生物人教版（2023）必修1 2.2細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物（共30張ppt）

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本節(jié)聚焦:

水在細(xì)胞中以什么形式存在具有哪些重要作用？

為什么細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽含量很少，作用卻很重要？

必修1/第2章/組成細(xì)胞的分子/

第2節(jié)細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物

右圖是某種運(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)合右表討論以下問(wèn)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？

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

各種生物的一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)水，細(xì)胞中含量最多的化合物是水。

一.細(xì)胞中的水

細(xì)胞中各種化合物所占比例無(wú)機(jī)物有機(jī)物化合物水無(wú)機(jī)鹽蛋白質(zhì)脂質(zhì)糖類核酸

所占比例%70-901-1.57-101-21-1.5結(jié)論1：細(xì)胞中含量最多的化合物是水

活動(dòng)1：分析下表得出結(jié)論。

右圖是某種運(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)合右表討論以下問(wèn)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？

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

③多細(xì)胞生物體的組成成分，構(gòu)成液體環(huán)境：烘干的小麥種子浸泡后不能萌發(fā)，組織液；

①細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑：物質(zhì)必須溶于水中才能被細(xì)胞吸收利用；

②參與許多生物化學(xué)反應(yīng)：呼吸作用以及許多有機(jī)物的合成和分解都需要水的參與；

④運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物：血液可以把其中溶解的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)細(xì)胞。

一.細(xì)胞中的水

活動(dòng)2：認(rèn)識(shí)不同生物體內(nèi)含水量與分布。

結(jié)論2：生物體的含水量隨著生物種類的不同而有所差別，一般為60%～95%。

水生>陸生

90%

78%

65%

97%

90%

80%～85%

右圖是某種運(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)合右表討論以下問(wèn)題。

討論：

2.表中哪些成分屬于無(wú)機(jī)鹽？為什么要在運(yùn)動(dòng)員喝的飲料中添加無(wú)機(jī)鹽？無(wú)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

無(wú)機(jī)鹽可以維持細(xì)胞和生物體正常的生命活動(dòng)，也是許多有機(jī)物重要組成成分。

運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)流汗，排出大量無(wú)機(jī)鹽。

一.細(xì)胞中的水

活動(dòng)3：認(rèn)識(shí)同一生物不同發(fā)育期含水量與分布。

幼兒＞成年＞老年幼嫩>成熟

同一生物的不同生長(zhǎng)發(fā)育期生長(zhǎng)發(fā)育階段幼兒成年（女）成年

（男）

質(zhì)量分?jǐn)?shù)％77%52%-58%60%-65%

結(jié)論3：同種生物不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期含水量不同。

結(jié)論4：同種生物的不同的組織、器官含水量不同。

99%

83%

84%

一.細(xì)胞中的水

活動(dòng)3：認(rèn)識(shí)同一生物不同發(fā)育期含水量與分布。

10%

心?。?9%

76%

一.細(xì)胞中的水

活動(dòng)4：水為什么是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑？(教材P20)

水是極性分子——水是良好的溶劑

水分子由2個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成，氫原子以共用電子對(duì)與氧原子結(jié)合。由于氧具有比氫更強(qiáng)的吸引共用電子的能力，使氧的一端稍帶負(fù)電荷，氫的一端稍帶正電荷。水分子的空間結(jié)構(gòu)及電子的不對(duì)稱性分布，使得水分子是一個(gè)極性分子。這使得帶正電荷或負(fù)電荷的分子或離子都易與水結(jié)合。

一.細(xì)胞中的水

活動(dòng)4：水為什么是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑？(教材P20)

常溫下水有流動(dòng)性

一個(gè)水分子的氧端和另一個(gè)水分子的氫端由于靜電吸引作用可以形成氫鍵。水分子之間靠氫鍵相互作用在一起。氫鍵不穩(wěn)定，使水在常溫下維持液態(tài)，具有流動(dòng)性。

