2.2 细胞中的无机物课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

1、2.2 细胞中的无机物义县高中 刘占江问题探讨运动员饮料的化学成分表成分质量浓度（gL-1）蔗糖30其他糖类10柠檬酸10柠檬香精0.8氯化钠1.0氯化钾0.1磷酸二氢钠0.1磷酸二氢钾0.1碳酸氢钠0.12.表中哪些成分属于无机盐?为什么要在运动员喝 的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起 什么作用？1.喝饮料可以给身体补充水。水在细胞中起什么作用? 运动员在运动中大量出汗，会排出大量无机盐, 所以需要补充无机盐。无机盐可以维持细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。 水是细胞内的良好溶剂，通过水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物运

2、送到排泄器官或者直接排出体外。 细胞内的许多化学反应也都需要水的参与；多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中; 总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。（一）水在细胞中的含量水母 97%藻类 90% 鱼类 80%85% 蛙类 78%哺乳动物 65%一 、细胞中的水心脏 79%血液 83%水生陆生 幼儿 77%老人 50%水是细胞中含量最多的化合物幼儿老人血液心脏 H原子H原子O原子H2O分子1、水为什么是细胞内的良好溶剂？共用电子对（二）水的特性O比H具有更强的吸引共用电子对的能力，使共用电子对移向O，使得O端稍带负电荷，H端稍正电荷。水分子的空间结构和电子的不对称分布

3、，使水成为极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，水是良好的溶剂。H2O分子OHH清水中加入NaCl颗粒NaCl颗粒被溶解水是极性分子良好溶剂（运输溶解在水中的养料和废物）2、水具有流动性的原因？2）氢键易断又易形成流动性3）有氢键较高比热容， 维持生命系统的稳定性（二）水的特性 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，它们之间形成静电引力-氢键，每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用； 氢键较弱，易被破坏，只能维持极短时间，氢键不断断裂，又不断形成，使水在常温下维持液体状态，具有流动性。1）极性分子良好溶剂（吸热或散热能力）阅读教材P20-2

4、1，思考以下问题：1、细胞中的水是以什么形式存在的？不同形式的水的特点？2、不同形式的水的作用是什么？3、不同形式的水与细胞的代谢以及抗逆性的关系？一 、细胞中的水（三）水的存在形式及作用种类结合水自由水定义 含量特点作用细胞结构的重要组成成分以游离的形式存在与细胞内的其他物质相结合约占95.5%约占4.5%可以自由流动含量较稳定，不易散失存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性。细胞内的 ；参与细胞内的 ；为细胞提供 ；运送 和 ；良好溶剂营养物质代谢废物生物化学反应液体环境1. 细胞中的水是以什么形式存在的？ 血液中主要是自由水，心脏中结合水比例相对较高,结合水可以赋予

5、各组织、器官一定的形态、硬度和强度。结论：？北方冬小麦在冬天来临前，自由水的比例会逐渐降低，而结合水的比例会逐渐上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。血液 83%血液 79%？: 血液与心脏含水量相差无几，但两者 的形态却截然不同，这是为什么？在一定条件下自由水与结合水可以相互转化自由水 结合水鸭血凝固鸡蛋变坏自由水 结合水结合水 自由水一.细胞中的水【情境1】 将刚收获的新鲜大豆种子在阳光下晒干，重量会减轻。 干燥后的大豆种子浸泡后在适宜的条件下，仍能萌发成幼苗。（1）刚收获的新鲜种子在阳光下晒干，主要会失去什么形式的水？ （2）若晒干的种子不浸泡，会不会萌发呢？为什么？（3）

6、将晒干种子放在试管中用酒精灯加热，管壁上有水珠，为什么？ 这时候的种子还能发芽吗？ （4）结合以上问题，说明自由水所占比例与代谢强度之间的关系？ 自由水不会 因为自由水的减少，导致新陈代谢活动下降自由水/结合水比例越大，细胞的代谢强度越大1) 自由水与结合水的关系失去了结合水 不能发芽 自由水 结合水结合水可以帮助细胞抵抗不良环境结合水结合水/自由水的比例越大，细胞的抗性能力越强2) 自由水与结合水的关系【情境2】 取等量的西瓜汁和鸡蛋清置于相同的开放环境下，西瓜 汁蒸发得快，如果放入冰箱中，西瓜汁先结冰。（1）西瓜汁和鸡蛋清中的水分分别主要以什么形式存在？（2）以上现象说明，与自由水相比，结

