細胞中的無機物

第二章第2節(jié)《細胞中的無機物》運動員飲料的化學成分表通過問題探討導入新課：

右側(cè)是某種運動員飲料的化學成分表。請回憶初中所學知識，結(jié)合此表討論以下問題。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？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0.8NaCl1.0KCl0.1NaH2PO40.1KH2PO40.1NaHCO30.1水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分;水是細胞內(nèi)的良好溶劑；細胞內(nèi)的許多化學反應(yīng)也都需要有水的參與;為細胞提供液體環(huán)境中;運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。問題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？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。運動員飲料的化學成分表成分質(zhì)量濃度/g·L-1蔗糖30其他糖類10檸檬酸10檸檬香精0.8NaCl1.0KCl0.1NaH2PO40.1KH2PO40.1NaHCO30.1表1.細胞中各種化合物所占比例化合物水無機鹽蛋白質(zhì)脂質(zhì)糖類核酸所占比例%70-901-1.57-101-21-1.5表2.幾種不同生物體水的含量生物水母魚類蛙哺乳動物藻類高等植物水含量%9780-8578659060-80比較細胞和生物體內(nèi)水的含量，你能從表格中得到什么信息？結(jié)論①細胞中含量最多的化合物是水結(jié)論②不同生物的含水量不同:水生生物＞陸生生物1.細胞中水的含量一、細胞中的水77%52%-58%60%-65%結(jié)論③同一生物不同生長發(fā)育時期含水量不同，且幼年＞成年，男性＞女性組織器官牙齒骨骼骨骼肌心臟血液質(zhì)量分數(shù)/%1022767983結(jié)論④同種生物的不同組織、器官，含水量不同材料一：人和動物血液中含水量約為83%，血細胞就生活門這個液體環(huán)境中，水可把營養(yǎng)物質(zhì)輸送到各個細胞，又把細胞產(chǎn)生的代謝廢物運輸?shù)郊毎狻Ｔ撡Y料體現(xiàn)了水的什么功能?①為細胞提供液體環(huán)境②運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物分析下面材料,探究水的功能2、水的功能材料二：細胞中的物質(zhì)，如各種離子、氨基酸、葡萄糖等，只有溶于水中才能參與細胞中的各種代謝。③水是細胞內(nèi)的良好溶劑該資料體現(xiàn)了水的什么功能?糖分子材料三：細胞內(nèi)有氧呼吸的過程見下圖④參與細胞內(nèi)的生物化學反應(yīng)該資料體現(xiàn)了水的什么功能?2C3H4O3+6H2O20[H]+6CO2+少量能量酶第一階段（細胞質(zhì)基質(zhì)）第二階段（線粒體基質(zhì)）第三階段（線粒體內(nèi)膜）2C3H4O3+4[H]+少量能量C6H12O6酶3、水的結(jié)構(gòu)特性（1）具有極性，是良好的溶劑水分子由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成，氫原子以共用電子對與氧原子結(jié)合。由于氧原子具有比氫原子更強的吸引共用電子的能力，使氧原子一端稍帶負電荷，氫原子一端稍帶正電荷。這種電子分布不均勻的分子叫做極性分子。由于水分子的極性；帶正電荷或負電荷的分子和離子都容易與水結(jié)合，因此水是良好的溶劑。（2）水分子之間形成氫鍵，具有流動性、具有高比熱容由于水分子的極性，一個水分子的負電區(qū)(氧端)與另一個水分子的正電區(qū)(氫端)之間通過靜電吸引形成一種弱的引力，這種弱的引力稱為氫鍵，氫鍵易被破壞，也易形成，這樣水中的氫鍵不斷地斷開，又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體的狀態(tài)，具有流動性；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不容易改變，水的這種特性，對于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要。例析、（多項選擇）關(guān)于水的結(jié)構(gòu)特性及生理功能的敘述中，正確的是（

