细胞中的无机物
【教学目标】
1．知识方面
（1）知道水和大多数无机盐在细胞中的存在形式及生理功能。
（2）正确理解多种化合物的相互关系。
2．能力方面
（1）通过阅读、收集、整理生活中遇到的有关水、无机盐的信息，获得自主学习的能力。通过对获得的资料相互交流，培养合作学习的能力。
（2）通过对水含量的分析培养语言表达能力和听取他人意见对自己的见解进行解释证明和修改的能力。
3．情感价值观
积极参加讨论，列举自己的生活经验，发表自己的见解，在交流中建立自信，能够关注人类健康。
【教学重难点】
一、重点：
水和无机盐在细胞中的重要作用。
二、难点：
1．结合水的概念。
2．无机盐的作用。
【教学过程】
一个人在极限的状态下，可以坚持20天以上不进食，但是缺水不出3天就会丧生。地球表面有3／4的部分是水，细胞含量最多的化合物是水，这些事实说明水的重要性，你能列举生活中的哪些现象事实来说明生命活动离不开水呢？
细胞中的水
1．细胞中水的含量：
细胞中各种化合物所占的比例
化合物
水
无机盐
蛋白质
脂质
糖类
核酸
所占比例（%）
70
1
15
2
3
7
由这个表你能得到什么结论？
几种不同生物体中水的含量
生物
水母
鱼类
蛙
哺乳动物
藻类
高等动物
水的含量（%）
97
80—85
78
65
90
7
由这个表你能得到什么结论？
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
水的含量（%）
10
22
76
79
83
由这个表你能得到什么结论？
讨论：生物体的不同生长发育期，含水量是否相同？
思考：从表面上看血液是流动的，而心脏是坚实的，但是两者含水量仅相差4%，为什么？
2．水的存在形式及功能：
阅读课本总结出细胞中水的存在形式，各自的定义、含量及功能。
形式
定义
含量
功能
自由水
结合水
讨论：（1）刚收下的小麦种子经过暴晒后种子变干，是不是小麦种子里就不含水分了呢？暴晒失去的水应该是哪一种形式？小麦干种子中的水主要是哪一种形式存在呢？
（2）切西瓜时流出的瓜汁和挤菜馅挤出的水是什么形式的水？鸡蛋清里的又是以什么形式存在的水？
小结：
自由水：填充在有机固体颗粒之间，可流动、易蒸发，加压可析离。是可以参与代谢的水。
结合水：吸附和结合在有机固体物质上的水，是一种水胶体（如鸡蛋清）。不能蒸发，不能析离，失去了流动性和溶解性，是生物体的构成物质，具有生命活性。
自由水和结合水在一定条件下存在着动态转化，自由水和结合水的转化受到温度的影响。
自由水的比例高——代谢活跃。
结合水的比例高——代谢下降（如：动物的冬眠），动植物抗旱抗寒能力增强，
以适应不良条件。
练习：
（１）生物体内可以把营养物质运送到各个细胞，并把废物运送到有关器官排出体外的物质是（
）
A．载体
B．无机盐离子 C．自由水
D．结合水
（２）在晒干的谷物中，水的含量约占13％～15％，这些水的存在形式主要是（ ）
A．自由水
B．蒸发水
C．结合水
D．结晶水
（３）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
（４）现有含水量为a10%
b12%
c14%
d15%的小麦，分别放在条件相同的四个粮仓中，在储存过程中有机物损耗最少的是（
）
A．a
B．b
C．c
D．d
讨论：烘干一粒小麦种子然后把它烧掉，烘干的是什么物质？烧掉的是什么物质？剩下的白色灰烬又是什么？
3．细胞中的无机盐
含量：无机盐在生物体中含量
。
存在形式：大部分以_______形式存在。如：____________________________________。
无机盐在细胞中含量是最低的，对生命活动来讲是不是可有可无呢？
功能：
讨论：观察叶绿素分子和血红蛋白分子局部结构简图。为什么人体内缺铁会导致贫血？植物体缺镁会影响光合作用？
闹急性肠胃炎、痢疾等疾病，突出的症状是又拉又吐，使身体丢失大量的水分和无机盐，医学上称之为“脱水”，如不及时抢救，都可危及生命。在这种情况下，要补水和盐分。因为体内的渗透压是有0.9％的氯化钠产生的。因此要为患者输入0.9％的氯化钠溶液。如果把细胞放在高于或低于0.9％的氯化钠溶液中会出现什么现象？
小结1：
无机盐是构成细胞中某些复杂化合物的重要组成成分。
对维持细胞和生物体正常生命活动有重要作用。无机盐能够维持细胞正常的渗透压，维持细胞内酸碱平衡，维持细胞正常形态和功能。
