2.2.2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01細(xì)胞中的水1、水的重要性01細(xì)胞中的水水——生命之源生命活動(dòng)離不開水資料：人一旦缺水，后果是很嚴(yán)重的。缺水1%~2%，感到渴；缺水5%，口干舌燥，皮膚起皺，意識(shí)不清，甚至幻視；缺水15%，往往甚于饑餓。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，人在饑餓狀態(tài)下的生命極限最多10天，而缺水只能活3天。1、水的含量01細(xì)胞中的水水母97%藻類90%魚類80—85%蛙78%高等植物60—80%哺乳動(dòng)物65%1、不同生物體內(nèi)含水量不同水生生物>陸生生物1、水的含量01細(xì)胞中的水組織器官牙齒骨骼肌血液含水量（%）1022768479812、同一生物體內(nèi)不同的器官、組織含水量也有不同1、水的含量01細(xì)胞中的水77%60%50-55%

新生兒的體內(nèi)含水量可高達(dá)80%，隨著年齡的增長，水的含量下降，正常成年男性體內(nèi)水的含量約占總體重的60%，成年女性約為50%-55%。很明顯，男人才更符合“是水做的”。

男性身體肌肉的相對(duì)含水量比女性高，肌肉的含水量為70%-80%，而脂肪的只有10%-30%，所以男性的含水量比女性多。女性的體內(nèi)脂肪的相對(duì)含量比男性的高，所以給人，女人水靈靈，柔若無骨的感覺。1、水的含量01細(xì)胞中的水人體不同生長時(shí)期體內(nèi)水的含量生長時(shí)期幼兒成年老年所占比例%776050植物幼嫩部分>植物成熟部分3、同一生物在生長發(fā)育的不同時(shí)期，含水量也不同。幼年生物＞老年生物1、水的含量01細(xì)胞中的水水是活細(xì)胞中含量最多的化合物，生物體的含水量一般是60％-95％。影響細(xì)胞含水量的因素：（1）生物種類：不同種類生物體的含水量存在差異。（2）組織、器官種類與代謝程度：同一生物體內(nèi)不同的器官、組織含水量存在差異。（3）生長發(fā)育階段：同一生物在生長發(fā)育的不同時(shí)期，含水量也不同。01細(xì)胞中的水2、水的存在形式水在自然界中的存在形式有哪些？心臟79%血液83%為什么兩者含水量這么接近，而血液是流動(dòng)的，心肌是堅(jiān)實(shí)的？01細(xì)胞中的水2、水的存在形式水具有不同的存在形式01細(xì)胞中的水2、水的存在形式自由水結(jié)合水特點(diǎn)：易蒸發(fā)、不受束縛、可流動(dòng)特點(diǎn)：不易散失、含量較穩(wěn)定、失去流動(dòng)性和溶解性絕大多數(shù)水以游離的形式存在，可以自由流動(dòng)（占全部水的95.5%）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（占全部水的4.5%）01細(xì)胞中的水3、水的功能①細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑自由水的功能：②參與細(xì)胞內(nèi)生物化學(xué)反應(yīng)③為細(xì)胞提供液體環(huán)境④運(yùn)送營養(yǎng)物質(zhì)、代謝廢物01細(xì)胞中的水3、水的功能結(jié)合水的功能：結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分01細(xì)胞中的水4、水的存在形式及功能種類結(jié)合水自由水定義

含量特點(diǎn)作用細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分以游離的形式存在與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合約占95.5%約占4.5%可以自由流動(dòng)含量較穩(wěn)定，不易散失①細(xì)胞內(nèi)的

；②參與細(xì)胞內(nèi)的

；③為細(xì)胞提供

；④運(yùn)送

和

；良好溶劑營養(yǎng)物質(zhì)代謝廢物生物化學(xué)反應(yīng)液體環(huán)境一.細(xì)胞中的水【情境1】將剛收獲的新鮮大豆種子在陽光下曬干，重量會(huì)減輕。干燥后的大豆種子能夠長久的保存，浸泡吸水后，在適宜的條件下，仍能萌發(fā)成幼苗。

自由水01細(xì)胞中的水5、自由水與結(jié)合水的關(guān)系結(jié)合水，不能發(fā)芽,結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分（1）剛收獲的新鮮種子在陽光下曬干，主要會(huì)失去什么形式的水？（2）將曬干種子放在試管中用酒精燈加熱，管壁上有水珠，這個(gè)過程中種子丟失的水主要是哪種形式的水？這時(shí)候的種子還能發(fā)芽嗎？