）A、水分子是極性分子，易與帶正電荷或負電荷的分子結(jié)合，因此水是良好的溶劑B、水分子之間易形成氫鍵，氫鍵易斷裂和形成，使水在常溫下呈液體狀態(tài)，具有流動性C、北方冬小麥在冬季來臨前，自由水比例下降，結(jié)合水比例上升，可以避免氣溫下降時自由水過多導致結(jié)冰而損害自身D、氫鍵的存在使水有較高的比熱容，使水的溫度不易發(fā)生改變，有利于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)ABCD點評：此題考查水的結(jié)構(gòu)特性。水是極性分子，水分子之間易形成氫鍵，水具有較高的比熱容。問題1、為什么說水是一種良好的溶劑?問題2、水分子的氫鍵是怎樣形成的?為什么在常溫下水是液體狀態(tài)，具有流動性?問題3、為什么說水對維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要?問題1、水分子具有極性，帶正電荷的分子或離子都易與水結(jié)合，因此是良好的溶劑；問題2、一個水分子的氧端（負電性區(qū)）靠近另一水分子的氫端（正電性區(qū)），它們之間的靜電吸引作用就形成一種弱的引力，即氫鍵，這種氫鍵容易被破壞，也容易形成，所以水在常溫下能維持液態(tài)，具有流動性；問題3、由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，水的溫度相對不容易發(fā)生變化，這種特性對于維持生命系統(tǒng)的溫度性十分重要。（1）水的存在形式4、水在細胞中的存在形式及相互關(guān)系與蛋白質(zhì)、多糖等結(jié)合，失去流動性、溶解性結(jié)合水：游離狀態(tài)，自由流動自由水：問題思考：心臟和血液的含水量很接近，為何心臟呈固態(tài)而血液卻呈流動的液態(tài)？83%79%不同組織、器官形態(tài)的差別，主要取決于自由水與結(jié)合水含量的差別。心臟和血液含水量差不多，但心臟的結(jié)合水含量較多，主要用于構(gòu)成細胞結(jié)構(gòu)，因此呈固態(tài)。而血液中自由水含量較多，主要來運輸營養(yǎng)物質(zhì)與廢物，因此呈液態(tài)。問題思考1：為什么種子入庫之前要經(jīng)過晾曬？種子萌發(fā)需要吸水？問題思考2：小麥越冬前自由水和結(jié)合水的比例會如何變化？（2）自由水與結(jié)合水的關(guān)系曬干的種子，自由水減少，代謝減弱，利于儲存；干種子吸足水分，自由水增多，代謝增強，種子萌發(fā)；冬小麥在冬季來臨時，結(jié)合水增多，自由水減少增，植物的抗凍能力增強自由水結(jié)合水溫度升高溫度降低上升細胞新陳代謝增強下降細胞新陳代謝減弱,抗逆性增強自由水結(jié)合水自由水與結(jié)合水是相對的，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換，見下圖：（3）如何設(shè)計實驗驗證玉米種子細胞中水的存在形式及功能過程圖解如下：①曬干的種子，自由水減少，代謝減弱，利于儲存。②種子萌發(fā)時，吸收水分，自由水增多，代謝增強③曬干的種子，經(jīng)過加熱，失去結(jié)合水，細胞的結(jié)構(gòu)被破壞，不能萌發(fā)。知識小結(jié)：自由水結(jié)合水概念:在細胞中呈游離狀態(tài)，可以自由流動；含量:多，占所有水的絕大部分功能①細胞內(nèi)良好的溶劑。②參與細胞內(nèi)的生化反應(yīng)。③為細胞提供液體環(huán)境④運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物概念:含量:少，占細胞水分的4.5%功能：細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分與細胞內(nèi)蛋白質(zhì)與多糖等結(jié)合，失去流動性相互

轉(zhuǎn)化1、下列關(guān)于細胞中水分子的敘述錯誤的是(

)A．只能以游離形式存在B．是細胞鮮重中含量最多的成分C．是細胞代謝活動的介質(zhì)D．是細胞中多種物質(zhì)的溶劑A鞏固練習2、水是生命之源，下列關(guān)于生物體內(nèi)水的敘述中錯誤的是（）A．參與運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的水是自由水B．越冬的植物細胞內(nèi)結(jié)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D3.

