2.2+細胞中的無機物課件【知識精講精研】高一上學期生物人教版必修1

第2節(jié)細胞中的無機物第2章

組成細胞的分子>>>2019人教版高中生物學必修1課件闡明生命現(xiàn)象的規(guī)律，必須建立在闡明生物大分子結構的基礎上。---中國科學院院士

鄒承魯（1）地表3/4是水，最早的生命起源于水。（2）干燥的種子必須吸足水才能萌發(fā)。（3）人的胚胎也要浸潤在羊水中發(fā)育。（4）仙人掌身處如此干旱的環(huán)境，它那肥碩的變態(tài)莖中仍貯存著大量的水分。導入思考：以上種種現(xiàn)象說明什么問題??

水是生物生存必不可少的，一切生命活動都離不開水。細胞中的水思考：從右側“組成細胞的主要化合物及相對含量”圖中能得出水的含量具有什么特點？?

水是活細胞中含量最多的化合物水的含量組成細胞的主要化合物及相對含量幾種不同生物體的含水量生物水母藻類魚類蛙高等植物哺乳動物水含量（質(zhì)量分數(shù)，%）979080-857860-8065細胞中的水水的含量【探究1】結合教材P20第1段內(nèi)容，分析下列表格數(shù)據(jù)，你能得出什么結論？?

不同種類的生物含水量不同，一般為60-95%。通常，水生生物的含水量＞陸生生物的含水量同一生物在生長發(fā)育的不同時期含水量不同細胞中的水水的含量一般是：幼年＞成年＞老年；幼嫩部分＞老熟部分【探究1】結合教材P20第1段內(nèi)容，分析下列圖示數(shù)據(jù)，你能得出什么結論？人體不同組織或器官中的含水量不同組織器官牙齒骨骼骨骼肌心臟血液水含量（質(zhì)量分數(shù)，%）1022767983細胞中的水水的含量?

同一生物個體不同組織/器官的含水量不同【探究1】結合教材P20第1段內(nèi)容，分析下列表格數(shù)據(jù)，你能得出什么結論？1、水為什么能成為良好的溶劑？細胞中的水水的作用【探究2】觀看視頻，結合教材P20-21楷體字內(nèi)容，思考下列問題：2、水為什么具有支持生命的獨特性質(zhì)？空間結構：電子不對稱分布極性分子帶電分子或離子易與水結合（1）分子極性和氫鍵

→

水在常溫下能夠維持液體狀態(tài)，具有流動性。（2）氫鍵

→

水具有較高沸點、熔點、比熱容。一、水是細胞內(nèi)良好的溶劑：?

水分子由2個氫原子和1個氧原子構成；?

氫原子以共用電子對與氧原子結合；?

氧具有比氫更強的吸引共用電子的能力，使氧的一端稍帶負電，氫的一端稍帶正電；?

水分子的空間結構及電子的不對稱分布，使得水分子成為一個極性分子；?

帶有正電荷或負電荷的分子（或離子）都容易與水結合，因此，水是良好的溶劑。細胞中的水水的作用二、參與細胞內(nèi)的許多生物化學反應：光合作用

細胞中的水水的作用細胞呼吸細胞中的水水的作用三、多細胞生物體的絕大多數(shù)細胞，必須浸潤在以水為基礎的液體環(huán)境中：細胞中的水水的作用四、在生物體內(nèi)運送營養(yǎng)物質(zhì)和排除廢物：?

水在生物體內(nèi)的流動，可以把營養(yǎng)物質(zhì)運送到各個細胞。?

同時，也把各個細胞在新陳代謝中產(chǎn)生的廢物運送到排泄器官或直接排出體外。

某種運動員飲料的化學成分表如下表所示。請回憶初中所學知識，結合此表討論以下問題：問題探討1、喝飲料主要是給身體補充水，水在細胞中起什么作用？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運動員飲料的化學成分表（1）水是細胞結構的重要組成成分（2）水是細胞內(nèi)的良好溶劑（3）為細胞提供液體環(huán)境（4）運送營養(yǎng)物質(zhì)和排除細胞代謝產(chǎn)生的廢物?各種生物體的一切生命活動都需要水！細胞中的水水的存在形式【探究3】閱讀下面的資料1和2，結合教材P21第一段，思考討論問題：資料1：人的心肌含水量約為79％，血液含水量約為83％，二者的含水量相差不多，可在形態(tài)上差異很大，前者是固態(tài)，后者是液態(tài)。資料2：新鮮的黃豆種子曬干之后易于貯存，干的黃豆種子用水浸泡后可以很快萌發(fā)。1、完成下列表格內(nèi)容：存在形式定義含量作用自由水特點：易蒸發(fā)，可流動。結合水79%為什么心肌與血液的含水量相差無幾（79%vs83%），但兩者的形態(tài)卻截然不同？細胞中的水水的存在形式83%?