钠离子――――维持细胞外液的渗透压
钾离子――――维持细胞内液渗透压，促进糖类的合成与运输
碘离子――――甲状腺激素成分
镁离子――――叶绿素成分
钙离子――――维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分
二价铁――――血红蛋白的成分
氮――――蛋白质、核酸等的成分
磷――――核酸、磷脂等的成分
硼――――促进花粉萌发和花粉管伸长
练习：
（1）已知锰是许多酶的活化剂，能激活硝酸还原酶，缺锰的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子（
）
A．对维持细胞形态与功能有重要作用
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的酸碱平衡有重要作用 D．对调节细胞内的渗透压有重要作用
（2）夏季，人在高温作业或剧烈运动后，要喝淡盐水；在患急性肠胃炎时要及时补充生理盐水；不慎受外伤后，要用0.9％的生理盐水清洗伤口。这样做的目的依次为（
）
A．降温 B．维持水代谢平衡 C．维持无机盐代谢平衡 D．消毒 e。是细胞的等渗溶液并有清洁作用
A.abd
B.cbe
C.bce
D.bcd
（3）马拉松赛进入最后阶段，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了过量的（
）
A.水
B.钙盐
C.钠盐
D.尿素
拓展训练：
分析下列事实，回答有关问题：
事实一：在初生蝌蚪或幼小植物体内，当自由水的比例减少时，机体代谢强度降低；当自由水的比例增大时，机体代谢强度活跃。这个事实表明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
事实二：镁离子是叶绿体必须的成分；亚铁离子是血红蛋白的重要成分；碳酸钙是动物和人体的骨骼和牙齿的主要成分。这个事实表明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
事实三：人体某些组织的含水量近似，但是形态却不同，例如：心肌含水量约79％，呈坚韧状态；血液含水量约８２％却呈川流不息的液态。这个事实表明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
探究延伸：
设计实验，证明植物生长发育需要镁。
材料用具：小麦幼苗、完全营养液、缺镁营养液、200毫升广口瓶两只、量筒等。
实验步骤：
取两只广口瓶，编号甲、乙。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
一段时间后，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
实验结果：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
实验结论：植物生长发育需要镁。
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细胞中的无机物
水
你觉得水对生命有何重要意义？
水真的如此重要？
地球表面约3/4的部分是水；我们的胚胎发育离不开水。
一个人在极限状况下，可坚持20天以上不进食。
一个人不喝水，1天后就会丧失意识，生命濒临终点
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
细胞中含量最多的化合物是水
看表讨论
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
不同生物的含水量不同
氢键
水是细胞内良好的溶剂
水分子是极性分子
氢键的存在使得水具有较高的比热容
自然界水的
存在形式
液态
固态
气态
细胞中的水
如何存在
细胞中水的存在方式
自由水
结合水
自由水：以游离的形式存在，可以自由流动。占细胞中水含量的95.5％。如植物细胞液中的水、动物组织液中的水、人体血浆中的水，都是自由水。
结合水：与细胞内其它物质相结合不能够自由流动的水。占细胞中水分的4.5％，含量相对稳定。
血液和心肌的比较
形态
含水量%
血液
液态
83
心肌
坚韧的固态
79
分析讨论
（1）血液是流动的，心肌是坚实的，为什么两者含水量这么接近？
