【課件】2.2細(xì)胞中的無機(jī)物課件2022-2023學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

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2.2細(xì)胞中的無機(jī)物干燥的種子必須吸足水才能萌發(fā)；人的胚胎也要浸潤(rùn)在羊水中發(fā)育；地球表面約3/4的部分是水沙漠中的仙人掌身處干旱的環(huán)境，它那肥碩的變態(tài)莖中仍貯存著大量的水分。一個(gè)人在極限狀況下，可堅(jiān)持20天以上不進(jìn)食。一個(gè)人不喝水，3天后就會(huì)喪失意識(shí),生命瀕臨終點(diǎn)。說說你所了解的生命活動(dòng)和水的關(guān)系問題探討右側(cè)是某種運(yùn)動(dòng)員飲料的化學(xué)成分表。請(qǐng)回憶初中所學(xué)知識(shí)，結(jié)合此表討論以下問題。討論1.喝飲料主要是給身體補(bǔ)充水。水在細(xì)胞中起什么作用？2.表中哪些成分屬于無機(jī)鹽？為什么在運(yùn)動(dòng)員喝的飲料中添加無機(jī)鹽？無機(jī)鹽在細(xì)胞的生活中起什么作用？成分質(zhì)量濃度/(g·L-1)蔗糖30其他糖類10檸檬酸10檸檬香精0.8氯化鈉1.0氯化鉀0.1磷酸二氫鈉0.1磷酸二氫鉀0.1碳酸氫鈉0.1運(yùn)動(dòng)員飲料的化學(xué)成分表一.細(xì)胞中的水化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)/％水占70～90無機(jī)鹽占1～1.5蛋白質(zhì)占7～10脂質(zhì)占1～2糖類和核酸占1～1.5特點(diǎn)一：構(gòu)成活細(xì)胞化合物中水含量最多(一)細(xì)胞中的水含量特點(diǎn)二：生物種類不同含水量不同（水生＞兩棲類＞陸生）水母97%魚類80%--85%藻類90%高等動(dòng)物65%蛙78%高等植物60%--80%特點(diǎn)三：同一生物體不同發(fā)育時(shí)期含水量不同（幼年＞成年＞老年，幼嫩細(xì)胞＞成熟細(xì)胞＞衰老細(xì)胞）人體不同生長(zhǎng)時(shí)期體內(nèi)水的含量生長(zhǎng)時(shí)期幼兒成年老年所占比例%776050特點(diǎn)四：同一生物體不同組織器官的含水量不同組織器官牙齒骨髓骨骼肌心臟血液含水量（％）1022767983水含量特點(diǎn)1.構(gòu)成活細(xì)胞化合物中水含量最多

2.生物種類不同含水量不同（水生＞陸生）

3.同一生物體不同發(fā)育時(shí)期含水量不同

4.同一生物體不同組織器官的含水量不同

思考：

血液與心臟含水量相差無幾，但兩者的形態(tài)卻截然不同，這是為什么？79%83%討論1（1）血液是流動(dòng)的，心肌是堅(jiān)實(shí)的，為什么兩者含水量這么接近？組織器官牙齒骨髓骨骼肌心臟血液含水量（％）1022767983血液中水主要以自由水的形式存在，心肌細(xì)胞中水主要以結(jié)合水的形式存在(2）農(nóng)民曬干葵花籽與炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？自由水結(jié)合水1.水在細(xì)胞中的存在形式：結(jié)合水：自由水：與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合的水（4.5%），如：蛋白質(zhì)、多糖特點(diǎn)：不容易流動(dòng)，不容易蒸發(fā)。以游離的形式存在，可以自由流動(dòng)（95.5%）特點(diǎn)：能自由流動(dòng)，容易散失。(二)水在細(xì)胞中的存在形式和作用判斷：以下實(shí)例中水主要以什么形式存在？（A）切西瓜時(shí)流出的瓜汁水（B）新鮮小麥種子曬干時(shí)丟失的水（Ｃ）小麥烘烤時(shí)丟失的水（D）雞蛋清里的水（Ｅ）漿糊中的水ＡＢＣDE

以自由水方式存在的有：以結(jié)合水方式存在的有：

1.

細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑

2.運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物

3.參與生物化學(xué)反應(yīng)4.為細(xì)胞提供液體環(huán)境維持細(xì)胞形態(tài)

生物體的一切生命活動(dòng)都離不開水（1）自由水（2）結(jié)合水：組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分

2.水在細(xì)胞中作用：增強(qiáng)細(xì)胞代謝增強(qiáng)細(xì)胞抗逆性(如：植物的抗旱、抗寒等。)結(jié)構(gòu)功能決定水分子結(jié)構(gòu)模型3.水的理化性質(zhì)與水分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