下列與生產(chǎn)、生活實際相關(guān)的敘述,不正確的是

(

)A.沙漠地區(qū)的植物細胞內(nèi)結(jié)合水含量高于自由水B.新鮮的植物種子比干種子的新陳代謝相對旺盛C.在生物體的不同發(fā)育時期,生物體的含水量不同D.結(jié)合水含量高的生物抗旱、抗寒、抗熱能力強A4.下圖是小麥種子成熟過程中干物質(zhì)和水分的變化，下列敘述錯誤的是（

）A.隨著種子的成熟，種子的生命活動由代謝活躍狀態(tài)轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)B.種子中自由水和結(jié)合水之間可以相互轉(zhuǎn)化C.種子中水分減少的主要原因是植物吸收的水分減少D.種子成熟期間的這兩種物質(zhì)的變化和種子萌發(fā)時相反C點評：種子中水分減小的主要原因是生物體自身的調(diào)節(jié)，不是植物吸收的水分減少，C錯誤。無機鹽將烘干的骨、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?二.細胞中的無機鹽1、無機鹽在細胞中的存在形式：大多以離子形式存在，少數(shù)以化合物的形式存在。2、含量：很少，僅占1％－1.5％無機鹽在細胞中含量很少，它們在細胞中有什么作用呢？陽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+

等，陰離子：Cl－、SO42－、PO43－、HCO3－等。少數(shù)以化合物形式存在：如葉綠素中的鎂，血紅蛋白中的鐵。問題1、植物體缺Mg會影響光合作用，為什么？問題2、種貧血癥叫缺鐵性貧血癥，為什么缺Fe會導致貧血？問題3、植物體常表現(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？Mg是合成葉綠素分子不可缺少的元素之一，影響光合作用P是組成細胞的重要元素，細胞膜、細胞核中都含有P元素，也參與了植物體內(nèi)很多重要的代謝過程，如光合作用、糖類的合成等Fe是血紅素合成所需的元素，血紅素是血紅蛋白的重要組成部分葉綠素血紅蛋白3、無機鹽的作用：作用1、組成細胞中的化合物一種葉綠素分子的局部結(jié)構(gòu)血紅素分子的局部結(jié)構(gòu)一種磷脂分子（局部）Mg2+參與構(gòu)成葉綠素分子，F(xiàn)e2+參與構(gòu)成血紅素分子。P是組成細胞膜、細胞核的重要成分。作用2、維持細胞和生物體的生命活動名稱生理作用Mg

FeNa+Ca2+P構(gòu)成葉綠素的元素，缺乏影響光合作用。構(gòu)成血紅素的元素，缺乏導致缺鐵性貧血。Ca2+濃度太低動物出現(xiàn)抽搐等癥狀是組成細胞膜、細胞核的重要組分，也是細胞必不可少的化合物的組分。人體內(nèi)Na+缺乏引起神經(jīng)、肌肉的興奮性降低，最終引發(fā)肌肉酸痛，大量出汗排出過多的無機鹽后，應(yīng)多喝淡鹽水。作用3、細胞滲透壓平衡的維持Na+、Cl_主要維持細胞外液的滲透壓，K+主要維持細胞內(nèi)液的滲透壓。作用4、維持細胞的酸堿平衡大家都有這樣的體會，進行激烈運動時，會感到腰酸、膝蓋酸等。這是因為運動時產(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＋H2O1.下列關(guān)于細胞中無機化合物的敘述，正確的是（）A．自由水是生化反應(yīng)的介質(zhì)，不直接參與生化反應(yīng)B．結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，主要存在于液泡中C．無機鹽參與維持細胞的酸堿平衡，不參與有機物的合成D．無機鹽多以離子形式存在，對維持生命活動有重要作用D鞏固練習2．下列關(guān)于生物體內(nèi)水分和無機鹽的敘述，錯誤的是（）A．干種子內(nèi)結(jié)合水的相對含量較低，不能進行旺盛的生命活動B．旱生植物比水生植物具有較強的抗旱能力，其原因之一是結(jié)合水的相對含量較高C．鎂離子是葉綠素的重要成分，缺鎂會造成葉片發(fā)黃D．生理鹽水能維持人體滲透壓的平衡，防止細胞過度吸水而漲破A3.下列有關(guān)生物體內(nèi)水和無機鹽的敘述錯誤的是（）A．萌發(fā)種子中結(jié)合水/自由水的比例增加，細胞代謝變得活躍B．水既是細胞內(nèi)良好的溶劑，又是生物體內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)闹饕橘|(zhì)C．無機鹽離子對維持血漿的滲透壓和酸堿平衡等有重要作用D．鎂是構(gòu)成葉綠素的必需成分，植物缺乏鎂時會導致葉片發(fā)黃A4．下圖表示對剛收獲的種子所做的一系列處理，據(jù)圖分析下列有關(guān)說法正確的是（）

A．①和②均能夠萌發(fā)形成幼苗B．③在生物體內(nèi)主要以化