水比熱容大

大量氫鍵斷裂需要消耗大量能量。氫鍵的存在使得水具有較高的比熱容，水的溫度相對(duì)不易發(fā)生改變。

一.細(xì)胞中的水

1.水在細(xì)胞中的存在形式和功能

活動(dòng)5：心臟和血液的含水量很接近，為何心臟呈堅(jiān)韌的形態(tài)而血液卻呈流動(dòng)的液態(tài)？

心臟

血液

血液主要以自由水的形式存在，心肌主要以結(jié)合水的形式存在。

一.細(xì)胞中的水

存在形式

自由水

(約95.5%)

與細(xì)胞內(nèi)其他化合物相結(jié)合的水

呈游離狀態(tài)，可以自由流動(dòng)。

結(jié)合水

(約4.5%)

可流動(dòng)、易蒸發(fā)、易散失

為細(xì)胞提供液體環(huán)境；

是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑；

參與細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)；

運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)和代謝廢物。

不流動(dòng)、不易散失、含量較穩(wěn)定

是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分

1.水在細(xì)胞中的存在形式和功能

功能：

定義：

特點(diǎn)：

功能：

定義：

特點(diǎn)：

(1)切西瓜時(shí)流出的瓜汁水

(2)新鮮小麥種子曬干時(shí)丟失的水

(3)小麥烘烤時(shí)主要丟失的水

(4)雞蛋清里的水

自由水

自由水

結(jié)合水

結(jié)合水

一.細(xì)胞中的水

1.水在細(xì)胞中的存在形式和功能

活動(dòng)6：以下實(shí)例中水主要以什么形式存在？

一.細(xì)胞中的水

2.自由水與結(jié)合水的關(guān)系

(1)正常情況下,細(xì)胞內(nèi)_________比例越大,細(xì)胞的代謝就越旺盛。

(2)_________越多,細(xì)胞抵抗_______________等不良環(huán)境的能力就越強(qiáng)。

自由水

結(jié)合水

干旱和寒冷

結(jié)合水

自由水

自由水/結(jié)合水的比值

新陳代謝

溫度

3.水的含量與細(xì)胞代謝和抗逆性的關(guān)系

(2)兩者的相對(duì)含量（自由水/結(jié)合水）影響生物組織的細(xì)胞代謝速率。

(1)自由水和結(jié)合水在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化

生命活動(dòng)緩慢，新陳代謝減慢

生命活動(dòng)旺盛，新陳代謝加快

一.細(xì)胞中的水

思考討論：

2.如果將曬干的種子放在試管中加熱,會(huì)發(fā)現(xiàn)試管壁上有水珠出現(xiàn),該過(guò)程中種子丟失的主要是哪種形式的水加熱后的種子還有活性嗎

1.剛收獲的小麥種子,農(nóng)民往往將其曬干后再儲(chǔ)存,在這個(gè)過(guò)程中,種子丟失的主要是哪種形式的水曬干后的種子還有活性嗎

該過(guò)程中種子丟失的主要是自由水,種子仍保留活性。

該過(guò)程中種子丟失的主要是結(jié)合水,種子失去活性。

一.細(xì)胞中的水

思考討論：

4.越冬的植物、干旱地區(qū)植物的細(xì)胞中,結(jié)合水含量升高,這表明自由水和結(jié)合水的含量與生物的抗逆性有什么關(guān)系

3.曬干的種子能夠長(zhǎng)久保存,浸泡吸水后能夠萌發(fā),據(jù)此推斷自由水和結(jié)合水的比值與細(xì)胞的代謝強(qiáng)度之間有什么關(guān)系

在一定范圍內(nèi),自由水和結(jié)合水的比值越大,細(xì)胞代謝越旺盛。

在一般情況下,結(jié)合水和自由水的比值越大,細(xì)胞抗逆性越強(qiáng)。

二.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽

初中做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將骨頭和小麥的種子燒盡,最終會(huì)得到一些灰白色的灰燼。請(qǐng)問(wèn)這些“灰燼”是什么？