①水是極性分子,帶正電荷或負(fù)電荷的分子（或離子）都容易與水結(jié)合因此水是良好的溶劑。②水分子之間的氫鍵易被破壞，也易形成，這樣水中的氫鍵不斷地?cái)嚅_，又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體的狀態(tài)，具有流動(dòng)性。③由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，可作為熱的緩沖劑。這就意味著水的溫度相對(duì)不容易改變，水的這種特性，對(duì)于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要。血液凝固時(shí)，血液中的（）轉(zhuǎn)變成（）。自由水結(jié)合水說明自由水和結(jié)合水可以自由轉(zhuǎn)換。(三)水的含量與代謝和抗逆性的關(guān)系

正常情況下，細(xì)胞內(nèi)自由水所占的比例越大，細(xì)胞代謝越旺盛；而結(jié)合水越多，細(xì)胞抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力越強(qiáng)。自由水結(jié)合水上升下降→細(xì)胞代謝增強(qiáng)如：萌發(fā)的種子→細(xì)胞代謝減弱，抗逆性增強(qiáng)結(jié)合水溫度升高溫度降低自由水種子萌發(fā)時(shí)，溫度升高種子休眠時(shí)，溫度降低1.剛收獲的小麥種子，農(nóng)民往往將其曬干后儲(chǔ)存的，在這個(gè)過程中，種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？2.如果將曬干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠，該過程中丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？3.冬小麥在冬季來臨時(shí)，結(jié)合水增多，自由水減少增強(qiáng)抗凍能力。4.衰老的細(xì)胞內(nèi)水分含量減少，細(xì)胞萎縮，體積減小，細(xì)胞代謝速率減慢。減少自由水含量，降低新陳代謝水平，便于儲(chǔ)藏失去大量自由水的種子仍具有活性,浸泡后還能萌發(fā)干種子已經(jīng)失去自由水，這時(shí)形成的水珠是結(jié)合水失去結(jié)合水的細(xì)胞，失去生理活性①種子萌發(fā)時(shí)，吸收水分，自由水增多，代謝增強(qiáng)②曬干的種子，自由水減少，代謝減弱，利于儲(chǔ)存。③曬干的種子，經(jīng)過加熱，失去結(jié)合水，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)被破壞，不能萌發(fā)。（1）植物細(xì)胞中的水通常以結(jié)合水和自由水兩種形式存在，風(fēng)干種子細(xì)胞中的水主要以______的形式存在。經(jīng)階段I吸水后，種子中的水主要是以_____的形式存在。結(jié)合水自由水例1：水在植物的生命活動(dòng)中具有重要作用。風(fēng)干種子只有吸收足夠的水才能進(jìn)行旺盛的代謝活動(dòng)，使胚生長(zhǎng)。小麥種子萌發(fā)過程中吸水量隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖所示。回答下列問題：（2）在階段II，種子吸水速率______（填“大于”、“小于”或“等于”）階段I，呼吸速率______（填“大于”、“小于”或“等于”）階段I。小于大于將烘干的骨、小麥種子和植物秸稈等點(diǎn)燃燒盡,最終都會(huì)得到一些灰白色的灰燼,請(qǐng)問這些灰燼是什么呢?無機(jī)鹽討論22.存在形式

細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以離子的形式存在，少數(shù)以化合物形式存在含量較多的陽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。含量較多的陰離子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。1.含量：很少，僅占細(xì)胞鮮重的1％～1.5％。二.細(xì)胞中的無機(jī)鹽資料1：

下圖是一種葉綠素分子和血紅素分子局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。討論1．植物體缺Mg會(huì)影響光合作用，為什么？2．有一種貧血癥叫缺鐵性貧血癥，為什么缺Fe會(huì)導(dǎo)致貧血？

鎂是葉綠素的重要成分鐵是血紅素的重要成分①無機(jī)鹽是細(xì)胞中復(fù)雜化合物的重要組成成分3.生理作用

CaCO3是動(dòng)物和人體的骨骼、牙齒中的重要成分PO43-參與構(gòu)成ATP分子。還參與構(gòu)成生物膜(如:細(xì)胞膜、核膜)中的磷脂。資料3：

哺乳動(dòng)物血液中Ca2+太低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象。含量過高，會(huì)引起肌無力。資料2：

人體內(nèi)Na+缺乏會(huì)引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞的興奮性降低，最終引發(fā)肌肉酸痛.無力等，因此，當(dāng)大量出汗排出過多的無機(jī)鹽后，應(yīng)多喝淡鹽水。②維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)資料4：食物(蔬菜、水果)中往往含有一些堿性物質(zhì)(如Na2CO3)，人吃后體內(nèi)血液的pH一般不會(huì)有較大的變化；劇烈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了酸性物質(zhì)(如乳酸)，我們血液的pH一般也不會(huì)有較大變化。為什么？③維持細(xì)胞的酸堿平衡緩沖對(duì)：H2CO3/NaHCO3

NaH2PO4/Na2HPO4

9%0.09%紅細(xì)胞失水皺縮紅細(xì)胞吸水膨脹資料5：

患者到醫(yī)院輸液，用的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液。為什么要配制這一濃度，用0.09%或9%濃度可以嗎？為什么？④維持細(xì)胞滲透壓平衡如：多細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞，Na+主要維持_________滲透壓

