細胞中的無機物課件

第2章組成細胞的分子第2節(jié)細胞中的無機物課型：授課人：【學習目標】1.說出水在細胞中的存在形式和作用。2.認同水在生命活動中具有重要作用。1.說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。2.舉例說出無機鹽在細胞內含量雖少，但與生命活動密切相關。右側是某種運動員飲料的化學成分表。請回憶初中所學知識，結合此表討論以下問題。1.喝飲料主要是給身體補充水。水在細胞中起什么作用？【提示】水在細胞中的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面。水是細胞結構的重要組成成分；水是細胞內的良好溶劑，許多物質必須溶解在水中，細胞內的許多化學反應也都需要水的參與；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;通過水在生物體內的流動，可以把營養(yǎng)物質運送到各個細胞，同時，也把各個細胞在代謝中產(chǎn)生的廢物運送到排泄器官或者直接排出體外。總之，各種生物體的一切生命活動，都離不開水。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？【提示】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。無機鹽可以調節(jié)細胞的生命活動，也是許多有機物的重要組成成分。一、細胞中的水人們普遍認為，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命從一開始就離不開水。水是構成細胞的重要成分，也是活細胞中含量最多的化合物?！渡袝び碡暋酚涊d：“太一生水,水潤萬物。太一生水,水又反潤太一,進而滋生萬物”。一、細胞中的水①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%。水生生物含水量_____陸生生物含水量>96%65%1.水在細胞及生物體中的含量②生物體在不同的生長發(fā)育期，含水量也不同。動物：幼年_____老年植物：幼嫩_____成熟>>③生物體的不同器官，組織的含水量不同。血液中的含水量約為83%，牙齒中的含水量約為10%83%10%一、細胞中的水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，為何心臟呈固態(tài)而血液卻呈流動的液態(tài)？水的存在形式不同心肌中含有較多的結合水，而血液中含有較多的自由水一、細胞中的水形式自由水結合水概念細胞中絕大部分的水以

的形式存在，可以自由流動與細胞內其他物質

的水特點自由流動性，可參與物質代謝失去流動性和溶解性，成為生物體的構成成分。功能①細胞內的__________②參與______________③為細胞提供液體環(huán)境④運送

和__________①是細胞結構的_____________②增強細胞抗逆性（如：植物的抗旱、抗寒等）聯(lián)系自由水和結合水在一定條件下可相互轉化游離相結合良好溶劑生物化學反應營養(yǎng)物質代謝廢物重要組成成分2.水在細胞中的存在形式及作用一、細胞中的水

水是極性分子——水是良好的溶劑3.水分子的結構與功能的關系水分子由2個氫原子和一個氧原子構成，氫原子以共用電子對與氧原子結合。由于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荷，氫的一端稍帶正電荷。水分子的空間結構及電子的不對稱性分布，使得水分子成為一個極性分子。這使得帶正電荷或負電荷的分子或離子都易與水結合。一、細胞中的水一個水分子的氧端和另一個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。氫鍵比較弱，易被破壞，只能維持較極短時間，這樣氫鍵不斷地斷裂，又不斷的形成，使水在常溫下維持液態(tài)，具有流動性。3.水分子的結構與功能的關系

常溫下水有流動性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，水的溫度相對不易發(fā)生改變。

水比熱容大4.自由水和結合水的關系一、細胞中的水自由水和結合水在一定條件下可以相互轉化實例：血液凝固時，是自由水轉化為結合水）轉化條件：一般是溫度溫度降低，自由水轉化為結合水；溫度升高，結合水轉化為自由水。兩者的相對含量（自由水/結合水）影響生物組織的細胞代謝速率。自由水/結合水比值大，新陳代謝旺盛，但抗逆性較差；自由水/結合水比值小，新陳代謝緩慢，但抗逆性較強。一、細胞中的水分析細胞中水的存在形式及其相互轉化1.剛收獲的小麥種子，農民往往將其曬干后再儲藏，在這個過程中，種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？提示該過程中種子丟失的主要是自由水；種子仍保留活性。2.如果將曬干的種子放在試管中加熱，會發(fā)現(xiàn)試管壁上有水珠出現(xiàn)，該過程中種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？提示該過程中種子丟失的主要是結合水；種子失去活性。3.將烘干小麥種子點燃燒盡，最終會留下一些灰白色的灰燼，請問這些灰燼是什么?提示無機鹽二、細胞中的無機鹽1.無機鹽存在形式和含量離子存在形式大多數(shù)以_______的形式存在少數(shù)_____________________參與組成復雜化合物含量：無機鹽是細胞中含量很少的無機物，占細胞鮮重1%—1.5%陰離子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。陽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。Mg2?是葉綠素分子不可或缺的成分；Fe2?是血紅蛋白的重要組成部分二、細胞中的無機鹽生理功能舉例組成某些復雜化合物①Mg是構成葉綠素的元素；②Fe是構成血紅素的元素③P是組成細胞膜、細胞核的重要成分維持細胞和生物體的生命活動哺乳動物的血液中必須含有一定量的Ca2＋，如果Ca2＋的含量太低，會出現(xiàn)抽搐等癥狀維持生物體內的平衡①滲透壓的平衡：Na＋、Cl－對維持血漿滲透壓有重要作用；K＋對維持細胞內液的滲透壓起決定作用；②酸堿平衡(即pH平衡)：無機鹽離子組成重要的緩沖體系如

