细胞中的无机物 【知识 精讲精研】高一生物上学期课件（人教版2019必修1）

“有收无收在于水，收多收少在于肥。”这句农谚说明了什么？第二章

组成细胞的分子第2节细胞中的无机物目标010203归纳概括水与细胞代谢的关系，通过探究无机盐的功能的技能训练培养科学探究能力。（科学思维，科学探究）密切联系生活实际,倡导节水环保理念和健康生活意识。(社会责任)通过水结构与功能的分析，形成结构与功能相适应的生命观念。（生命观念）学习目标情景视频一:问题1:

2004年1月24日“勇气号”登陆火星表面寻找水的踪迹，经过认真分析拍摄的照片，美国宇航局声称火星上曾被水淹没过。为什么科学家在为寻找火星上是否有水而努力？找到了水又能说明什么呢？火星探索（视频）口渴了,你喝什么？运动员在运动时怎么补水？情景材料一:情景材料二:成分质量浓度/(g•L-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0.1运动员饮料的化学成分表右图是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合右表讨论以下问题。问题2:

喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？生物体的一切生命活动都离不开水。问题3:

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？情景材料二:成分质量浓度/(g•L-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0.1运动员饮料的化学成分表右图是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合右表讨论以下问题。问题3:

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)运动员在运动中会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐，所以要给他们补充无机盐。(2)无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多化合物的重要组成成分。问题4:

不同生物体内的含水量是否相同呢？一、细胞中的水1.水在细胞中的含量：

水母97%藻类90%鱼类80-85%蛙78%高等植物60-80%哺乳动物65%问题5:

依据以上的数据，你能找到什么规律？水在构成生物体的化合物中含量第一；不同种生物含水量不同；水生生物含水量一般比陆生生物高。一、细胞中的水1.水在细胞中的含量：

80%以上77%52~58%60~65%41~45%问题6:

依据以上的数据，你能找到什么规律？同一生物不同生长发育时期，含水量不同；幼年>成年>老年；幼嫩>成熟一、细胞中的水1.水在细胞中的含量：

99%83%79%76%84%问题7:

依据以上的数据，你能找到什么规律？同种生物的不同组织、器官,含水量不同。问题8:

请阅读课本P20,说出水的作用，并举例。一、细胞中的水2.细胞内水的作用：

01细胞内良好的溶剂02参与细胞内许多的生物化学反应03构成多细胞生物体内以水为基础的液体环境04运送营养物质和代谢废物血液可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用呼吸作用以及许多有机物的合成和分解都需要水的参与烘干的小麦种子浸泡后不能萌发，组织液问题9:

细胞内水为什么具有以上作用呢？结合水的组成及特性，尝试解释水为什么能成为良好的溶剂。234

1合作探究一：请同学们自主阅读教材P20-21，小组合作思考讨论完成问题。

水分子的氢键是怎样形成的？为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？水的哪一特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要？一、细胞中的水通过以上学习，总结细胞中的水会以什么形式存在呢？一、细胞中的水

奇妙的水分子（视频）一、细胞中的水3.水的特性：

OHHH2O分子共用电子对δ-δ+δ+HHO水是极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，故是良好溶剂。电荷分布不均匀的分子称为极性分子。什么是极性分子？（1）水是极性分子一、细胞中的水3.水的特性：

（2）形成氢键，具有流动性氢键易被破坏，也易形成，这样水中的氢键不断地断开，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体的状态。一、细胞中的水3.水的特性：

（3）具有较高的比热容由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。实战训练

1．地球上的生命起源于海洋，远古时代的环境条件在生物体的化学特性上烙下了永久的印记。大部分细胞内的反应在水相中进行，水约占细胞重量的70%。因此水的性质与生命活动密切相关。下列叙述错误的是（

）A．水分子是极性分子，带正电荷或负电荷的分子都容易与水结合B．冬季植物体自由水与结合水之比降低，可避免结冰而损害自身C．水分子与水分子之间的作用力较弱，使得水具有一定的流动性D．水分子之间的氢键使水具有较高的比热容，不利于维持生命系统的稳定性问题10:

细胞中的水会以什么形式存在呢？自由水：以游离形式存在，可以自由流动，占细胞内全部水的95％以上。结合水：与细胞内其它物质蛋白质、多糖等物质）相结合，约占细胞内全部水的4.5％。细胞中的水的存在形式自由水结合水一、细胞中的水4.细胞中水的存在形式：

自由水结合水问题11:

