文本：细胞中的无机物

1、人教版高一必修一2.5细胞中的无机物文本素材1参考资料：1、水的物理化学性质与生命的关系水是生命的源泉。活细胞中绝大多数化学反应是在水环境中进行的。水在许多生物化 学反应中是一个活泼的参与者，而且是大分子（如蛋白质）性质的重要决定因素。水之所以 成为生命活动中最重要的溶剂，是由它的物理化学性质所决定的，而它的物理化学性质取决 于它的分子结构，即水是一个带有氢键的极性分子。水的极性分子结构特性决定了它有许多独特的物理性质：较高的介电常数、比热、蒸 发热、沸点、熔点及抗张强度等（表10） o一些常见物质的物理性质熔点/°c沸点/°c蒸发热/jgi比热/j.g"熔解热/

2、jg】水乙醇01002 257.24.184334.4-11478852.72.429104.1丙酮-9556522.52.20796.1-8477426.41.919乙酸乙酯-6361246.60.945氯仿水的介电常数是溶液中最高的，这就意味着按单位容积计算，没有任何溶剂能比水溶 解更多种类和数量的溶质，所以水成为最理想的生物溶剂。比热是指提高单位数量的某物质单位温度所需要的热量。水的比热在液体中排第二位 （汞的比热最大），这种高比热特性意味着水的温度相对不容易发生改变，可作为热的缓冲 剂，这样以水为介质的生命体系就可以维持在相对稳定的状态，使生物体少受外界温度变化 的影响。蒸发热是指在恒

3、定温度下，使某物质由液态转变为气态所需要的热量。水的蒸发热大, 能为部分脊椎动物所利用，以汗水的蒸发作为一种冷却机制；同样，对于植物来说也是非 常重要的，植物叶片通过水分蒸发消耗过多吸收的光能，从而避免温度升高对细胞造成伤害。氢键使水的沸点高达100 °c,所以在正常温度下，水是液体，有利于生命活动的进行。 水的熔解热最高，这样在临近结冰温度时，温度下降的趋势大大降低，从而防止了零度以下 的快速降温，这对于地球气温的调节以及水生生物的生存都有十分重要的意义。物体抵抗拉力而不被拉断的能力称为抗张强度。由于水分子间的内聚力（水分子间的 氢键使水分子具有的相互吸引力），水具有很高的抗张强度

4、，因此，水柱可以抵抗外界的拉 力而不会被拉断，这种特性在植物体内水和无机盐的向上运输中发挥着重要作用；即使冰的 密度低于水而能漂浮水上的现象，对水生生物的生活也很重要。水的表面张力可以维持植物导管中水流的连续性。细胞的含水量与其生理活动是否活 跃常常是密切相关的。当细胞含水量充足时其生理活动常较活跃，而当含水量降低时细胞的 生命活动也会减弱。植物细胞所具有的膨压也是通过水分的平衡建立起来的。另外，水的热传导性在非金属物质中是最好的，水的黏度是较低的，水还具有渗透作 用等，这些对于生命活动来说都是至关重要的。综上所述，水是细胞中各种生物化学反应的基本介质，是生命的源泉。2、无机盐在调节酸碱平衡中

5、的作用下面以动物体为例来介绍无机盐在调节酸碱平衡中的作用。动物的体液具有正常的ph值，如人的血浆ph值约为7.357.45,在酸碱平衡的维持 中，无机盐直接参与了缓冲对的构成。血液中最主要的缓冲对是由碳酸氢钠（钾）和碳酸所 构成的，即 nahco3/h2co3 或 khco3/h2co3o除此之外，还存在有其他的缓冲对。在血浆中有na2hpo4/nah2po4血浆蛋白质钠盐/ 蛋白质等，在红细胞中有k2hpo4/kh2po4、红细胞蛋白体系钾盐/红细胞蛋白（血红蛋白钾 盐/血红蛋白、氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白）等缓冲对，这些缓冲对对于调节体液的酸 碱平衡都是很有效的。3、无机盐在调节渗透压

6、中的作用渗透压是衡量溶液中溶质浓度的一种方法，其计算公式为7i=crt,其中c为溶液中溶 质的浓度，r是气体常数，t为热力学温度。由公式可以看出，溶液中渗透压的高低与溶液 中浴质粒子的大小、电荷的多少及其化学性质无关，而取决于溶液中溶质粒子的浓度。在机体内引起渗透压的有效物质包括有机物和无机物。由于体内无机盐的浓度、解离 程度都比有机物高得多，所以体液中无机盐提供的渗透压最大，而有机物提供的渗透压很小。 细胞内液及细胞外液的容积决定于它们的渗透压，只有当机体细胞内外的渗透压恒定时，组 织细胞的形态和机能才能维持正常，各种正常的物质代谢才能有条不紊地进行，这是维持内 环境稳定的一个极为重要的方面

7、。4、人体对无机盐的需求（部分）人体对无机盐的需求表（部分）无机盐功能每日需要量缺乏引起的疾病过量引起的疾病fe是血红蛋白、细胞色素及含铁酶 类的成分。1020 mg缺铁性贫血色素性肝变硬；铁质沉着病ca促进牙齿和骨骼生长，凝血作 用，调节神经肌肉的敏感性等。0.41.5 g骨骼畸形；痉挛白内障；胆结石；粥样硬化p构成骨骼、牙齿、肌肉及血液的 重要元素，促进酶的活动，形成atpo1.22.7 gna体液的主要组成成分，调节体液 渗透压。1.65 gaddison 病等k使生长正常，保持肌肉功能正 常，维持离子浓度平衡、调节体 液渗透压。24 g心律异常等addison 病i是形成甲状腺素的成分。0.010.15 mg甲状腺肿等mg参与构成叶绿素，与酶的活性有 关，保持肌肉功能正常。0.20.4 g惊厥麻木症cu促进正常生长。1 3 mg贫血症；卷毛综合征 等wilson氏肝脏豆核病mn正常生长所需。2.5