2.2 細(xì)胞中的無機(jī)物課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第二章組成細(xì)胞的分子第2節(jié)細(xì)胞中的無機(jī)物授課教師：吳曉微WxW必修一P20【回顧】細(xì)胞中含量最多的化合物是？水【情境導(dǎo)入】農(nóng)業(yè)上常將種子曬干后儲(chǔ)存，這是為什么？細(xì)胞中的水究竟有什么功能？結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，我們先探索水分子的結(jié)構(gòu)。一、細(xì)胞中的水極性分子吸引其他水分子吸引帶電物質(zhì)良好溶劑比熱容是單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容量，即單位質(zhì)量物體改變單位溫度時(shí)吸收/放出的熱量參與反應(yīng)氫鍵液體環(huán)境不穩(wěn)定液態(tài)比熱容高溫度不易變維持生命系統(tǒng)穩(wěn)定1.水分子的結(jié)構(gòu)吸引其他水分子吸引帶電物質(zhì)良好溶劑參與反應(yīng)物質(zhì)運(yùn)輸氫鍵液體環(huán)境不穩(wěn)定液態(tài)流動(dòng)性比熱容高溫度不易變維持生命系統(tǒng)穩(wěn)定細(xì)胞中呈游離狀態(tài)且可以自由流動(dòng)的水叫做自由水。黒藻細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)極性分子1.水分子的結(jié)構(gòu)【思考1】細(xì)胞內(nèi)的水都可以自由流動(dòng)的嗎？都是自由水嗎？【思考2】心臟（79%）和血液（83%）的含水量很接近，但是形態(tài)上差異很大，心臟呈堅(jiān)韌的形態(tài)，血液呈流動(dòng)的液態(tài)。這說明了什么？

血液中可以自由流動(dòng)的自由水很多，而心臟細(xì)胞中的水與血液中的水相比，更多都不能自由流動(dòng)。水在細(xì)胞中除了自由水外，還有少部分水與細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)相結(jié)合，失去了流動(dòng)性和溶解性，成為細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分。這種水叫作結(jié)合水。【思考3】心臟中和血液中，哪個(gè)結(jié)合水的含量更多？哪個(gè)自由水更多？心臟的結(jié)合水比血液更多；血液的自由水比心臟多。一、細(xì)胞中的水2.存在形式及生理功能自由水結(jié)合水功能良好溶劑參與反應(yīng)液體環(huán)境物質(zhì)運(yùn)輸功能組成細(xì)胞細(xì)胞中的水3.自由水與結(jié)合水的相互轉(zhuǎn)化含水量種子萌發(fā)過程中含水量、以及自由水和結(jié)合水相對(duì)含量的變化自由水和結(jié)合水占全部水量%萌發(fā)時(shí)間（d）01234567種子萌發(fā)過程中含水量、以及自由水和結(jié)合水相對(duì)含量的變化如下3.自由水與結(jié)合水的相互轉(zhuǎn)化觀察圖像，你有什么發(fā)現(xiàn)？種子萌發(fā)過程中，含水量逐漸增多，自由水的占比逐漸升高，結(jié)合水的占比逐漸減少。含水量占總重量%自由水和結(jié)合水占全部水量%自由水的占比高有利于種子萌發(fā)、細(xì)胞代謝。在正常情況下，細(xì)胞內(nèi)自由水占比越高，細(xì)胞代謝就越旺盛?，F(xiàn)在請(qǐng)思考老師課前提出的問題：為什么要將種子曬干減少水分后儲(chǔ)存？曬干可以減少自由水，降低細(xì)胞代謝，使有機(jī)物消耗減少。3.自由水與結(jié)合水的相互轉(zhuǎn)化某地小麥遭遇干旱時(shí)含水量、以及自由水和結(jié)合水相對(duì)含量的變化如下含水量占總重量%自由水和結(jié)合水占全部水量%觀察圖像，你有什么發(fā)現(xiàn)？隨著干旱時(shí)長(zhǎng)的增加，含水量逐漸減少，結(jié)合水的占比逐漸升高，自由水的占比逐漸減少。這是因?yàn)椴糠肿杂伤D(zhuǎn)化為結(jié)合水，結(jié)合水占比越高，越不易蒸發(fā)，抵抗干旱、寒冷等不良環(huán)境的能力越強(qiáng)，即抗逆性越強(qiáng)。度過不良環(huán)境后，細(xì)胞代謝逐漸增強(qiáng)，結(jié)合水又可重新轉(zhuǎn)化為自由水。【思考】北方冬小麥在冬天來臨時(shí)，自由水和結(jié)合水的比例會(huì)如何變化？過冬后又會(huì)怎樣變化？在冬天來臨時(shí)，冬小麥自由水和結(jié)合水的比例會(huì)降低。過冬后會(huì)升高。一、細(xì)胞中的水自由水結(jié)合水功能良好溶劑參與反應(yīng)液體環(huán)境物質(zhì)運(yùn)輸功能組成細(xì)胞細(xì)胞中的水3.自由水與結(jié)合水的相互轉(zhuǎn)化++細(xì)胞代謝抗逆性升溫降溫自由水結(jié)合水新陳代謝速率抗逆性部分結(jié)合水升溫降溫部分自由水隨堂練習(xí)

