2.2+細(xì)胞中的無機(jī)物【知識(shí)精研+能力提升】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)物思考1.種子萌發(fā)為什么需要提供適量的水分？2.給農(nóng)作物施肥為什么要澆水？3.我們?yōu)槭裁疵刻於家a(bǔ)充水分？水是生物生存必不可少的,一切生命活動(dòng)都離不開水。思考

閱讀課本20～21頁(yè)的內(nèi)容，想一想水分子的結(jié)構(gòu)和特性的聯(lián)系。一、細(xì)胞中的水1.水的特性：

OHHH2O分子共用電子對(duì)δ-δ+δ+HHO水是極性分子，使帶正電或負(fù)電的分子容易與之結(jié)合，故是良好溶劑。電荷分布不均勻的分子稱為極性分子。什么是極性分子？（1）水是極性分子一、細(xì)胞中的水1.水的特性：

（2）形成氫鍵，具有流動(dòng)性氫鍵易被破壞，也易形成，這樣水中的氫鍵不斷地?cái)嚅_，又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體的狀態(tài),具有

。流動(dòng)性一、細(xì)胞中的水1.水的特性：

（3）具有較高的比熱容由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，這就意味著水的溫度相對(duì)不容易改變，水的這種特性，對(duì)于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要。2.水的含量特點(diǎn)水母97%藻類90%魚類80—85%蛙78%高等植物60-80%哺乳動(dòng)物65%①生物種類不同含水量不同水生生物>陸生生物一、細(xì)胞中的水細(xì)胞中含量最高的化合物是水。2.水的含量特點(diǎn)一、細(xì)胞中的水②生物體在不同的生長(zhǎng)發(fā)育期，含水量也不同。動(dòng)物：幼年_____老年植物：幼嫩_____成熟>>幼兒到老年人含水量2.水的含量特點(diǎn)一、細(xì)胞中的水③生物體的不同器官、組織的含水量不同。血液：83%心?。?9%骨骼：22%牙齒：10%2.水的含量特點(diǎn)一、細(xì)胞中的水79%83%問題：

心肌與血液的含水量差異不大，為什么心肌呈堅(jiān)韌形態(tài)，而血液是液態(tài)？水的存在形式不同3.水的存在形式和作用自由水（占細(xì)胞內(nèi)全部水的95.5%）結(jié)合水（占細(xì)胞內(nèi)全部水的4.5%）特點(diǎn)：不受束縛、具有流動(dòng)性和溶解性特點(diǎn)：

失去流動(dòng)性和溶解性以游離的形式存在，可以自由流動(dòng)與細(xì)胞內(nèi)其他化合物（蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)）相結(jié)合的水3.結(jié)合的作用結(jié)合水：構(gòu)成細(xì)胞的組成成分。同桌討論：以下實(shí)例體現(xiàn)了水的什么功能？①水蜜桃香甜多汁，當(dāng)你咬開水蜜桃時(shí)冒出的汁水主要是什么形式的水？有哪些物質(zhì)溶解其中？這說明自由水有什么功能？②回憶初中所學(xué)的知識(shí)，植物光合作用需要水的參與嗎？這又說明自由水有什么功能？③血液中含有自由水較多。你能否根據(jù)血液功能判斷自由水的功能？④血液是由血細(xì)胞和血漿組成，離開血漿的血細(xì)胞很快就會(huì)死亡，這又說明自由水可以為細(xì)胞提供什么環(huán)境？細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑參與生物化學(xué)反應(yīng)為細(xì)胞提供液體環(huán)境運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物3.自由水的作用自由水細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑參與生物化學(xué)反應(yīng)為細(xì)胞提供液體環(huán)境運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物一般而言，自由水含量越高,代謝越旺盛。哪種情況下新陳代謝旺盛？哪幅圖自由水含量多？結(jié)合水含量越高，抗逆性相對(duì)越強(qiáng)。哪種結(jié)合水含量更多呢？哪種抗逆性更強(qiáng)呢?4.自由水和結(jié)合水相對(duì)含量和細(xì)胞代謝的關(guān)系4.自由水和結(jié)合水相對(duì)含量和細(xì)胞代謝的關(guān)系一般而言，自由水含量越高,代謝越旺盛；結(jié)合水含量越高，抗逆性相對(duì)越強(qiáng)。種子從休眠到萌發(fā)的過程中，種子內(nèi)的結(jié)合水和自由水的含量是一成不變的嗎？自由水結(jié)合水降溫升溫冬小麥在冬季來臨時(shí)，結(jié)合水增多，自由水減少，增強(qiáng)抗凍能力。如:越冬作物減少灌溉，可提高作物對(duì)低溫的抗性。鮮種子干種子__種子失去大量________，代謝______晾曬烘烤失去_________用水浸泡自由水結(jié)合水不再萌發(fā)，失去結(jié)合水，會(huì)導(dǎo)致___________的破壞，從而使代謝停止；說明_________________________________減弱死種子抗寒能力_____，分析抗寒能力變化的原因是_________________________________________________________增強(qiáng)思考討論自由水減少，可避免低溫時(shí)自由水過多導(dǎo)致結(jié)冰而損害自身干種子不能萌發(fā)，用水浸泡后種子萌發(fā)，原因是___________________________________種子吸收大量自由水，代謝增強(qiáng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)失去結(jié)合水的種子不再具有活性種子曬干后儲(chǔ)存的原理：可使自由水含量降低，細(xì)胞代謝減弱，減少有機(jī)物的消耗,同時(shí)防止種子發(fā)芽、霉變。分類自由水結(jié)合水概念水以游離的形式存在，可以自由流動(dòng)，叫做自由水。與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，叫做結(jié)合水。含量多、占細(xì)胞水分的95.5%少、占細(xì)胞水分的4.5%功能①細(xì)胞中的良好溶劑②細(xì)胞內(nèi)的許多生化反應(yīng)③運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物