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
怎样辨别新鲜鸡蛋和臭鸡蛋呢？
新鲜鸡蛋清是液态胶状，臭鸡蛋清相对更“稀”。为什么呢？
那是因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为结合水，是细胞和生物体的组成成分；而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分结合水释放出来，转变为自由水。
由此可见自由水
与结合水可互
转换的
那血液凝固又是
____水转变成
____水
自由
结合
农民晒葵花籽主要失去的是什么形式的水？那炒葵花籽呢？
同体积的水和同体积水的果汁放入冰箱中谁最先结冰？
结合水含量越高，抗性相对较强
自由水
结合水
动物冬眠时体内水怎样变化？和平时相比
何时的新陈代谢相对旺盛？
自由水/结合水
比值高
生物体的新陈代谢活跃，生长旺盛
自由水/结合水
比值低
生物体的新城代谢减弱，生长缓慢
细胞中的水的作用
自由水
结合水
胞内反应的良好溶剂
运输营养和废物
作为反应物参与包内一些反应
细胞生活的液环境
组成细胞的成分
当你烘干一粒小麦种子，然后点燃烧尽，最终会得到一些白色灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的
。人和动物体内也含有无机盐。
无机盐
无机盐在细胞的含量和存在形式
含量
存在形式
无机盐
1%~1.5%
多数为离子状态
阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
有哪些是无机盐？
KCl
柠檬酸
蔗糖
NaCl
KH2PO4
NaHCO3
香精
其他糖
NaH2PO4
饮料成份
Fe
Zn
细胞中无机盐离子的作用
Mg
B
Ca
Cl
I
骨骼牙齿的成份长
期缺钙：幼儿会引
起佝偻病，成年人
引起骨软化病老年
人引起骨质疏松
Fe
Zn
Mg
B
Ca
Cl
I
缺锌会导致儿童发育停滞
伤口愈合能力差。
使植物发生小叶症和丛叶症
细胞中无机盐离子的作用
Fe
Zn
Mg
B
Ca
Cl
I
促进花粉萌发和花
粉管的伸长，缺乏
导致华而不实
细胞中无机盐离子的作用
Fe
Zn
Mg
B
Ca
Cl
I
缺铁会引起贫血
为什么？
缺镁为什么
影响光合作用
细胞中无机盐离子的作用
血红蛋白
铁是血红蛋白的重要组分
镁是叶绿素的重要组分
许多种无机盐对于维持细胞和生命体的生命活动有重要作用
无机盐的功能：
（1）组成细胞中复杂的有机化合物
（Mg?叶绿素、Fe?血红蛋白、I?甲状腺激素）
（2）维持细胞和生物体的生命活动
（血钙偏低?抽搐、缺碘?呆小症甲状腺肿、
缺铁?缺铁性贫血、缺锌?生长发育不良）
（3）维持细胞的渗透压
（如血液中的Na离子，K离子）
（4）维持细胞的酸碱平衡
总结
知识回顾
细胞中的水
存在形式
作用
细胞中的无机盐
存在形式
作用
基础练习
1、细胞中含量最多的化合物（
）
A、蛋白质
B、淀粉
C、水
D、糖原
2、水在生物体的许多化学反应中可充当
A、溶剂
B、催化剂
C、还原剂
D、载体
3、下列离子中哪项不是细胞需要的（
）
A、Cl-
B、Fe2+
C、S042-
D、Pb2+
4、生物新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内的结合水与自由水的比值（
）
A、升高
B、下降
C、不变
D、变化与此无关
谢
谢细胞中的无机物
【学习目标】
1．说出水在细胞中的存在形式和作用。
2．说出无机盐在细胞中的存在形式和重要作用。
【学习重难点】
1．重点：水和无机盐在细胞中的作用。
2．难点：结合水的概念。
【学习过程】
一、知识回顾
1．蛋白质和多肽的主要区别在于蛋白质分子
（
）
A．包含的氨基酸多
B．能水解成氨基酸
C．空间结构更复杂
D．相对分子质量大
2．一个由几条肽链组成的蛋白质分子共有M个氨基酸，该蛋白质分子完全水解共需水分子
（
）
A．N个
B．M个
C．（M+N）个
D．（M-N）个
3．从组成物质的重要化学成分上看，下列面料中，与另外三项相比不属于同一类的是
（
）
A．棉麻面料
B．丝织面料
C．毛纺面料
D．皮革面料
4．下列关于DNA和RNA的叙述中，正确的是（
）
A.
