細(xì)胞中的無機(jī)物

第二章第2節(jié)《細(xì)胞中的無機(jī)物》運(yùn)動(dòng)員飲料的化學(xué)成分表通過問題探討導(dǎo)入新課：

右側(cè)是某種運(yùn)動(dòng)員飲料的化學(xué)成分表。請(qǐng)回憶初中所學(xué)知識(shí)，結(jié)合此表討論以下問題。問題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0.8NaCl1.0KCl0.1NaH2PO40.1KH2PO40.1NaHCO30.1水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分;水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑；細(xì)胞內(nèi)的許多化學(xué)反應(yīng)也都需要有水的參與;為細(xì)胞提供液體環(huán)境中;運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。問題2、表中哪些成分屬于無機(jī)鹽？為什么要在運(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？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(jī)鹽,它們?cè)陲嬃现幸噪x子的形式存在。運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中會(huì)大量出汗，出汗時(shí)人體會(huì)排出大量無機(jī)鹽,所以要給他們補(bǔ)充無機(jī)鹽。無機(jī)鹽可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的生命活動(dòng)，也是許多有機(jī)物的重要組成成分。運(yùn)動(dòng)員飲料的化學(xué)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(xì)胞中各種化合物所占比例化合物水無機(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表2.幾種不同生物體水的含量生物水母魚類蛙哺乳動(dòng)物藻類高等植物水含量%9780-8578659060-80比較細(xì)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(xì)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(xì)胞中水的含量一、細(xì)胞中的水77%52%-58%60%-65%結(jié)論③同一生物不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)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?jǐn)?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(dòng)物血液中含水量約為83%，血細(xì)胞就生活門這個(gè)液體環(huán)境中，水可把營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送到各個(gè)細(xì)胞，又把細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外。該資料體現(xiàn)了水的什么功能?①為細(xì)胞提供液體環(huán)境②運(yùn)輸營(yíng)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(xì)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(xì)胞中的各種代謝。③水是細(xì)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(xì)胞內(nèi)有氧呼吸的過程見下圖④參與細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)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(xì)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(gè)氫原子和1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。由于氧原子具有比氫原子更強(qiáng)的吸引共用電子的能力，使氧原子一端稍帶負(fù)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(fù)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(dòng)性、具有高比熱容由于水分子的極性，一個(gè)水分子的負(fù)電區(qū)(氧端)與另一個(gè)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?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；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。例析、（多項(xiàng)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(fù)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(dòng)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(shí)自由水過多導(dǎo)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(diǎn)評(píng)：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(dòng)性?問題3、為什么說水對(duì)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(gè)水分子的氧端（負(fù)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(dòng)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(duì)不容易發(fā)生變化，這種特性對(duì)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(xì)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(dòng)性、溶解性結(jié)合水：游離狀態(tài)，自由流動(dòng)自由水：?jiǎn)栴}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(dòng)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(xì)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(yùn)輸營(yíng)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(kù)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(huì)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(chǔ)存；干種子吸足水分，自由水增多，代謝增強(qiáng)，種子萌發(fā)；冬小麥在冬季來臨時(shí)，結(jié)合水增多，自由水減少增，植物的抗凍能力增強(qiáng)自由水結(jié)合水溫度升高溫度降低上升細(xì)胞新陳代謝增強(qiáng)下降細(xì)胞新陳代謝減弱,抗逆性增強(qiáng)自由水結(jié)合水自由水與結(jié)合水是相對(duì)的，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換，見下圖：（3）如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證玉米種子細(xì)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(chǔ)存。②種子萌發(fā)時(shí)，吸收水分，自由水增多，代謝增強(qiáng)③曬干的種子，經(jīng)過加熱，失去結(jié)合水，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)被破壞，不能萌發(fā)。知識(shí)小結(jié)：自由水結(jié)合水概念:在細(xì)胞中呈游離狀態(tài)，可以自由流動(dòng)；含量:多，占所有水的絕大部分功能①細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑。②參與細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)。③為細(xì)胞提供液體環(huán)境④運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物概念:含量:少，占細(xì)胞水分的4.5%功能：細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與多糖等結(jié)合，失去流動(dòng)性相互

轉(zhuǎn)化1、下列關(guān)于細(xì)胞中水分子的敘述錯(cuò)誤的是(

)A．只能以游離形式存在B．是細(xì)胞鮮重中含量最多的成分C．是細(xì)胞代謝活動(dòng)的介質(zhì)D．是細(xì)胞中多種物質(zhì)的溶劑A鞏固練習(xí)2、水是生命之源，下列關(guān)于生物體內(nèi)水的敘述中錯(cuò)誤的是（）A．參與運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的水是自由水B．越冬的植物細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水/自由水的比例上升C．水既是細(xì)胞代謝所需的原料，也是細(xì)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(shí)際相關(guān)的敘述,不正確的是

(

)A.沙漠地區(qū)的植物細(xì)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(duì)旺盛C.在生物體的不同發(fā)育時(shí)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(qiáng)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(cuò)誤的是（

）A.隨著種子的成熟，種子的生命活動(dòng)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(shí)相反C點(diǎn)評(píng)：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(cuò)誤。無機(jī)鹽將烘干的骨、小麥種子和植物秸稈等點(diǎn)燃燒盡,最終都會(huì)得到一些灰白色的灰燼,請(qǐng)問這些灰燼是什么呢?二.細(xì)胞中的無機(jī)鹽1、無機(jī)鹽在細(xì)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(jī)鹽在細(xì)胞中含量很少，它們?cè)诩?xì)胞中有什么作用呢？陽(yáng)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(huì)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(huì)導(dǎo)致貧血？問題3、植物體常表現(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？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(xì)胞的重要元素，細(xì)胞膜、細(xì)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(jī)鹽的作用：作用1、組成細(xì)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(xì)胞膜、細(xì)胞核的重要成分。作用2、維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)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(dǎo)致缺鐵性貧血。Ca2+濃度太低動(dòng)物出現(xiàn)抽搐等癥狀是組成細(xì)胞膜、細(xì)胞核的重要組分，也是細(xì)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(jī)鹽后，應(yīng)多喝淡鹽水。作用3、細(xì)胞滲透壓平衡的維持Na+、Cl_主要維持細(xì)胞外液的滲透壓，K+主要維持細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓。作用4、維持細(xì)胞的酸堿平衡大家都有這樣的體會(huì)，進(jìn)行激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(xì)胞中無機(jī)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(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，主要存在于液泡中C．無機(jī)鹽參與維持細(xì)胞的酸堿平衡，不參與有機(jī)物的合成D．無機(jī)鹽多以離子形式存在，對(duì)維持生命活動(dòng)有重要作用D鞏固練習(xí)2．下列關(guān)于生物體內(nèi)水分和無機(jī)鹽的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．干種子內(nèi)結(jié)合水的相對(duì)含量較低，不能進(jìn)行旺盛的生命活動(dòng)B．旱生植物比水生植物具有較強(qiáng)的抗旱能力，其原因之一是結(jié)合水的相對(duì)含量較高C．鎂離子是葉綠素的重要成分，缺鎂會(huì)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(xì)胞過度吸水而漲破A3.下列有關(guān)生物體內(nèi)水和無機(jī)鹽的敘述錯(cuò)誤的是（）A．萌發(fā)種子中結(jié)合水/自由水的比例增加，細(xì)胞代謝變得活躍B．水既是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑，又是生物體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹饕橘|(zhì)C．無機(jī)鹽離子對(duì)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(shí)會(huì)導(dǎo)致葉片發(fā)黃A4．下圖表示對(duì)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