無(wú)機(jī)鹽

(1)細(xì)胞中大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽以離子的形式存在。

陽(yáng)離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+

陰離子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-

(2)少數(shù)以化合物的形式存在，如骨骼和牙齒中富含CaCO3

1.存在形式

2.無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的含量

極少，僅占細(xì)胞鮮重的1%至1.5%

二.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽

無(wú)機(jī)鹽的作用

資料1下圖是一種葉綠體分子和血紅素分子局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略。

討論

1.植物體缺鎂會(huì)影響光合作用，為什么？

2.有一種貧血癥叫缺鐵性貧血癥，為什么缺鐵會(huì)導(dǎo)致貧血？

缺鎂使葉綠素的形成受阻，進(jìn)而影響光合作用。

缺鐵會(huì)導(dǎo)致血紅蛋白的合成障礙，從而引起貧血。

二.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽

無(wú)機(jī)鹽的作用

資料2植物在缺乏N、P、K等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種癥狀，因此生產(chǎn)過(guò)程中常要給植物施肥。玉米在生長(zhǎng)過(guò)程中缺乏P，植物就會(huì)特別矮小，根系發(fā)育差，葉片小且呈暗綠偏紫色。

討論

3.植物體缺p常表現(xiàn)為生長(zhǎng)發(fā)育不正常，這說(shuō)明什么？分析為什么植物體缺P(pán)會(huì)影響其生長(zhǎng)發(fā)育。

說(shuō)明P對(duì)于植物正常的生長(zhǎng)發(fā)育是必不可少的。P是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的大量元素之一，是許多重要化合物和生物膜的重要組成成分。

作用1：構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)某些化合物的重要組成成分

二.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽

資料3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(wú)力等。哺乳動(dòng)物的血液中必須含有一定量的Ca2+，如果Ca2+含量太高，會(huì)出現(xiàn)肌無(wú)力癥狀，而Ca2+含量太低，動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀。

作用2：維持細(xì)胞和生物體的正常生命活動(dòng)

資料4某人生病到醫(yī)院輸液，你知道用的生理鹽水是多少濃度的？為什么要配制這一濃度，其它濃度可以嗎？為什么？

作用3：維持細(xì)胞的滲透壓，維持細(xì)胞的正常形態(tài)

0.9%

9%

皺縮

膨脹

0.09%

生理鹽水常用的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液。人體的紅細(xì)胞在生理鹽水中會(huì)保持原有的形態(tài),如果放到清水里,會(huì)吸水漲破。

二.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽

資料5大家都有這樣的體會(huì)，進(jìn)行激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)感到腰酸、膝蓋酸等。這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了乳酸，但體液的PH沒(méi)有因此而降低,還是維持在7.35—7.45之間，為什么呢？

乳酸＋NaHCO3→乳酸鈉＋H2CO3

CO2＋H2O

作用4：維持細(xì)胞和生物體的酸堿平衡

劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)：H+

H2O+CO2由肺排出

+NaHCO3

Na++H2CO3

無(wú)機(jī)鹽離子H2CO3/HCO3-等組成重要的緩沖體系來(lái)調(diào)節(jié)并維持pH平衡。

蔬果中的堿：OH-

+H2CO3

過(guò)多HCO3-由腎臟排出

H2O+HCO3-

二.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽

3.無(wú)機(jī)鹽的作用

生理功能舉例

某些化合物的重要組成成分①M(fèi)g是葉綠素分子必需的成分；

②Fe是血紅素的重要成分；

③P是組成細(xì)胞膜、細(xì)胞核的重要成分,也是

細(xì)胞必不可少的許多化合物的成分。

維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)①Na＋缺乏會(huì)引發(fā)肌肉酸痛、無(wú)力等；

