【課件】細(xì)胞中的無機(jī)物+課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

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)胞中的無機(jī)物

右圖是某種運(yùn)動員飲料的化學(xué)成分表。請回憶初中所學(xué)知識，結(jié)合右表討論以下問題。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？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)動員飲料的化學(xué)成分表

各種生物的一切生命活動都離不開水，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機(jī)物有機(jī)物化合物水無機(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1：分析下表得出結(jié)論。

右圖是某種運(yùn)動員飲料的化學(xué)成分表。請回憶初中所學(xué)知識，結(jié)合右表討論以下問題。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？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)送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物：血液可以把其中溶解的營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)細(xì)胞。一.細(xì)胞中的水活動2：認(rèn)識不同生物體內(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)動員飲料的化學(xué)成分表。請回憶初中所學(xué)知識，結(jié)合右表討論以下問題。討論：2.表中哪些成分屬于無機(jī)鹽？為什么要在運(yùn)動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)動員飲料的化學(xué)成分表無機(jī)鹽可以維持細(xì)胞和生物體正常的生命活動，也是許多有機(jī)物重要組成成分。運(yùn)動員運(yùn)動流汗，排出大量無機(jī)鹽。一.細(xì)胞中的水活動3：認(rèn)識同一生物不同發(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發(fā)育期生長發(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3：認(rèn)識同一生物不同發(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。結(jié)合水(約4.5%)可流動、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)輸營養(yǎng)和代謝廢物。不流動、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)化生命活動緩慢，新陳代謝減慢生命活動旺盛，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?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存,在這個(gè)過程中,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?該過程中種子丟失的主要是自由水,種子仍保留活性。該過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)胞中的無機(jī)鹽初中做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將骨頭和小麥的種子燒盡,最終會得到一些灰白色的灰燼。請問這些“灰燼”是什么？無機(jī)鹽(1)細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以離子的形式存在。陽離子：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CaCO31.存在形式2.無機(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)胞中的無機(jī)鹽無機(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)簡略。討論1.植物體缺鎂會影響光合作用，為什么？2.有一種貧血癥叫缺鐵性貧血癥，為什么缺鐵會導(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)胞中的無機(jī)鹽無機(jī)鹽的作用資料2植物在缺乏N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì)時(shí)會出現(xiàn)各種癥狀，因此生產(chǎn)過程中常要給植物施肥。玉米在生長過程中缺乏P，植物就會特別矮小，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。說明P對于植物正常的生長發(fā)育是必不可少的。P是植物生長發(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)胞中的無機(jī)鹽資料3

人體內(nèi)Na+缺乏會引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞的興奮性降低，最終引發(fā)肌肉酸痛、無力等。哺乳動物的血液中必須含有一定量的Ca2+，如果Ca2+含量太高，會出現(xiàn)肌無力癥狀，而Ca2+含量太低，動物會出現(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

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)胞在生理鹽水中會保持原有的形態(tài),如果放到清水里,會吸水漲破。二.細(xì)胞中的無機(jī)鹽

資料5大家都有這樣的體會，進(jìn)行激烈運(yùn)動時(shí)，會感到腰酸、膝蓋酸等。這是因?yàn)檫\(yùn)動時(shí)產(chǎn)生了乳酸，但體液的PH沒有因此而降低,還是維持在7.35—7.45之間，為什么呢？乳酸＋NaHCO3→乳酸鈉＋H2CO3CO2＋H2O作用4：維持細(xì)胞和生物體的酸堿平衡劇烈運(yùn)動時(shí)：H+H2O+CO2由肺排出+NaHCO3

Na++H2CO3無機(jī)鹽離子H2CO3/HCO3-等組成重要的緩沖體系來調(diào)節(jié)并維持pH平衡。蔬果中的堿：OH-+H2CO3過多HCO3-由腎臟排出H2O+HCO3-

二.細(xì)胞中的無機(jī)鹽3.無機(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①Na＋缺乏會引發(fā)肌肉酸痛、無力等；②血液中Ca2＋的含量太低，會出現(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)胞中的無機(jī)鹽生活中攝入食鹽過多或過少會對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。攝入鹽過多對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)生體會到適度與平衡的重要性。人體所需的部分無機(jī)鹽無機(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，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.探究無機(jī)鹽X是否為植物生長發(fā)育所必需實(shí)驗(yàn)方案：觀察含全部營養(yǎng)的培養(yǎng)液中去掉該元素前后的植株生長情況設(shè)計(jì)思路：以Mg為例若植物正常生長將生長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為植物生長必需元素則Mg不是植物生長必需元素植物正常生長實(shí)驗(yàn)組中加入Mg的目的是二次對照，使實(shí)驗(yàn)組前后對照，以增強(qiáng)說服力。該方案也可用于檢測某種礦質(zhì)元素是否是植物正常生長的必需元素。每組放入的植物不能是一株，因?yàn)橐恢曛参锎嬖谂既恍浴Ｈ?探究無機(jī)鹽X是否為植物生長發(fā)育所必需對照組：植物+完全培養(yǎng)液實(shí)驗(yàn)組：植物+缺X培養(yǎng)液對照組：缺X培養(yǎng)液（加入X之前）實(shí)驗(yàn)組：加入無機(jī)鹽X后空白對照自身對照課堂小結(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)