一.細(xì)胞中的水01細(xì)胞中的水5、自由水與結(jié)合水的關(guān)系【情境2】

取等量的西瓜汁和雞蛋清置于相同的開放環(huán)境下，西瓜汁蒸發(fā)得快，如果放入冰箱中，西瓜汁先結(jié)冰。（1）西瓜汁和雞蛋清中的水分分別主要以什么形式存在？（2）以上現(xiàn)象說明，與自由水相比，結(jié)合水有什么特點(diǎn)？

自由水結(jié)合水結(jié)合水可以幫助細(xì)胞抵抗不良環(huán)境根據(jù)上述兩個(gè)實(shí)例，你能總結(jié)出自由水和結(jié)合水的相對(duì)含量與細(xì)胞代謝速率以及抗逆性的關(guān)系嗎？01細(xì)胞中的水5、自由水與結(jié)合水的關(guān)系兩者的相對(duì)含量與細(xì)胞代謝速率、抗逆性的關(guān)系：比值增大比值減小新陳代謝增強(qiáng)，抗逆性較差新陳代謝緩慢，抗逆性較強(qiáng)自由水結(jié)合水如:萌發(fā)的種子如: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。一.細(xì)胞中的水01細(xì)胞中的水5、自由水與結(jié)合水的關(guān)系自由水結(jié)合水降溫升溫（在一定范圍內(nèi)）實(shí)例:烘干種子時(shí)，部分結(jié)合水轉(zhuǎn)化成自由水散失，導(dǎo)致細(xì)胞死亡；水果放入冰箱內(nèi)，部分自由水轉(zhuǎn)化成結(jié)合水。01細(xì)胞中的水注意：（1）水是生命之源，但并不是水越多越好，如長期浸泡在水中的陸生植物會(huì)死亡。（2）曬干的種子失去的是自由水，自由水的含量大幅度降低，但并不是不含有自由水。（3）越冬的作物減少灌溉，可以提高作物對(duì)低溫的抗性。閱讀P20-21的小字部分，思考：1、為什么水是良好的溶劑？2、水具有流動(dòng)性的原因？3、水具有較高比熱容的原因？有什么好處？01細(xì)胞中的水01細(xì)胞中的水水分子的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)決定功能01細(xì)胞中的水（1）水為什么是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑？水分子的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)決定功能

水分子是由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(duì)與氧原子結(jié)合。氧吸引共用電子的能力更強(qiáng)，使氧的一端稍帶負(fù)電荷，氫的一端稍帶正電荷，因此水是極性分子。

水是良好的溶劑：帶有正電荷或帶有負(fù)電荷的分子（或離子）都容易與水結(jié)合，因此，水是良好的溶劑。01細(xì)胞中的水（2）水具有流動(dòng)性的原因？

由于水分子的極性，當(dāng)一個(gè)水分子的氧端（負(fù)電性區(qū)）靠近另一個(gè)水分子的氫端（正電性區(qū)）時(shí)，它們之間的靜電吸引作用就形成一種弱的引力，這種弱的引力就稱為氫鍵。每個(gè)水分子可以與周圍水分子靠氫鍵相互作用在一起。氫鍵易被破壞，只能維持極短時(shí)間，這樣氫鍵不斷地?cái)嗔选⒂植粩嗟匦纬?，使水在常溫下能夠維持液體狀態(tài)，具有流動(dòng)性。

水的流動(dòng)性：利于運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物01細(xì)胞中的水（3）水的比熱容較高的原因？水分子的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)決定功能一些物質(zhì)的比熱容單位:J/（kg·℃）物質(zhì)比熱容物質(zhì)比熱容水4.2×103鋁0.88×103酒精2.4×103干泥土0.84×103煤油、冰2.1×103鐵、鋼0.46×103蓖麻油1.8×103銅0.39×103砂石0.92×103水銀0.14×103

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)不容易發(fā)生改變。

水的比熱容高：對(duì)于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要。01細(xì)胞中的水水是極性分子，帶正電或負(fù)電的分子容易與之結(jié)合，故是良好溶劑水分子之間容易形成氫鍵，保證水分子具有流動(dòng)性。由于氫鍵的存在，水分子具有較大的比熱容，水可以保持穩(wěn)定性當(dāng)你燒掉一塊木頭后，會(huì)得到一些灰白色的灰燼，這些灰燼是什么?無機(jī)鹽成分質(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運(yùn)動(dòng)員飲料的化學(xué)成分表思考：表中哪些成分屬于無機(jī)鹽？為什么在運(yùn)動(dòng)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？02細(xì)胞中的無機(jī)鹽02細(xì)胞中的無機(jī)鹽1、無機(jī)鹽的含量無機(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％。02細(xì)胞中的無機(jī)鹽2、無機(jī)鹽的存在形式①大多數(shù)無機(jī)鹽以離子形式存在②少量的無機(jī)鹽以化合物形式存在，如:牙齒、骨骼中CaCO3▲陽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等?！庪x子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。02細(xì)胞中的無機(jī)鹽2、無機(jī)鹽的功能血紅素分子（局部）資料1下圖是一種葉綠素分子和血紅素分子局部結(jié)構(gòu)圖