等來調節(jié)并維持pH平衡2.無機鹽在細胞中的作用N是構成蛋白質、核酸等物質的重要元素；植物缺氮時葉片發(fā)黃P是構成核酸、磷脂、ATP等物質的重要元素；植物缺磷時葉片暗綠K+維持細胞內液的滲透壓，人體缺乏會引起心律失常Ca2+是牙齒、骨骼的組成元素；人體血鈣含量過低時，會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象，過高時，會患肌無力；兒童缺鈣患佝僂病，成年人缺鈣患骨質疏松癥Mg2+是構成葉綠素的元素；缺鎂，植物的葉片發(fā)黃FeFe3+和Fe2+在人體內可以相互轉化，其中Fe2+是血紅蛋白及某些含鐵酶類的成分；人體缺鐵會患缺鐵性貧血癥I甲狀腺激素的合成原料；成年人缺碘時，患地方性甲狀腺腫Na+維持細胞外液滲透壓；人體缺鈉會引起神經(jīng)、肌肉細胞的興奮性降低，最終引發(fā)肌肉酸痛、無力等常見無機鹽的功能與缺乏癥二、細胞中的無機鹽二、細胞中的無機鹽1．植物體缺Mg會影響光合作用，為什么？2．有一種貧血癥叫缺鐵性貧血癥，為什么缺Fe會導致貧血？光合作用的正常進行不能缺少葉綠素，而葉綠素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；人體內血紅蛋白和紅細胞的減少都可以導致貧血。血紅蛋白中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。思考·討論二、細胞中的無機鹽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。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，并會波及蛋白質的合成，還會影響體內糖類的代謝。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。玉米缺磷二、細胞中的無機鹽4.某人生病到醫(yī)院輸液，醫(yī)生用生理鹽水作為藥物的溶劑。你知道生理鹽水的濃度嗎？用清水作為藥物的溶劑可以嗎？生理鹽水是指質量分數(shù)為0.9%的氯化鈉溶液，人體的紅細胞在生理鹽水中會保持原有的形態(tài)，如果放到清水中，會吸水漲破。說明無機鹽能調節(jié)人體的滲透壓，維持細胞的正常形態(tài)。生理鹽水5.人體劇烈運動或高溫作業(yè)時，會導致大量出汗，此時宜補充清水還是淡鹽水？為什么？宜補充淡鹽水，因大量流汗時許多無機鹽離子會隨水分流失，補水時必須同時補適量鹽方可維持體內水鹽的相對穩(wěn)定狀態(tài)。二、細胞中的無機鹽3.探究植物必需無機鹽的實驗設計思路探究某一種無機鹽是否為植物必需無機鹽，一般利用溶液培養(yǎng)法，具體設計思路如下：(1)對照組：_________________→正常生長。(2)實驗組

實驗組加入X鹽的目的是___________________________，以增強說服力。植物＋完全培養(yǎng)液X不是必需無機鹽X是必需無機鹽二次對照(使實驗組前后對照)(1)生物種類不同，含水量不同，如陸生生物含水量多于水生生物(

)(2)生物的含水量與生長發(fā)育階段有關，幼嫩組織的細胞中含水量較大(

)(3)曬干的種子不含自由水(

)(4)水既是細胞代謝所需的原料，也是細胞代謝的產(chǎn)物（）(5)水在細胞中的存在形式及功能并不是一成不變的（）(6)自由水和結合水在一定條件下可以相互轉化（）(7)失去自由水的種子不具有萌發(fā)的能力（）(8)自由水可運輸代謝廢物到排泄器官（）××√√×√√√判斷題(9)生物體內，無機鹽均以離子形式存在(

)(10)無機鹽含量過多或過少都會影響生物體的正常生命活動(

)(11)水和無機鹽都不能作為細胞的能源物質(

)(12)

無機鹽在細胞中含量少，缺少某些無機鹽也沒有太大的影響(

)(13)缺鈉，會引發(fā)低鈉血癥，患者倦怠、淡漠、無神、起立時易昏倒，嚴重時惡心、嘔吐、血壓急劇下降()(14)血鈣過高會引起抽搐()(15)無機鹽可為細胞提供物質和能量，對維持細胞的生命活動具有重要作用()√√×√×××1.自由水和結合水在一定條件下可相互轉化。2.自由水/結合水值越大，代謝就越旺盛，生長快，細胞抗干旱、抗凍能力越差。自由水/結合水值越小，代謝就越慢，生長慢，細胞抗干旱、抗凍能力越強。3.水是生命之源，但并不是水分越多越好，如長期浸泡在水中的陸生植物會死亡。4.曬干種子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅降低。5.細胞內的結合水，一般吸附在纖維素、淀粉和蛋白質等大分子表面形成水合物，是細胞結構的重要組成成分。6.葉綠素分子的基本組成元素有C、H、O、N、Mg，血紅素分子的基本組成元素有C、H、O、N、Fe。1、下列關于植物體內水分的敘述，錯誤的是（）A．植物體內的水分參與營養(yǎng)物質的運輸B．水是構成葉肉細胞的重要化合物之一C．自由水可作為細胞內化學反應的反應物D．同種植物萌發(fā)種子的含水量和休眠種子的相同D解析：D項，休眠種子里的水分遠遠小于萌發(fā)種子里的水分2、水是生命之源，下列關于生物體內水的敘述中錯誤的是（）A．參與運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物的水是自由水B．越冬的植物細胞內結合水/自由水的比例上升C．水既是細胞代謝所需的原料，也是細胞代謝的產(chǎn)物D．失去自由水的種子不具有萌發(fā)的能力D解析：A、自由水在細胞內可以自由流動，參與運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物，A正確；B、越冬的植物細胞內自由水含量減少，結合水/自由水的比例上升，B正確；C、水既是細胞代謝所需的原料，也是細胞代謝的產(chǎn)物，例如在有氧呼吸中，水既