水的存在形式不同血液中主要是自由水，心臟中結合水比例相對較高。細胞中的水水的存在形式2、分析資料2，思考討論：在這個過程中，細胞內(nèi)的水分是如何變化的？這和細胞的代謝和抗逆性又有什么關系？代謝越弱（抗逆性越強）自由水————結合水代謝越強（抗逆性越弱）減小增大利于生長發(fā)育自由水和結合水的含量不是絕對的，在一定條件下可以相互轉化。抗逆性——細胞抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力便于儲藏，抵御干旱、寒冷等不良環(huán)境自由水和結合水的關系細胞中的水水的存在形式1、自由水和結合水在一定條件下存在著動態(tài)轉化：?

環(huán)境惡化?

細胞衰老?

生命活動增強自由水↓結合水↑自由水↓結合水↑自由水↑結合水↓2、自由水與結合水相互轉化的原因：?

水分子與細胞內(nèi)的親水性物質(zhì)如蛋白質(zhì)、淀粉等以氫鍵相結合成為結合水。?

溫度升高，水分子的動能增加，會逃脫氫鍵的束縛成為自由水。新鮮豆子

曬干的豆子沙漠植物熱帶雨林植物細胞中的水聯(lián)系生活哪一個新陳代謝旺盛？哪一個自由水含量更多？自由水含量越高，代謝越旺盛。誰的抗逆性更強？誰的結合水含量更多？結合水含量越高，抗逆性相對越強。（一）以下實例中水主要以什么形式存在？?切西瓜時流出的瓜汁水?新鮮小麥種子曬干時丟失的水?小麥烘烤時丟失的水（二）為什么烘干的小麥種子浸泡后不能萌發(fā)？細胞中的水聯(lián)系生活?

小麥種子烘干失去的是結合水，結合水是組成細胞和生物體的重要組成成分。自由水自由水結合水1、種子在貯存前需曬干。2、干種子用水浸泡后仍能萌發(fā)。3、干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠。4、炒熟的種子浸泡后不萌發(fā)。5、低溫環(huán)境下減少花卉澆水。細胞中的水聯(lián)系生活?

失去自由水，細胞仍有活性。?失去結合水，細胞失去生理活性。?升高結合水的比例，植物抗逆性增強。細胞中的水無機鹽將烘干的谷、小麥種子和植物秸稈等點燃燒盡，最終都會得到一些灰白色的灰燼，請問這些灰燼是什么呢?思考·討論思考：少數(shù)無機鹽在生物體內(nèi)又是以什么形式存在的呢？細胞中的無機鹽存在形式（1）含量較多的陽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。（2）含量較多的陰離子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。細胞中大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在。少數(shù)無機鹽是以化合物的形式存在于生物體內(nèi)的，如：動物牙齒和骨骼中的Ca是以磷酸氫鈣【Ca10(PO4)6(OH)2】形式存在。無機鹽是細胞中含量很少的無機鹽，僅占細胞鮮重的1%~1.5%。從“組成細胞的主要化合物及相對含量”圖中能得出什么結論？

無機鹽在細胞中含量很少，是不是對生命活動可有可無呢？細胞中的無機鹽組成細胞的主要化合物及相對含量資料1：下圖是一種葉綠素分子和血紅蛋白的結構示意圖1、植物體缺Mg會影響光合作用，為什么？思考·討論葉綠素

血紅蛋白?

光合作用的正常進行不能缺少葉綠素，而葉綠素的分子結構中不能缺少的元素之一就是Mg。Mg是葉綠素的組成元素之一，因此，它對于光合作用具有重要意義。缺Mg使葉綠素的形成受到阻礙，進而影響光合作用。2、有一種貧血癥叫缺鐵性貧血癥，為什么缺Fe會導致貧血？思考·討論葉綠素

血紅蛋白資料1：下圖是一種葉綠素分子和血紅蛋白的結構示意圖?