1.落葉植物體內(nèi)自由水/結(jié)合水的比值，冬季與夏季相比，哪個(gè)大？

A.

相等

B.

夏季大

C.

冬季大

D.不確定2.小麥萌發(fā)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)自由水和結(jié)合水的比例（

）

A.升高

B.降低

C.不變

D.無法判斷判斷：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、曬干的小麥烘烤時(shí)丟失的水D、新鮮雞蛋清里的水

自由水：

結(jié)合水：BAABCD不同生物含水量不同(P20第一段第5行)（水生＞兩棲類＞陸生）一、細(xì)胞中的水4.含水量比較水這么重要。那所有生物的含水量相同嗎？必修一P20同一物種的生物體內(nèi)水的含量比較，說明了什么？同種生物不同發(fā)育時(shí)期含水量不同（幼＞老；男＞女）同種生物在不同組織、器官中含水量不同一、細(xì)胞中的水4.含水量比較曬種失自由水，浸泡后萌發(fā)(P21第二段倒數(shù)第4、5行)烤種失結(jié)合水，不能再萌發(fā)(P21第二段倒數(shù)第4、5行)曬種失去自由水烤種失去結(jié)合水燒種失去水和有機(jī)物，剩下灰白色的灰燼——無機(jī)鹽陽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。陰離子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。組成細(xì)胞的各種元素大多以化合物的形式存在。（P17）細(xì)胞中的大多數(shù)無機(jī)物以離子的形式存在。一、細(xì)胞中的無機(jī)鹽1.無機(jī)鹽的含量含量較少，僅占細(xì)胞鮮重的1%—1.5%(P17圖片、P21最后一行)2.無機(jī)鹽的存在形式①大部分以離子形式存在②少部分以化合物形式存在①是細(xì)胞中許多化合物的成分(P22第二行)CaCO3：牙齒、骨一、細(xì)胞中的無機(jī)鹽3.無機(jī)鹽的作用鐵是血紅蛋白的重要組分缺鐵血紅蛋白合成障礙不能運(yùn)輸氧貧血鎂是葉綠素的重要組分缺鎂葉綠素合成障礙影響光合作用FeMg缺鎂必修一P22思考·討論：無機(jī)鹽的作用1.為什么缺鐵會(huì)導(dǎo)致貧血？2.植物缺鎂會(huì)影響光合作用，為什么？這說明了P對(duì)于植物正常的生長(zhǎng)發(fā)育是必不可少的。P作為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的大量元素之一，是許多重要化合物（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(guān)的反應(yīng)中扮演重要角色。當(dāng)P供應(yīng)不足時(shí)，核酸的合成會(huì)受到影響，并會(huì)波及蛋白質(zhì)的合成，還會(huì)影響體內(nèi)糖類的代謝。因此，缺乏P的植株會(huì)由于糖類代謝障礙而出現(xiàn)葉片顏色異常，并且長(zhǎng)得矮小、結(jié)實(shí)率低。思考·討論：無機(jī)鹽的作用3.植物體缺P常表現(xiàn)為生長(zhǎng)發(fā)育不正常，這說明什么？分析為什么植物體缺P會(huì)影響其生長(zhǎng)發(fā)育。缺Na+

神經(jīng)、肌肉的興奮性降低缺Ca2+

抽搐/骨質(zhì)疏松；Ca2+過多

肌無力缺I-呆小癥(幼兒)、甲狀腺腫(成人)缺Fe2+

缺鐵性貧血缺Zn2+生長(zhǎng)發(fā)育不良缺B

“花而不實(shí)”(油菜)

缺P

植株矮小，葉片小且呈暗綠偏紫色②維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)

(P22最后一行)①是細(xì)胞中許多化合物的成分

(P22第二行)CaCO3：牙齒、骨一、細(xì)胞中的無機(jī)鹽3.無機(jī)鹽的作用【思考】從這些例子中，我們可以知道無機(jī)鹽還有什么作用？知識(shí)拓展缺Na+