自由水与结合水可以相互转化吗？

一、细胞中的水5.自由水与结合水的联系：

(1)在一定条件下自由水和结合水可相互转化(2)两者的相对含量和生物组织的代谢速率相关细胞代谢增强如:萌发的种子细胞代谢减弱，抗逆性增强自由水结合水上升下降如:冬小麦在冬季来临时，结合水增多，自由水减少，增强抗冻能力。自由水结合水降温升温自由水含量越高结合水含量越高将种子放在阳光下2天重量减轻________大量散失自由水管壁上有水珠失去的主要是________将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热结合水一、细胞中的水6.自由水与结合水的分析：

将种子放在阳光下2天重量减轻________大量散失自由水晒干的种子用水浸泡仍能萌发失去大部分________的种子仍保持其生理活性自由水晒干的种子不用水浸泡不能萌发________少，代谢减弱自由水一、细胞中的水6.自由水与结合水的分析：

将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热管壁上有水珠失去的主要是________结合水失去________的种子用水浸泡结合水不萌发失去________的种子，失去了生理活性结合水实战训练

2．如图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法错误的是（

）A．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同B．②在适宜条件下很难萌发形成幼苗C．③在生物体细胞内主要以离子的形式存在D．点燃后产生的CO2中的C只来自种子中的糖类实战训练

3.每年的3月22日是“世界水日”。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是（

）A.晒干的小麦种子不含自由水，代谢强度低，便于储藏B.氢键的存在，使水的温度相对不易改变，对维持生命系统稳定性十分重要C.影响细胞内含水量的因素有生物种类、发育阶段、组织器官种类等D.水是极性分子，带电荷的分子或离子都易与水结合，可作为良好的溶剂拓展延伸79%83%问题12:

心肌与血液的含水量差异不大，为什么心肌呈坚韧形态，而血液是液态？

血液中自由水含量比心肌相对较高

心肌中结合水比血液含量相对较高拓展延伸问题13:

运用本节课所学知识解释新鲜鸡蛋清是液态胶状，为什么臭鸡蛋清相对更“稀”呢？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。分类自由水结合水概念水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。含量多、占细胞水分的95.5%少、占细胞水分的4.5%功能①细胞中的良好溶剂②细胞内的许多生化反应③运输营养物质和代谢废物

④为细胞提供液体环境中与其他大分子物质一起构成细胞的组成成分与代谢和抗性之间的关系含量高时，新陈代谢旺盛抗逆性差含量高，新陈代谢慢抗逆性强种子烘干丧失的水种子晒干丧失的水自由水与结合水的比较实战训练

4.在冬季来临过程中，冬小麦体内的自由水和结合水的含量变化如图所示，下列说法错误的是()A.a存在形式的水主要与蛋白质、多糖等物质

结合B.b是细胞中绝大部分水的存在形式，是可以

流动的C.a/b上升，细胞代谢水平增强D.b/a下降，细胞抵抗寒冷的能力增强当你点燃一粒种子时，烧尽时得到的白色灰烬就是无机盐。人和动物体内也含有无机盐，仅鲜重占1％－1.5％。Mg2＋━━Ca2＋━━Fe2＋━━I-━━N-━━P-━━Na＋K＋━━B-━━叶绿素成分维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分血红蛋白的成分维持细胞外液的渗透压甲状腺激素成分蛋白质、核酸等的成分核酸、磷脂等的成分促进花粉萌发和花粉管伸长二、细胞中的无机盐问题14:

细胞中的无机盐会以什么形式存在呢？1.无机盐的存在形式：

二、细胞中的无机盐阴离子:Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等阳离子:Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等无机盐的存在形式大多数以离子形式少数以化合物形式如：DNA中的磷酸，骨骼中的钙等无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%-1.5%。问题15:

细胞中的无机盐具有什么功能？植物体缺镁会影响光合作用，为什么？234

1合作探究二：请同学们自主阅读教材P22，小组合作思考讨论完成问题。

有一种贫血症叫做缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？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。一、细胞中的无机盐通过以上学习，你还能总结出无机盐的哪些功能？2.无机盐的作用：

二、细胞中的无机盐无机盐的作用思考.讨论【资料1】下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如图：问题16:

植物体缺镁会影响光合作用，为什么？光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，Mg是叶绿素分子的组成元素之一，对于光合作用具有重要意义。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。2.无机盐的作用：

二、细胞中的无机盐【资料1】下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如图：问题17:

有一种贫血症叫做缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋白分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。2.无机盐的作用：

二、细胞中的无机盐无机盐的作用思考.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，叶片小呈暗绿色偏紫色。正常缺N缺P缺K问题17:

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。这说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P是许多重要化合物（如核酸、ATP等）和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等扮演重要角色。（1）构成细胞中某些复杂化合物的组成成分2.无机盐的作用：

二、细胞中的无机盐

人在剧烈运动时，会大量排汗，可能会引起肌肉抽搐，这是因为有大量的Ca2+随汗液排出，造成血钙过低；而血钙过高则出现肌无力。人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最后引起肌肉酸疼、无力等。这说明无机盐有什么作用?