葉綠素分子（局部）Mg2+參與葉綠素的組成，F(xiàn)e2+參與血紅素的組成02細(xì)胞中的無機(jī)鹽2、無機(jī)鹽的功能討論：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(huì)影響其生長發(fā)育。P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。功能一：是某些化合物的重要組分02細(xì)胞中的無機(jī)鹽2、無機(jī)鹽的功能實(shí)例二：哺乳動(dòng)物血鈣太低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象。實(shí)例一：Na＋缺乏會(huì)引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞興奮性降低，進(jìn)而引發(fā)發(fā)

肌肉酸痛、無力等。功能二：維持細(xì)胞和生物體的正常生命活動(dòng)02細(xì)胞中的無機(jī)鹽2、無機(jī)鹽的功能功能三：維持細(xì)胞的平衡（1）維持細(xì)胞的酸堿平衡（2）維持滲透壓的平衡，使細(xì)胞保持正常形態(tài)

滲透壓：是指溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引能力，滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)量。02細(xì)胞中的無機(jī)鹽2、無機(jī)鹽的功能進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)之后,會(huì)感到腰酸、膝蓋酸等。這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了乳酸,但體液中的PH并沒有明顯降低，還維持在7.35-7.45，為什么？劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)：H+H2O+CO2由肺排出+NaHCO3

Na++H2CO3維持細(xì)胞的酸堿平衡蔬果中的堿：OH-+H2CO3過多HCO3-由腎臟排出

H2O+HCO3-

02細(xì)胞中的無機(jī)鹽2、無機(jī)鹽的功能血漿的緩沖物質(zhì)包括NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4等，其中以H2CO3/NaHCO3為主的緩沖對(duì)來調(diào)節(jié)并維持pH平衡。維持細(xì)胞的酸堿平衡02細(xì)胞中的無機(jī)鹽2、無機(jī)鹽的功能在以動(dòng)物細(xì)胞為材料的實(shí)驗(yàn)中，常常需要用生理鹽水（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液），可以改用9%或0.09%的NaCl溶液嗎？9%0.09%皺縮膨脹正常形態(tài)維持細(xì)胞滲透壓，使細(xì)胞保持正常形態(tài)生理功能舉例組成某些復(fù)雜化合物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(dòng)①Na＋缺乏會(huì)引發(fā)肌肉酸痛、無力等；②血液中Ca2＋的含量太低，會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀維持生物體內(nèi)的平衡①酸堿平衡；②滲透壓的平衡小結(jié)：無機(jī)鹽在細(xì)胞中的含量很少，但是作用很大。02細(xì)胞中的無機(jī)鹽2、無機(jī)鹽的功能即時(shí)訓(xùn)練如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明某種或某幾種無機(jī)鹽是這種植物生長發(fā)育所必需的？探究植物必需無機(jī)鹽的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路探究某一種無機(jī)鹽是否為植物必需無機(jī)鹽，一般利用溶液培養(yǎng)法，具體設(shè)計(jì)思路如下：(1)對(duì)照組：_____________________→正常生長。(2)實(shí)驗(yàn)組

實(shí)驗(yàn)組加入X鹽的目的是__________________________________，以增強(qiáng)說服力。植物＋完全培養(yǎng)液X不是必需無機(jī)鹽X是必需無機(jī)鹽二次對(duì)照(使實(shí)驗(yàn)組前后對(duì)照)深化探究即時(shí)訓(xùn)練即時(shí)訓(xùn)練1、（不定項(xiàng)）下面是關(guān)于細(xì)胞中水含量的敘述，其中正確的是(

)A.生活在水中的生物含水量一般較高B.新陳代謝旺盛的植物細(xì)胞含自由水量較高C.越冬植物的細(xì)胞內(nèi)自由水含量較高D.老年人細(xì)胞中含水量比嬰兒要少2、人體的牙齒和骨骼