細胞中的無機物 【知識 精講精研】高一生物上學期課件（人教版2019必修1）

“有收無收在于水，收多收少在于肥?！边@句農(nóng)諺說明了什么？第二章

組成細胞的分子第2節(jié)細胞中的無機物目標010203歸納概括水與細胞代謝的關(guān)系，通過探究無機鹽的功能的技能訓練培養(yǎng)科學探究能力。（科學思維，科學探究）密切聯(lián)系生活實際,倡導節(jié)水環(huán)保理念和健康生活意識。(社會責任)通過水結(jié)構(gòu)與功能的分析，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應的生命觀念。（生命觀念）學習目標情景視頻一:問題1:

2004年1月24日“勇氣號”登陸火星表面尋找水的蹤跡，經(jīng)過認真分析拍攝的照片，美國宇航局聲稱火星上曾被水淹沒過。為什么科學家在為尋找火星上是否有水而努力？找到了水又能說明什么呢？火星探索（視頻）口渴了,你喝什么？運動員在運動時怎么補水？情景材料一:情景材料二: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運動員飲料的化學成分表右圖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)合右表討論以下問題。問題2:

喝飲料主要是給身體補充水。水在細胞中起什么作用？生物體的一切生命活動都離不開水。問題3:

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？情景材料二: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運動員飲料的化學成分表右圖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)合右表討論以下問題。問題3:

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？(1)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。(2)無機鹽可以調(diào)節(jié)細胞的生命活動，也是許多化合物的重要組成成分。問題4:

不同生物體內(nèi)的含水量是否相同呢？一、細胞中的水1.水在細胞中的含量：

水母97%藻類90%魚類80-85%蛙78%高等植物60-80%哺乳動物65%問題5:

依據(jù)以上的數(shù)據(jù)，你能找到什么規(guī)律？水在構(gòu)成生物體的化合物中含量第一；不同種生物含水量不同；水生生物含水量一般比陸生生物高。一、細胞中的水1.水在細胞中的含量：

80%以上77%52~58%60~65%41~45%問題6:

依據(jù)以上的數(shù)據(jù)，你能找到什么規(guī)律？同一生物不同生長發(fā)育時期，含水量不同；幼年>成年>老年；幼嫩>成熟一、細胞中的水1.水在細胞中的含量：

99%83%79%76%84%問題7:

依據(jù)以上的數(shù)據(jù)，你能找到什么規(guī)律？同種生物的不同組織、器官,含水量不同。問題8:

請閱讀課本P20,說出水的作用，并舉例。一、細胞中的水2.細胞內(nèi)水的作用：

01細胞內(nèi)良好的溶劑02參與細胞內(nèi)許多的生物化學反應03構(gòu)成多細胞生物體內(nèi)以水為基礎的液體環(huán)境04運送營養(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)運輸?shù)礁鱾€細胞物質(zhì)必須溶于水中才能被細胞吸收利用呼吸作用以及許多有機物的合成和分解都需要水的參與烘干的小麥種子浸泡后不能萌發(fā)，組織液問題9:

細胞內(nèi)水為什么具有以上作用呢？結(jié)合水的組成及特性，嘗試解釋水為什么能成為良好的溶劑。234

1合作探究一：請同學們自主閱讀教材P20-21，小組合作思考討論完成問題。

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？水的哪一特性，對于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要？一、細胞中的水通過以上學習，總結(jié)細胞中的水會以什么形式存在呢？一、細胞中的水

奇妙的水分子（視頻）一、細胞中的水3.水的特性：

OHHH2O分子共用電子對δ-δ+δ+HHO水是極性分子，帶正電或負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、細胞中的水3.水的特性：

（2）形成氫鍵，具有流動性氫鍵易被破壞，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)。一、細胞中的水3.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。實戰(zhàn)訓練

1．地球上的生命起源于海洋，遠古時代的環(huán)境條件在生物體的化學特性上烙下了永久的印記。大部分細胞內(nèi)的反應在水相中進行，水約占細胞重量的70%。因此水的性質(zhì)與生命活動密切相關(guān)。下列敘述錯誤的是（