②血液中Ca2＋的含量太低，會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀

維持細(xì)胞的正常形態(tài)維持正常滲透壓；進(jìn)而維持細(xì)胞的正常形態(tài)。

維持細(xì)胞和生物體的酸堿平衡酸堿平衡（含有HCO3-、HPO42-等離子）

小結(jié)：無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的含量很少，但是作用很大。

二.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽

生活中攝入食鹽過(guò)多或過(guò)少會(huì)對(duì)人體健康造成怎樣的危害？（教材P22）

鹽是日常生活中不可缺少的調(diào)味品，它的主要成分是NaCl。雖然Na＋和Cl－在細(xì)胞的代謝中發(fā)揮重要的作用，但它們并不是越多越好。世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦每人每天食鹽攝入量以5g為宜。攝入鹽過(guò)多對(duì)人類健康的危害很大。例如，有大量證據(jù)表明，增加鹽的攝入會(huì)增加高血壓及其他心血管疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)；高鹽飲食與骨質(zhì)疏松癥、糖尿病等相關(guān)。但是，并不是所有的人群都適合低鹽飲食，某些疾病患者可能要維持相當(dāng)水平的鹽攝入。該思考題可以讓學(xué)生體會(huì)到適度與平衡的重要性。

人體所需的部分無(wú)機(jī)鹽

無(wú)機(jī)鹽功能缺乏引起的疾病

Fe組成血紅蛋白、細(xì)胞色素、含鐵酶類缺鐵性貧血

Ca促進(jìn)牙齒、骨骼生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)神經(jīng)肌肉的敏感性佝僂病、骨質(zhì)疏松癥

K維持離子濃度，調(diào)節(jié)體液滲透壓心率異常

I形成甲狀腺素的成分甲狀腺腫、呆小癥

Mg與酶活性有關(guān)，保持肌肉功能正常驚厥

Na體液的主要組成成分，調(diào)節(jié)體液滲透壓Addison病等

F維持骨骼的結(jié)構(gòu)，防止蛀牙齲齒

三.探究無(wú)機(jī)鹽X是否為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需

實(shí)驗(yàn)方案：

觀察含全部營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)液中去掉該元素前后的植株生長(zhǎng)情況

設(shè)計(jì)思路：

以Mg為例

若植物正常生長(zhǎng)

將生長(zhǎng)狀況相同的正常植物分為兩組

甲組：缺Mg培養(yǎng)液

乙組：完全培養(yǎng)液

若出現(xiàn)缺乏癥

加入Mg元素再培養(yǎng)

缺乏癥消失

則Mg為植物生長(zhǎng)必需元素

則Mg不是植物生長(zhǎng)必需元素

植物正常生長(zhǎng)

實(shí)驗(yàn)組中加入Mg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(shuō)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?/p>

三.探究無(wú)機(jī)鹽X是否為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需

對(duì)照組：植物+完全培養(yǎng)液

實(shí)驗(yàn)組：植物+缺X培養(yǎng)液

對(duì)照組：缺X培養(yǎng)液（加入X之前）

實(shí)驗(yàn)組：加入無(wú)機(jī)鹽X后

空白對(duì)照

自身對(duì)照

課堂小結(jié)

自由水

(約95.5%)

結(jié)合水

(約4.5%)

水

存在形式

①細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑

④運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物

②參與細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)

③為絕大多數(shù)細(xì)胞提供液體環(huán)境

功能

①作為細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分

②增強(qiáng)細(xì)胞抗逆性

功能

相互轉(zhuǎn)化

無(wú)機(jī)鹽

①某些化合物的重要組成成分

大多數(shù)以離子形式，少數(shù)以化合物形式存在

功能

含量

存在形式

細(xì)胞鮮重的1%～1.5%

④維持生物體內(nèi)的酸堿平衡

②維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)

③維持生物體內(nèi)的正常滲透壓

細(xì)胞

中的

無(wú)機(jī)物

水和無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞的重要組成成分。判斷下列相關(guān)表述是否正確。

(1)細(xì)胞內(nèi)的自由水和結(jié)合水都是良好的溶劑，都能參與物質(zhì)運(yùn)輸和化學(xué)反應(yīng)。()

(2)同一株植物中，老葉細(xì)胞比幼葉細(xì)胞中自由水的含量高。()

(3)將作物秸稈充分曬干后，其體內(nèi)剩余的物質(zhì)主要是無(wú)機(jī)鹽。()

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測(cè)

×

×

×

練習(xí)與應(yīng)用

二、拓展應(yīng)用

1.醫(yī)用生理鹽水是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液。生理鹽水的含義是什么在什么情況下需要用生理鹽水

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液的濃度，正是人體細(xì)胞所處液