人體內(nèi)血紅蛋白和紅細胞的減少都可以導致貧血。血紅蛋白的分子結構不能缺少的一種元素就是Fe。缺Fe會導致血紅蛋白的合成障礙，從而引起貧血。缺鐵性貧血是一種常見的貧血癥。無機鹽的作用：（1）參與細胞內(nèi)復雜化合物的組成資料2：植物在缺乏N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì)時會出現(xiàn)各種癥狀，因此生產(chǎn)過程中常要給植物施肥。玉米在生在過程中缺乏P，植物就會特別矮小，根系發(fā)育差，葉片小且暗綠偏紫色。3、植物體缺P常表現(xiàn)為生長發(fā)育不正常，這說明什么？分析為什么植物體缺P會影響其生長發(fā)育。思考·討論?

這說明了P對于植物正常的生長發(fā)育是必不可少的。P作為植物生長發(fā)育所必需的大量元素之一，是許多重要化合物（如核酸、ATP等）和生物膜等的重要組成成分，也在光合作用和呼吸作用等與能量代謝有關的反應中扮演重要角色。當P供應不足時，核酸的合成會受到影響，并會波及蛋白質(zhì)的合成，還會影響體內(nèi)糖類的代謝。因此，缺乏P的植株會由于糖類代謝障礙而出現(xiàn)葉片顏色異常，并且長得矮小、結實率低。無機鹽的作用：（2）維持細胞和生物體正常生命活動資料3：醫(yī)用生理鹽水是質(zhì)量分數(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？思考·討論?

質(zhì)量分數(shù)為0.9%的氯化鈉溶液的濃度，正是人體細胞所處液體環(huán)境中溶質(zhì)的濃度，所以叫生理鹽水。?

當人體需要補充鹽溶液或輸入藥物時，應輸入生理鹽水或用生理鹽水作為藥物的溶劑，以保證人體細胞的生活環(huán)境維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。無機鹽的作用：（3）維持細胞正常形態(tài)和生物體內(nèi)環(huán)境滲透壓穩(wěn)定。資料4：激烈運動后會感到腰酸、膝蓋酸的原因是運動時產(chǎn)生了乳酸，但人體血液的pH沒有因此而降低，還是維持在7.35~7.45之間。其調(diào)節(jié)機理如下：乳酸

+

NaHCO3

→

乳酸鈉

+

H2CO3H2CO3

→

H2O+CO2

由此，你能得出什么結論?思考·討論無機鹽的作用：（4）無機鹽可以維持細胞的酸堿平衡。無機鹽的作用無機鹽是細胞內(nèi)復雜化合物的重要組成成分，也是細胞結構的重要組分。?

Mg是構成葉綠素的元素?

Fe是構成血紅素的元素?

P是組成細胞膜、細胞核的重要成分，也是細胞必不可少的許多化合物的成分。維持機體正常的生命活動。?哺乳動物的血液中Ca2+含量太低，會出現(xiàn)抽搐等癥狀；Na+缺乏會引起神經(jīng)、肌肉細胞的興奮性降低，最后引起肌肉酸疼、無力等。維持細胞的滲透壓和酸堿平衡。?哺乳動物的血液中Ca2+含量太低，會出現(xiàn)抽搐等癥狀；Na+缺乏會引起神經(jīng)、肌肉細胞的興奮性降低，最后引起肌肉酸疼、無力等。細胞中的無機鹽

某種運動員飲料的化學成分表如下表所示。請回憶初中所學知識，結合此表討論以下問題：問題探討2、表中哪些成分屬于無機鹽？為什么要在運動員喝的飲料中添加無機鹽？無機鹽在細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運動員飲料的化學成分表表中的氯化鈉、氯化鉀、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、碳酸氫鈉等都屬于無機鹽，它們在飲料中以離子的形式存在。運動員在運動中會大量出汗，出汗時人體會排出大量無機鹽，所以要給他們補充無機鹽。無機鹽可以調(diào)節(jié)細胞的生命活動，也是許多有機物的重要組成成分。細胞中的無機鹽例子1：患急性腸炎的病人（肚瀉）脫水時需要及時補充水分，同時也需要補充體內(nèi)丟失的無機鹽。因此，輸入葡萄糖鹽水是常見的治療方法。例子2：大量出汗會排出過多的無機鹽，導致體內(nèi)的水鹽平衡和酸堿平衡失調(diào)，這時應多喝淡鹽水。聯(lián)系生活歸納·小結小試牛刀1、下列關于氫鍵的說法，正確的是()A.在水分子的內(nèi)部可形成氫鍵B.由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容C.1個水分子最多可通過氫鍵與另外2個水分子相連D.氫鍵的形成與水分子的極性無關B解析：在水分子之間可形成氫鍵，A錯誤；