神經(jīng)、肌肉的興奮性降低缺Ca2+

抽搐/骨質(zhì)疏松；Ca2+過多

肌無力缺I-呆小癥(幼兒)、甲狀腺腫(成人)缺Fe2+

缺鐵性貧血缺Zn2+生長(zhǎng)發(fā)育不良缺B

“花而不實(shí)”(油菜)

缺P

植株矮小，葉片小且呈暗綠偏紫色②維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)

(P22最后一行)①是細(xì)胞中許多化合物的成分

(P22第二行)CaCO3：牙齒、骨3.無機(jī)鹽的作用③維持細(xì)胞的酸堿平衡(P22倒數(shù)第二行)緩沖對(duì)：H2CO3-NaHCO3

NaH2PO4-Na2HPO4

P22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（1）生理鹽水的含義是什么？人體細(xì)胞所處液體環(huán)境中溶質(zhì)的濃度。（3）在什么情況下需要使用生理鹽水？當(dāng)人體需要補(bǔ)充鹽溶液或輸入藥物時(shí)，應(yīng)輸入生理鹽水或用生理鹽水作為藥物的溶劑，以保持滲透壓平衡，保證人體細(xì)胞的生活環(huán)境維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。（2）用高于或低于此濃度可以嗎？為什么？不可以，高于這個(gè)濃度細(xì)胞會(huì)失水皺縮，低于這個(gè)濃度會(huì)吸水膨脹。缺Na+

神經(jīng)、肌肉的興奮性降低缺Ca2+

抽搐/骨質(zhì)疏松；Ca2+過多

肌無力缺I-呆小癥(幼兒)、甲狀腺腫(成人)缺Fe2+

缺鐵性貧血缺Zn2+生長(zhǎng)發(fā)育不良缺B

“花而不實(shí)”(油菜)

缺P

植株矮小，葉片小且呈暗綠偏紫色②維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)

(P22最后一行)①是細(xì)胞中許多化合物的成分

(P22第二行)CaCO3：牙齒、骨3.無機(jī)鹽的作用④維持細(xì)胞的滲透壓平衡生理鹽水，Na+和Cl-維持細(xì)胞外液的滲透壓③維持細(xì)胞的酸堿平衡(P22倒數(shù)第二行)緩沖對(duì)：H2CO3-NaHCO3

NaH2PO4-Na2HPO4

生長(zhǎng)狀態(tài)相同/相近的正常的同種植物缺鐵的完全培養(yǎng)液加入Fe元素非必需元素缺乏癥/缺Fe的癥狀消失1、生長(zhǎng)在含鹽量高、干旱土壤中的鹽生植物，通過在液泡中貯存大量的Na＋而促進(jìn)細(xì)胞吸收水分，該現(xiàn)象說明液泡內(nèi)的Na＋參與()

A.調(diào)節(jié)滲透壓B.組成體內(nèi)化合物

C.維持正常pHD.提供能量2、馬拉松賽跑進(jìn)入最后階段，發(fā)現(xiàn)少數(shù)運(yùn)動(dòng)員下肢肌肉抽搐，這是由于隨著大量出汗而向體外排出了過量的（）A．水B．鈣鹽C．鈉鹽D．尿素隨堂練習(xí)AB隨堂練習(xí)C微量元素一、概念檢測(cè)1.水和無機(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)主要是無機(jī)鹽。

(

)練習(xí)與應(yīng)用

（書本P22）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)胞所處液體環(huán)境中溶質(zhì)的濃度，所以叫生理鹽水。當(dāng)人體需要補(bǔ)充鹽溶液或輸入藥物時(shí)，應(yīng)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(xì)胞的生活環(huán)境維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。二、拓展應(yīng)用2.目前已經(jīng)探明，在火星兩極地區(qū)有固態(tài)水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科學(xué)家也曾在火星上發(fā)現(xiàn)了流動(dòng)水的痕跡。科學(xué)家據(jù)此推測(cè)，火星上曾經(jīng)或者現(xiàn)在存在著生命。為什么科學(xué)家會(huì)作出這樣的推測(cè)呢？水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的?？茖W(xué)家在火星上發(fā)現(xiàn)了流動(dòng)水的痕跡，說明那里可能有自由流動(dòng)的水。同時(shí)，那里的土壤中還含有生命必需的一些元素，所以科學(xué)家才會(huì)作出這樣的推測(cè)。下圖是栽培于長(zhǎng)春地區(qū)的冬小麥在不同時(shí)期的含水量、自由水量、結(jié)合水量和呼吸速率隨時(shí)間的變化