7、合水有什么特点？ （3）由以上实验结论可推测，和热带植物相比，沙漠植物和寒带植 物哪种形式的水比例更高？（4）总结结合水的比例与抗旱抗寒能力（即抗逆性）的关系？ 种子储存前，晒干是为了减少_含量， 降低种子 的_速率，以延长种子的寿命。自由水越冬作物_（减少或增加）灌溉，可以提高作物 _。减少对低温的抗性代谢干种子用水浸泡后仍能萌发说明失去部分_的种子 仍保持其生理活性。自由水3)自由水与结合水在生产实践中的应用自由水结合水降温升温抗逆性新陈代谢速率自由水的比例高代谢活跃结合水的比例高如干种子、越冬植物、干旱地区植物的细胞中 抗旱、抗寒性能提高，以适应不良条件。2. 不同形式的水与细胞的代谢及

8、耐抗能力的关系？自由水结合水代谢和 抗逆性自由水含量自由水结合水“灰烬”无机盐思考填空二、细胞中的无机盐2、无机盐的存在形式1、含量：大多数无机盐以离子形式存在少量的无机盐以化合物形式存在，如:牙齿中CaCO3含量少代表不重要吗？很少，仅占11.5阳离子：Na+/K+/Ca2+/Mg2+/Fe2+/Fe3+等。阴离子：Cl-/SO42-/PO43-/HCO3-等。（1）有一种贫血症叫缺铁性贫血症， 为什么缺Fe会导致贫血?（2）植物缺镁会影响光合作用，为什么？一种叶绿素分子（局部）人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋白的分子含有中Fe，缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起缺F

9、e性贫血。光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是Mg。资料分析-无机盐的作用资料1 下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构图 血红素分子（局部）血红蛋白思考-讨论资料2 植物在缺乏N、P、K等营养物质时会出现各种症状，因此生产过程 中常要给植物施肥。玉米在生长过程中缺乏P，植株就会特别矮小，根系 发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。讨论：植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么? 分析为什么植物体缺P会影响其生长发育？无机盐是某些化合物的重要组成成分资料分析-无机盐的作用思考-讨论P作为植物生长发育所必需的大量元素之一，是许多重要化合物（如核酸、ATP等）

10、和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，并且长得矮小、结实率低。一些无机盐可以维持细胞的酸碱平衡。补充资料3 进行激烈运动时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时 产生了乳酸，但体液的pH没有因此而降低，还是维持在7.357.45之间， 为什么呢？CO2H2O缓冲对：H2CO3 NaHCO3、NaH2PO4Na2HPO4 过多HCO3-由肾脏排出乳酸NaHCO3 乳酸钠H2CO3蔬果中的碱： H2O + HCO

11、3- OH-+ H2CO3 无机盐功能缺乏引起的疾病Fe 组成血红蛋白、细胞色素、含铁酶类缺铁性贫血Ca 促进牙齿、骨骼生长，调节神经肌肉 的敏感性佝偻病、骨质疏松症K 维持离子浓度，调节体液渗透压心率异常I 形成甲状腺素的成分甲状腺肿、呆小症Mg 与酶活性有关，保持肌肉功能正常惊厥Na体液的主要组成成分，调节体液渗透压Addison病等 F 维持骨骼的结构，防止蛀牙龋齿人体所需的部分无机盐实例二：哺乳动物血钙太低时，会出现抽搐现象。实例一：Na缺乏会引起神经、肌肉细胞兴奋性降低，进而引发肌肉酸痛、 无力等。无机盐维持细胞和生物体的正常生命活动思考-讨论实例-无机盐的作用一些无机盐可以维持细胞