K+主要維持__________滲透壓細(xì)胞外液細(xì)胞內(nèi)液滲透壓：溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力，其大小取決于單位體積中溶質(zhì)微粒的數(shù)目1%-1.5%離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-復(fù)雜化合物PFeMg生命活動(dòng)N、P、KNa+Na+、K+、Ca2+酸堿（1）細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜化合物的重要組成成分。（2）維持正常生命活動(dòng)。（3）維持細(xì)胞的滲透壓平衡。（4）維持細(xì)胞的酸堿平衡。小結(jié)：無機(jī)鹽在細(xì)胞中的含量很少，但是作用很大。部分離子的作用Mg2＋━━Fe2＋━━I-━━N-━━P-

━━Na＋K＋━━B-

━━葉綠素成分血紅蛋白的成分維持細(xì)胞外液的滲透壓甲狀腺激素成分蛋白質(zhì)、核酸等的成分核酸、磷脂等的成分促進(jìn)花粉萌發(fā)和花粉管伸長(zhǎng)4.探究無機(jī)鹽X是否為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需甲組：實(shí)驗(yàn)組，乙組：對(duì)照組；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保證實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中實(shí)驗(yàn)材料的統(tǒng)一性，即材料的種類、生長(zhǎng)狀況等相同；實(shí)驗(yàn)組中加入Fe的目的是二次對(duì)照，使實(shí)驗(yàn)組前后對(duì)照，以增強(qiáng)說服力。該方案也可用于檢測(cè)某種礦質(zhì)元素是否是植物正常生長(zhǎng)的必需元素。每組放入的植物不能是一株，因?yàn)橐恢曛参锎嬖谂既恍浴Ｌ骄繜o機(jī)鹽X是否為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需（1）空白對(duì)照對(duì)照組：實(shí)驗(yàn)組：植物+完全培養(yǎng)液植物+缺X培養(yǎng)液（2）自身對(duì)照對(duì)照組：實(shí)驗(yàn)組：缺X培養(yǎng)液(加入X之前)加入無機(jī)鹽X后細(xì)胞中的無機(jī)物水無機(jī)鹽存在形式作用自由水結(jié)合水離子化合物存在形式作用細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑為細(xì)胞生活提供液體環(huán)境參與細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)運(yùn)輸養(yǎng)料和代謝廢物組成某些復(fù)雜的化合物維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)課堂小結(jié)1．人患急性腸胃炎時(shí)，往往會(huì)有抽搐的癥狀，原因是()A．失水過多B．炎癥造成人體吸收糖類減少C．炎癥造成人體吸收無機(jī)鹽(如鈣)減少D．炎癥造成人體吸收氨基酸減少C2.下列關(guān)于細(xì)胞中無機(jī)化合物的敘述，正確的是（）A.自由水是生化反應(yīng)的介質(zhì)，不直接參與生化反應(yīng)B.結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，主要存在于液泡中C.無機(jī)鹽參與維持細(xì)胞的酸堿平衡，不參與有機(jī)物的合成D.無機(jī)鹽多以離子形式存在，對(duì)維持生命活動(dòng)有重要作用D3.關(guān)于生物體內(nèi)水和無機(jī)鹽的敘述，不正確的是（）A.體內(nèi)參與運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的水是自由水B.某些無機(jī)鹽是組成DNA、RNA和纖維素的必需成分C.哺乳動(dòng)物的血液中Ca2+含量過低，會(huì)出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象D.細(xì)胞中自由水和結(jié)合水的比例不是固定不變的B4.華北某地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)蘋果小葉病，有人認(rèn)為是土壤中缺鋅引起的，有人認(rèn)為是土壤中缺鎂引起的，現(xiàn)有如下材料，請(qǐng)你完成下列實(shí)驗(yàn)，探究上面猜測(cè)哪個(gè)正確？

材料用具：三株長(zhǎng)勢(shì)相同的蘋果幼苗、蒸餾水、含有植物必需元素的各種化合物。

實(shí)驗(yàn)原理：任何一種必需元素在植物體內(nèi)都有一定的作用，一旦缺乏，就會(huì)表現(xiàn)出相應(yīng)的癥狀，根據(jù)全素培養(yǎng)和相應(yīng)缺鋅、缺鎂的培養(yǎng)對(duì)蘋果生長(zhǎng)發(fā)育的比較，判斷小葉病的病因。方法步驟：

（1）首先配制全素培養(yǎng)液和相應(yīng)的缺鋅培養(yǎng)液和_____培養(yǎng)液，分別放入三個(gè)培養(yǎng)缸并編號(hào)為A、B、C。（2___________________________________________________。

（3）放在適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，________________________。

將三株長(zhǎng)勢(shì)相同的蘋果幼苗分別栽培在上述三個(gè)缸中觀察蘋果幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育狀況缺鎂（4）結(jié)果預(yù)測(cè)和分析：

①

缸內(nèi)的蘋果幼苗正常生長(zhǎng)。

②若B缸內(nèi)蘋果幼苗表現(xiàn)出小葉病，而C缸沒有，則說明_______________________

。