酸氢钠
30 g/L
10 g/L
10 g/L
0.8 g/L
1.0 g/L
0.1 g/L
0.1 g/L
0.1 g/L
0.1 g/L
思考
1. 每升饮料中水占多少?
2. 表中哪些成分属于无机盐?
一 细胞中的水
1. 含量
细胞中含量最多的化合物是水
细胞、生物体内水的含量比较,说明了什么?
分析讨论一
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% 85-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5
不同生物的含水量不同
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
同种生物,在不同的组织、器官中的含水量不同
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
同种生物,不同的生长发育时期含水量不同
生长发育阶段 幼儿 成年(女) 成年(男)
质量分数% 77% 52%-58% 60%-65%
一 细胞中的水
2. 种类和功能
结合水
自由水
4.5%
95.5%
细胞结构的组成成分
⑴良好溶剂
⑵运输养料和代谢废物
⑶化学反应的原料和场所
⑷维持细胞的正常形态
种类 含量 功能
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?
(1)血液和心肌的含水量接近,但是血液是流动的而心肌是坚实的,为什么 ?
血液主要以自由水的形式存在,心肌主要以结合水的形式存在
自由水 结合水
(3)比较新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛?
一般而言,自由水含量越高,代谢越旺盛。
(4)自由水多还是结合水多的生物的抗旱、抗寒能力强?
结合水含量越高,抗性相对较强
(5)自由水和结合水是否可以相互转化?
一 细胞中的水
3. 水的含量与细胞的代谢密切相关
⑴自由水 / 结合水的比例越大,细胞的代
谢越活跃,生物体生长越迅速。如:干种
子吸水萌发。
⑵自由水 / 结合水的比例减少,即结合水
比例增加,细胞的代谢强度下降,抗寒、
抗旱等抗逆性提高。如:旱生植物。
一 细胞中的水
3. 水的含量与细胞的代谢密切相关
例1. 下列植物细胞中结合水的相对含量最
大的是
A. 休眠的蚕豆子叶细胞
B. 玉米的胚乳细胞
C. 洋葱根尖分生区细胞
D. 成熟柑橘的果肉细胞
例2. 刚收获的鲜小麦在阳光下晒干,重量
减轻,这个过程损失的主要是_________,
这样的种子在适宜的条件下,仍能萌发。
自由水
把晒干的种子,放在洁净的试管中加热,
试管壁上出现了水珠,这些水主要是
_______,这样的种子将不能萌发。
结合水
代谢旺盛的细胞内_____水相对含量高些。
自由
1.无机盐在细胞中的存在形式:
—— 离子(大多数)
阳离子:Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、
Fe3+等。
阴离子:Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
二、细胞中的无机盐:
2.含量:很少,仅占1%-1.5%
(1)为什么缺铁会导致贫血?
(2)植物缺镁会影响光合作用,为什么?
血红蛋白
★构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
铁是血红蛋白的重要组分
镁是叶绿素的重要组分
现在有许多食盐都是加碘的。为什么要在食盐中加碘?
碘是构成甲状腺激素的原料。
★ 维持细胞和生物体的生命活动
医用生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl。为什么浓度为0.9%?
该种浓度的盐和细胞是等渗溶液
★ 维持细胞渗透压平衡
患急性肠炎的病人(肚泻)脱水时需要及时补充水分,同时也需要补充体内丢失的无机盐,因此,输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法。
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值会不会有较大的变化?
★ 维持细胞和生物体的酸碱平衡
缓冲对:H2CO3\ NaHCO3 NaH2PO4\Na2HPO4
3.无机盐的生理功能:
(1)是某些重要化合物的组成成分
(2)调节生命活动
(3)调节渗透压平衡
(4)调节酸碱平衡
例3. 已知Mn2+是许多酶的活化剂,例如它
能激活硝酸还原酶,缺Mn2+的植物就无法
利用硝酸盐,这说明无机盐离子( )
A.对维持酸碱平衡有重要作用
B.对维持细胞形态有重要作用
C.对调节细胞内的渗透压有重要作用
D.对维持生物体内生命活动有重要作用
D
例4. 下列关于无机盐的叙述,错误的是( )
A.缺铁性贫血是因为体内缺少铁,血红蛋白不能合成
B.细胞中缺乏磷会影响核酸等物质的合成
C.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在,如碳酸钙构成骨骼、牙齿的主要成分
D.碘是合成甲状腺激素的原料,所以常在食盐中加碘
C
1.下列有关生物体内水的叙述,错误的是( )
A.水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在
B.人体衰老细胞中自由水含量减少,代谢缓慢
C.蛋白质在合成过程中能够产生水
D.冬季,植物体内自由水相对含量增高,以增强植物的抗寒能力
D
2.下列对于水分和无机盐的叙述,错误的是( )
A.细胞中的无机盐有些以化合物的形式存在,如铁是合成血红蛋白不可缺少的成分
B.植物缺Mg2+会影响光合作用,食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿
C.各种生物体的生命活动不能离开水
D.休眠或越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升,正在萌发的种子中结合水和自由水比值则下降
D
3.请回答下列问题:
(1)哺乳动物和人体中缺Ca2+会出现抽搐,缺K+会感到麻木,这说明无机盐对____________________有重要作用。
(2)做血涂片时,若用清水稀释血液,则过一段时间后血细胞会涨破,若用10%的盐水稀释血液,过一段时间后血细胞会皱缩,这说明无机盐对________________________有重要作用。
(3)在正常人的血浆中,NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中NaHCO3的含量减少时,会造成酸中毒;当血浆中的H2CO3含量减少时,则造成碱中毒。这说明
无机盐能够维持生物体内的酸碱平衡
维持细胞的正常形态
维持正常生命活动
技能提高
查找资料,了解某种植物(如:小麦)生长发育需要哪些无机盐。
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。
实验原理 :
方法步骤 :
当植物缺少某种必需矿质元素时,就会严重影响植物的生长和发育,并出现特有的病症
2、设置对照
1、配制培养液
分别配制完全培养液、缺镁培养液
3、培养
取符合要求的玻璃容器若干个,分为A、B两组,分别加入等量的培养液。A组用完全培养液,作为对照;B组用缺镁培养液,并贴上标签,如实验装置示意图。每个培养瓶中分别种一棵长势良好、大小相似的玉米幼苗,并作好记录
将这些装置放在温度、光照等条件相同且适宜的环境下培养,定时补充相应的培养液并定期给培养液通气
4、观察现象
定时观察、记录、比较两组玉米幼苗的生长状况
设计实验探究Mg是否是植物的必需矿质元素
结果预测
用完全培养液培养的玉米生长情况良好,而用缺镁培养液培养的玉米生长情况不好,叶色发黄。
结论
镁是植物生长所必需的矿质元素。
回步骤