）A．水分子是極性分子，帶正電荷或負電荷的分子都容易與水結(jié)合B．冬季植物體自由水與結(jié)合水之比降低，可避免結(jié)冰而損害自身C．水分子與水分子之間的作用力較弱，使得水具有一定的流動性D．水分子之間的氫鍵使水具有較高的比熱容，不利于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題10:

細胞中的水會以什么形式存在呢？自由水：以游離形式存在，可以自由流動，占細胞內(nèi)全部水的95％以上。結(jié)合水：與細胞內(nèi)其它物質(zhì)蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)）相結(jié)合，約占細胞內(nèi)全部水的4.5％。細胞中的水的存在形式自由水結(jié)合水一、細胞中的水4.細胞中水的存在形式：

自由水結(jié)合水問題11:

自由水與結(jié)合水可以相互轉(zhuǎn)化嗎？

一、細胞中的水5.自由水與結(jié)合水的聯(lián)系：

(1)在一定條件下自由水和結(jié)合水可相互轉(zhuǎn)化(2)兩者的相對含量和生物組織的代謝速率相關(guān)細胞代謝增強如:萌發(fā)的種子細胞代謝減弱，抗逆性增強自由水結(jié)合水上升下降如:冬小麥在冬季來臨時，結(jié)合水增多，自由水減少，增強抗凍能力。自由水結(jié)合水降溫升溫自由水含量越高結(jié)合水含量越高將種子放在陽光下2天重量減輕________大量散失自由水管壁上有水珠失去的主要是________將曬干的種子放在試管中，用酒精燈加熱結(jié)合水一、細胞中的水6.自由水與結(jié)合水的分析：

將種子放在陽光下2天重量減輕________大量散失自由水曬干的種子用水浸泡仍能萌發(fā)失去大部分________的種子仍保持其生理活性自由水曬干的種子不用水浸泡不能萌發(fā)________少，代謝減弱自由水一、細胞中的水6.自由水與結(jié)合水的分析：

將曬干的種子放在試管中，用酒精燈加熱管壁上有水珠失去的主要是________結(jié)合水失去________的種子用水浸泡結(jié)合水不萌發(fā)失去________的種子，失去了生理活性結(jié)合水實戰(zhàn)訓練

2．如圖為對剛收獲的種子所做的一系列處理，據(jù)圖分析有關(guān)說法錯誤的是（

）A．④和⑤是同一種物質(zhì)，但是在細胞中存在形式不同B．②在適宜條件下很難萌發(fā)形成幼苗C．③在生物體細胞內(nèi)主要以離子的形式存在D．點燃后產(chǎn)生的CO2中的C只來自種子中的糖類實戰(zhàn)訓練

3.每年的3月22日是“世界水日”。下列有關(guān)水對生命活動影響的敘述，不正確的是（

）A.曬干的小麥種子不含自由水，代謝強度低，便于儲藏B.氫鍵的存在，使水的溫度相對不易改變，對維持生命系統(tǒng)穩(wěn)定性十分重要C.影響細胞內(nèi)含水量的因素有生物種類、發(fā)育階段、組織器官種類等D.水是極性分子，帶電荷的分子或離子都易與水結(jié)合，可作為良好的溶劑拓展延伸79%83%問題12:

心肌與血液的含水量差異不大，為什么心肌呈堅韌形態(tài)，而血液是液態(tài)？

血液中自由水含量比心肌相對較高

心肌中結(jié)合水比血液含量相對較高拓展延伸問題13:

運用本節(jié)課所學知識解釋新鮮雞蛋清是液態(tài)膠狀，為什么臭雞蛋清相對更“稀”呢？因為在新鮮的雞蛋清中的水與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成液態(tài)膠體，這時的水為結(jié)合水，是細胞和生物體的組成成分；而臭雞蛋中的蛋白質(zhì)被微生物分解成小分子物質(zhì)，使這部分結(jié)合水釋放出來，轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤７诸愖杂伤Y(jié)合水概念水以游離的形式存在，可以自由流動，叫做自由水。與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，叫做結(jié)合水。含量多、占細胞水分的95.5%少、占細胞水分的4.5%功能①細胞中的良好溶劑②細胞內(nèi)的許多生化反應③運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物