④為細(xì)胞提供液體環(huán)境中與其他大分子物質(zhì)一起構(gòu)成細(xì)胞的組成成分與代謝和抗性之間的關(guān)系含量高時(shí)，新陳代謝旺盛抗逆性差含量高，新陳代謝慢抗逆性強(qiáng)自由水與結(jié)合水的比較收獲的鮮小麥在陽(yáng)光下曬干，重量減輕，這個(gè)過程損失的水分主要是

？把曬干的種子放進(jìn)一支潔凈的試管中加熱，試管壁上有水珠，形成這些水珠的水主要是小麥種子里的

？如果將上述烘干小麥燃燒，最后得到一些灰燼，這些灰燼就是

？自由水結(jié)合水無機(jī)鹽思考當(dāng)你點(diǎn)燃一粒種子時(shí)，燒盡時(shí)得到的白色灰燼就是無機(jī)鹽。人和動(dòng)物體內(nèi)也含有無機(jī)鹽，僅鮮重占1％－1.5％。Mg2＋━━Ca2＋━━Fe2＋━━I-━━N-━━P-━━Na＋K＋━━B-━━葉綠素成分維持生命活動(dòng)，牙齒和骨骼的重要成分血紅蛋白的成分維持細(xì)胞外液的滲透壓甲狀腺激素成分蛋白質(zhì)、核酸等的成分核酸、磷脂等的成分促進(jìn)花粉萌發(fā)和花粉管伸長(zhǎng)二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽問題:

細(xì)胞中的無機(jī)鹽以什么形式存在呢？1.無機(jī)鹽的存在形式：

二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽陰離子:Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等陽(yáng)離子:Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等無機(jī)鹽的存在形式大多數(shù)以離子形式少數(shù)以化合物形式如：DNA中的磷酸，骨骼中的鈣、葉綠素中的Mg、血紅素中的Fe、甲狀腺激素中的I等無機(jī)鹽是細(xì)胞中含量很少的無機(jī)物，僅占細(xì)胞鮮重的1%-1.5%。問題:

細(xì)胞中的無機(jī)鹽具有什么功能？2.無機(jī)鹽的作用：

二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽【資料1】下圖是一種血紅素分子局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖：?jiǎn)栴}:

有一種貧血癥叫做缺鐵性貧血癥，為什么缺Fe會(huì)導(dǎo)致貧血？人體內(nèi)血紅蛋白和紅細(xì)胞的減少都可以導(dǎo)致貧血。血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)不能缺少的一種元素就是Fe。缺Fe會(huì)導(dǎo)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。2.無機(jī)鹽的作用：

二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽無機(jī)鹽的作用思考.討論【資料1】下圖是一種葉綠素分子局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖：?jiǎn)栴}:

植物體缺鎂會(huì)影響光合作用，為什么？光合作用的正常進(jìn)行不能缺少葉綠素，Mg是葉綠素分子的組成元素之一，對(duì)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(jìn)而影響光合作用。2.無機(jī)鹽的作用：