12、的正常形态实例三：在正常情况下，人体内的无机盐浓度为0.9%为什么为患者输入0.9%的NaCl溶液，而不是清水或浓盐水？9%0.09%皱缩膨胀思考-讨论实例-无机盐的作用3、无机盐的作用（1）构成细胞结构和细胞中重要化合物的成分（2）维持细胞和生物体的生命活动（3）一些无机盐可以维持细胞的酸碱平衡。（4）无机盐可以维持细胞的正常形态和功能4、无机盐的缺乏症思维拓展 如何设计实验，证明某种或某几种无机盐是这种植物生长发育所必需的？-植物表现出的缺素症状【例】 “焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象，某同学欲探究钾对植物生长情况的影响，配制了两种培养液进行实验，培养液主要成分配方如下

13、表所示。证明某种无机盐是否是植物必需的方法请回答下列问题：（1）在配制培养液时，为什么需要注意培养液的浓度不能过高？（2）该实验设计存在什么问题？应该如何完善？应等量单一变量对照实验：1.变量：自变量、因变量、无关变量2.空白对照、相互对照、自身前后对照3.原则：等量原则、单一变量原则、平行重复原则空白对照组实验组自变量因变量探究植物必需无机盐的实验设计思路探究某一种无机盐是否为植物必需无机盐，一般利用溶液培养法，具体设计思路如下：(1)对照组：_正常生长。(2)实验组实验组加入X盐的目的是_，以增强说服力。植物完全培养液X不是必需无机盐X是必需无机盐二次对照(使实验组前后对照)深化探究方法-

14、思路_植物分两组B组： _A组：完全培养液出现缺乏症_再培养_K为植物生长的必需元素植物正常生长植物正常生长K为植物生长的_生长状况相同的正常同种缺K的完全培养液加入K元素缺乏症消失非必需元素证明某种无机盐是否是植物必需的方法中的对照相互对照自身前后对照无关变量控制一、细胞中的水1、水的含量特征2、水的存在形式 （结合水 自由水） 3、水的作用 a.自由水的作用: (1)细胞内的良好溶剂; (2)参与细胞内的生化反应; (3)运送养料和代谢废物; (4)为化学反应提供液体环境; b.结合水的作用: 细胞结构的重要组成成分二、细胞中的无机盐 1、含量 2、存在形式 3、作用 (1)组成细胞中的某

15、些化合物; (2)维持细胞和生物体的生命活动; (3)维持细胞的酸碱平衡; (4)维持细胞的正常形态；课堂小结课堂练习1、在患急性肠炎时，要及时注射0.9%的生理盐水。2、不慎受外伤时，要用0.9%的盐水清洗伤口。3、在高温作业时，要喝淡盐水。以上三种做法的主要原因依次是（）消毒 维持水分的代谢平衡 维持无机盐的代谢平衡 降温 细胞的的等渗溶液并有清洁作用A、B、C、D、C即时训练1、（不定项）下面是关于细胞中水含量的叙述，其中正确的是( ) A. 生活在水中的生物含水量一般较高 B. 新陈代谢旺盛的植物细胞含自由水量较高 C. 越冬植物的细胞内自由水含量较高 D. 老年人细胞中含水量比婴儿要

16、少2、人体的牙齿和骨骼中含有磷酸根离子，说明无机盐所具有的生理功 能之一是（ ） A. 重要化合物的组分 B. 维持细胞和生物体的生命活动 C. 维持细胞的正常形态 D. 维持细胞的酸碱平衡ABD A 3、植物如果缺少磷肥，根系发育不良，植株生长矮小，叶子呈兰绿色。 说明无机盐所具有的生理功能之一是（ ） A. 重要化合物的组分 B. 维持细胞和生物体的生命活动 C. 维持细胞的正常形态 D. 维持细胞的酸碱平衡B 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元素，血红蛋白不能合成 B. Mg2+是叶绿素的成分之一，缺Mg2+影响光合作用 C. 细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在 D. 碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘C练习与应用 二、拓展应用1.医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么？在什么情况下需要用生理盐水？P22【答案】质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要补充盐