④為細胞提供液體環(huán)境中與其他大分子物質(zhì)一起構(gòu)成細胞的組成成分與代謝和抗性之間的關(guān)系含量高時，新陳代謝旺盛抗逆性差含量高，新陳代謝慢抗逆性強種子烘干喪失的水種子曬干喪失的水自由水與結(jié)合水的比較實戰(zhàn)訓練

4.在冬季來臨過程中，冬小麥體內(nèi)的自由水和結(jié)合水的含量變化如圖所示，下列說法錯誤的是()A.a存在形式的水主要與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)

結(jié)合B.b是細胞中絕大部分水的存在形式，是可以

流動的C.a/b上升，細胞代謝水平增強D.b/a下降，細胞抵抗寒冷的能力增強當你點燃一粒種子時，燒盡時得到的白色灰燼就是無機鹽。人和動物體內(nèi)也含有無機鹽，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，牙齒和骨骼的重要成分血紅蛋白的成分維持細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、磷脂等的成分促進花粉萌發(fā)和花粉管伸長二、細胞中的無機鹽問題14:

細胞中的無機鹽會以什么形式存在呢？1.無機鹽的存在形式：

二、細胞中的無機鹽陰離子:Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等陽離子:Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等無機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，骨骼中的鈣等無機鹽是細胞中含量很少的無機物，僅占細胞鮮重的1%-1.5%。問題15:

細胞中的無機鹽具有什么功能？植物體缺鎂會影響光合作用，為什么？234

1合作探究二：請同學們自主閱讀教材P22，小組合作思考討論完成問題。

有一種貧血癥叫做缺鐵性貧血癥，為什么缺Fe會導致貧血？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。一、細胞中的無機鹽通過以上學習，你還能總結(jié)出無機鹽的哪些功能？2.無機鹽的作用：

二、細胞中的無機鹽無機鹽的作用思考.討論【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)簡圖如圖：問題16:

植物體缺鎂會影響光合作用，為什么？光合作用的正常進行不能缺少葉綠素，Mg是葉綠素分子的組成元素之一，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。2.無機鹽的作用：

二、細胞中的無機鹽【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)簡圖如圖：問題17:

有一種貧血癥叫做缺鐵性貧血癥，為什么缺Fe會導致貧血？人體內(nèi)血紅蛋白和紅細胞的減少都可以導致貧血。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。2.無機鹽的作用：

二、細胞中的無機鹽無機鹽的作用思考.討論【資料2】植物在缺乏N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì)時會出現(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，植株就會特別矮小，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17:

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)成細胞中某些復雜化合物的組成成分2.無機鹽的作用：

二、細胞中的無機鹽

人在劇烈運動時，會大量排汗，可能會引起肌肉抽搐，這是因為有大量的Ca2+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+缺乏會引起神經(jīng)、肌肉細胞的興奮性降低，最后引起肌肉酸疼、無力等。這說明無機鹽有什么作用?

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

二、細胞中的無機鹽

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

二、細胞中的無機鹽（4）維持細胞的酸堿平衡酸性食物堿性食物我們血液的pH一般也不會有較大變化肌肉酸痛2.無機鹽的作用：

二、細胞中的無機鹽無機鹽是構(gòu)成細胞內(nèi)化合物的重要組成成分維持細胞和生物體的生命活動有重要作用維持細胞的滲透壓平衡維持細胞的酸堿平衡實戰(zhàn)訓練