血钙不足→抽搐血钙过高→肌无力（2）维持细胞和生物体的生命活动2.无机盐的作用：

二、细胞中的无机盐

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NaCl溶液与细胞内溶液是等渗溶液（3）维持细胞的渗透压平衡（正常形态）2.无机盐的作用：

二、细胞中的无机盐（4）维持细胞的酸碱平衡酸性食物碱性食物我们血液的pH一般也不会有较大变化肌肉酸痛2.无机盐的作用：

二、细胞中的无机盐无机盐是构成细胞内化合物的重要组成成分维持细胞和生物体的生命活动有重要作用维持细胞的渗透压平衡维持细胞的酸碱平衡实战训练

5．正常人体皮肤，毛发等处含有黑色素，黑色素的合成需要含铜的酶—酪氨酸羟化酶。当人体Cu2+缺乏时，酪氨酸羟化酶合成减少，就会引起黑色素生成障碍而发病。下列相关叙述不正确的是（）A．由此说明Cu2+是构成细胞某些化合物的成分B．由此说明Cu2+对调节细胞的酸碱平衡有重要作用C．细胞中的无机盐对生命活动有重要作用D．由此说明Cu2+是维持人体正常生命活动所必需的微量元素拓展延伸:探究无机盐X是否为植物生长发育所必需实验原理若缺乏某种无机盐，植物的生长发育发生障碍。植物在缺乏该种无机盐的环境中表现出某一症状，可以补充该种无机盐使植物恢复。对照组实验组含X的完全营养液幼苗正常生长相应的缺X营养液幼苗正常生长X不是必需无机盐生长不正常X是必需无机盐正常生长一段时间实验流程加入X无机盐自由水①细胞内良好的溶剂细胞中的无机物水结合水含量功能含量功能①作为细胞结构的重要组成部分①某些化合物的重要组成成分大多数以离子形式，少数以化合物形式存在功能含量存在形式存在形式（95.5%）（细胞鲜重的1%~1.5%）（4.5%）②增强细胞抗逆性④运输营养物质和代谢废物②参与细胞内的生化反应③为绝大多数细胞提供液体环境④维持生物体内的酸碱平衡②维持细胞和生物体的生命活动③维持生物体内的正常渗透压相互转化课堂小结实战训练

6．方便面中脱水蔬菜的加工过程主要如下：原料挑选→切削、烫漂→冷却、沥水→烘干。烘干的过程得注意温度，否则容易烤焦。下列叙述正确的是（

）A．蔬菜烘干的过程中主要是失去结合水B．新鲜蔬菜细胞中数量最多的元素为OC．方便面中的干牛肉中含量最多的化合物为蛋白质D．烤焦后形成的物质能给细胞提供能量实战训练

7．2022年10月12日开讲的“天宫课堂”第三课上，刘洋打开生命生态实验柜，取出正在生长的水稻植株时提到了一个细节，“太空中的水稻叶尖出现小水滴，会越变越大，甚至连成片。这种水稻的‘吐水’现象，在微重力环境中更容易观察到。”其实，9月21日，航天员采集了部分水稻样品，并将其保存于低温存储柜中，后续将随航天员返回地面进行分析。下列有关水稻细胞中水的分析，错误的是（

）A．太空中水稻细胞内的水都为自由水，所以易发生“吐水”现象B．水稻细胞内含有的自由水可参与细胞代谢，也可参与物质运输C．将水稻置于低温存储柜中后，水稻细胞中自由水含量可能降低D．同一株水稻的叶片中，衰老细胞中自由水含量比幼嫩细胞中的少实战训练

8．英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行的实验中发现，用不含钙的生理盐水灌注蛙心，收缩不能维持，用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌流时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐（）A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分B．对维持生物体正常的生命活动有重要作用C．对维持细胞的形态有重要作用D．为蛙心的持续跳动提供能量实战训练

9．随着航天科技事业的发展，目前已经探明在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的K、Na、Mg等元素，科学家也曾在火星上发现流动水的痕迹，下列说法错误的是（

）A．无机盐参与构成复杂化合物，如Mg参与合成叶绿素，Fe参与合成血红蛋白B