DNA只存在于细胞核中，RNA只存在于细胞质中
B.
两种核酸中的碱基都相同
C.
两种核酸中的五碳糖不相同
D.
病毒的遗传物质都是DNA
5．DNA完全水解后得到的化学物质是
（
）
A．碱基、脱氧核糖、磷酸
B．碱基、脱氧核苷酸
C．碱基、核糖、磷酸
D．核苷酸、碱基、磷酸
6．植物细胞和动物细胞中储藏能量的物质依次是
（
）
A．纤维素和糖原
B．麦芽糖和乳糖
C．淀粉和糖原
D．葡萄糖和纤维素
7．淀粉、脂肪、胰岛素和DNA共有的化学元素是
（
）
A．C、H、O
B．C、H、O、N
C．C、H、O、N、P
D．C、H、O、N、P
二、目标达成：
问题导入：
你知道细胞中含量最多的化合物是什么？
从教材中给的运动员饮料的化学成分表，可知饮料中除了水分外还有什么？为什么饮料中添加无机盐？无机盐在细胞中生活中有什么作用？
三、细胞中的水
1．水在生物体中的含量
表一：不同生物体内含水量的比较
生物
水母
鱼类
蛙
藻类
哺乳动物
高等植物
质量分数（%）
97
80-85
78
90
65
60-80
表二：在人的不同发育时期，体内含水量的比较
不同发育期
幼儿
成年人
老年人
质量分数（%）
77
50-65
51
从表中可知：
---------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------
思考：为什么人到老年脸上会出现很多皱纹？
2．水在细胞中的存在形式、生理功能。
水在生物体的含量这么高，我们平时似乎并不觉得，那水是以怎样的形式存在于生物体内的呢？又有什么功能呢？请同学完成下表。
存在形式
生理功能
水
领悟：
（1）细胞内自由水和结合水的含量与生物的新陈代谢和抗逆性有关：一般情况下，自由水比例越大，细胞新陈代谢越旺盛，反之，结合水比例大，代谢缓慢，但抗逆性强。
（2）随着抗体代谢情况的变化，自由水和结合水可发生相互转化。
思考：
（1）刚刚收获的小麦种子经曝晒，失去了大量的水分，这些水分属于
，再将晒干的种子放在试管内用酒精灯加热，试管壁上将出现小水珠，这些水属于
。
（2）什么种子晒干有利于储存？干种子要吸足水才能萌发？
[情景创设]
我们知道，种子燃烧尽，会得到一些灰白色的灰烬，在医院打吊针输液，用的是0.9%的生理盐水。生活中食盐加碘，可见细胞中不仅存在有水分，同时，也存在无机盐，无机盐在细胞中是怎样存在的呢？其生理作用有那些呢？
四、细胞中的无机盐
（一）存在形式：
细胞中大多数的无机盐以
的形式存在。
（二）无机盐的生理功能：
（1）是合成血红蛋白的原料，是合成叶绿素的原料，I?是合成甲状腺激素不可缺少的重要元素，PO3-是合成核苷酸的原料。
故有些无机盐是细胞和生物体中
的重要组成部分。
（2）哺乳动物血液中必须含有量的，如果太低，则动物会出现抽搐现象，如果太高，则出现肌无力。
故许多中无机盐对于维持生物体的
有重要作用。
（3）维持生物体的渗透压、PH、离子平衡。
思考：为什么医生给患急性肠炎的病人补水时，输入的是0.9%的NaCl溶液而不是清水或浓盐水？
领悟：
细胞内无机盐含量是很少的，但却是不可缺少的，如果缺少，细胞正常活动不能维持。
总结：
1．细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。
2．活细胞中的这些化合物含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。
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