5．正常人體皮膚，毛發(fā)等處含有黑色素，黑色素的合成需要含銅的酶—酪氨酸羥化酶。當人體Cu2+缺乏時，酪氨酸羥化酶合成減少，就會引起黑色素生成障礙而發(fā)病。下列相關(guān)敘述不正確的是（）A．由此說明Cu2+是構(gòu)成細胞某些化合物的成分B．由此說明Cu2+對調(diào)節(jié)細胞的酸堿平衡有重要作用C．細胞中的無機鹽對生命活動有重要作用D．由此說明Cu2+是維持人體正常生命活動所必需的微量元素拓展延伸:探究無機鹽X是否為植物生長發(fā)育所必需實驗原理若缺乏某種無機鹽，植物的生長發(fā)育發(fā)生障礙。植物在缺乏該種無機鹽的環(huán)境中表現(xiàn)出某一癥狀，可以補充該種無機鹽使植物恢復。對照組實驗組含X的完全營養(yǎng)液幼苗正常生長相應的缺X營養(yǎng)液幼苗正常生長X不是必需無機鹽生長不正常X是必需無機鹽正常生長一段時間實驗流程加入X無機鹽自由水①細胞內(nèi)良好的溶劑細胞中的無機物水結(jié)合水含量功能含量功能①作為細胞結(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%）（細胞鮮重的1%~1.5%）（4.5%）②增強細胞抗逆性④運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物②參與細胞內(nèi)的生化反應③為絕大多數(shù)細胞提供液體環(huán)境④維持生物體內(nèi)的酸堿平衡②維持細胞和生物體的生命活動③維持生物體內(nèi)的正常滲透壓相互轉(zhuǎn)化課堂小結(jié)實戰(zhàn)訓練

6．方便面中脫水蔬菜的加工過程主要如下：原料挑選→切削、燙漂→冷卻、瀝水→烘干。烘干的過程得注意溫度，否則容易烤焦。下列敘述正確的是（

）A．蔬菜烘干的過程中主要是失去結(jié)合水B．新鮮蔬菜細胞中數(shù)量最多的元素為OC．方便面中的干牛肉中含量最多的化合物為蛋白質(zhì)D．烤焦后形成的物質(zhì)能給細胞提供能量實戰(zhàn)訓練

7．2022年10月12日開講的“天宮課堂”第三課上，劉洋打開生命生態(tài)實驗柜，取出正在生長的水稻植株時提到了一個細節(jié)，“太空中的水稻葉尖出現(xiàn)小水滴，會越變越大，甚至連成片。這種水稻的‘吐水’現(xiàn)象，在微重力環(huán)境中更容易觀察到?！逼鋵崳?月21日，航天員采集了部分水稻樣品，并將其保存于低溫存儲柜中，后續(xù)將隨航天員返回地面進行分析。下列有關(guān)水稻細胞中水的分析，錯誤的是（

）A．太空中水稻細胞內(nèi)的水都為自由水，所以易發(fā)生“吐水”現(xiàn)象B．水稻細胞內(nèi)含有的自由水可參與細胞代謝，也可參與物質(zhì)運輸C．將水稻置于低溫存儲柜中后，水稻細胞中自由水含量可能降低D．同一株水稻的葉片中，衰老細胞中自由水含量比幼嫩細胞中的少實戰(zhàn)訓練

8．英國醫(yī)生塞達尼·任格在對離體蛙心進行的實驗中發(fā)現(xiàn)，用不含鈣的生理鹽水灌注蛙心，收縮不能維持，用含有少量鈣和鉀的鈉鹽溶液灌流時，蛙心可持續(xù)跳動數(shù)小時。實驗說明鈣鹽（）A．是細胞中某些復雜化合物的重要組成部分B．對維持生物體正常的生命活動有重要作用C．對維持細胞的形態(tài)有重要作用D．為蛙心的持續(xù)跳動提供能量實戰(zhàn)訓練

9．隨著航天科技事業(yè)的發(fā)展，目前已經(jīng)探明在火星兩極地區(qū)有固態(tài)水，而那里的土壤中含有生命必需的K、Na、Mg等元素，科學家也曾在火星上發(fā)現(xiàn)流動水的痕跡，下列說法錯誤的是（

）A．無機鹽參與構(gòu)成復雜化合物，如Mg參與合成葉綠素，F(xiàn)e參與合成血紅蛋白B