二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽無機(jī)鹽的作用思考.討論【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)過程中常要給植物施肥。玉米在生長(zhǎng)過程中缺乏P，植株就會(huì)特別矮小，根系發(fā)育差，葉片小呈暗綠色偏紫色。正常缺N缺P缺K問題:

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。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扮演重要角色。（1）構(gòu)成某些化合物的重要成分2.無機(jī)鹽的作用：

二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽

人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)大量排汗，可能會(huì)引起肌肉抽搐，這是因?yàn)橛写罅康腃a2+隨汗液排出，造成血鈣過低；而血鈣過高則出現(xiàn)肌無力。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，最后引起肌肉酸疼、無力等。這說明無機(jī)鹽有什么作用?

血鈣不足→抽搐血鈣過高→肌無力（2）維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)2.無機(jī)鹽的作用：

二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽

醫(yī)用生理鹽水是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl。為什么濃度為0.9%？該種濃度的NaCl溶液與細(xì)胞內(nèi)液是等滲溶液（3）維持細(xì)胞的滲透壓平衡（正常形態(tài)）2.無機(jī)鹽的作用：

二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽（4）維持細(xì)胞的酸堿平衡酸性食物堿性食物我們血液的pH一般也不會(huì)有較大變化肌肉酸痛緩沖對(duì)=H2CO3/NaHCO3NaH2PO4/Na2HPO4一種弱酸+相應(yīng)的強(qiáng)堿鹽2.無機(jī)鹽的作用：

二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽無機(jī)鹽是構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)化合物的重要組成成分維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)有重要作用維持細(xì)胞的滲透壓平衡維持細(xì)胞的酸堿平衡種類功能缺乏時(shí)引起的癥狀

血紅素的重要組成成分缺鐵性貧血癥

葉綠素的重要組成成分植物葉綠素合成受阻，影響光合作用

甲狀腺激素的重要組成成分成年：甲狀腺腫大；幼年：呆小癥

（血鈣）維持肌肉細(xì)胞的興奮性哺乳動(dòng)物血液中

含量過低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象；

含量過高時(shí)，會(huì)患肌無力

促進(jìn)植物體內(nèi)淀粉的運(yùn)輸；維持動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液滲透壓植物缺

時(shí)抗逆能力減弱，易受病蟲害侵襲

主要維持細(xì)胞外液的滲透壓會(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、無力急性腸炎的病人脫水時(shí)，需要及時(shí)補(bǔ)充水分和無機(jī)鹽，輸入葡萄糖鹽水是常見的治療方法。大量出汗會(huì)排出過多的無機(jī)鹽，導(dǎo)致體內(nèi)的水鹽平衡和酸堿平衡失調(diào)，這時(shí)應(yīng)多喝淡鹽水。聯(lián)系生活(1)完全培養(yǎng)液：滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育必需營(yíng)養(yǎng)素的培養(yǎng)液。(2)缺素培養(yǎng)液：缺乏植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的某種或幾種營(yíng)養(yǎng)素的培養(yǎng)液。拓展延伸:探究無機(jī)鹽X是否為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需實(shí)驗(yàn)原理若缺乏某種無機(jī)鹽，植物的生長(zhǎng)發(fā)育發(fā)生障礙。植物在缺乏該種無機(jī)鹽的環(huán)境中表現(xiàn)出某一癥狀，可以補(bǔ)充該種無機(jī)鹽使植物恢復(fù)。拓展延伸:探究無機(jī)鹽X是否為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需實(shí)驗(yàn)原理若缺乏某種無機(jī)鹽，植物的生長(zhǎng)發(fā)育發(fā)生障礙。植物在缺乏該種無機(jī)鹽的環(huán)境中表現(xiàn)出某一癥狀，可以補(bǔ)充該種無機(jī)鹽使植物恢復(fù)。對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組含X的完全營(yíng)養(yǎng)液幼苗正常生長(zhǎng)相應(yīng)的缺X營(yíng)養(yǎng)液幼苗正常生長(zhǎng)X不是必需無機(jī)鹽生長(zhǎng)不正常X是必需無機(jī)鹽正常生長(zhǎng)一段時(shí)間實(shí)驗(yàn)流程加入X無機(jī)鹽自由水①細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑細(xì)胞中的無機(jī)物水結(jié)合水含量功能含量功能作為細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分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存在形式（95.5%）（細(xì)胞鮮重的1%~1.5%）（