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1、第2节 细胞中的无机物水是生命之源水是生命之源宇航局拍到火星表宇航局拍到火星表面面蓝色湖泊蓝色湖泊火星火星水源找到了水源找到了地球表面约地球表面约3/4的部分是水；的部分是水；我们的胚胎发育离不开水。我们的胚胎发育离不开水。一个人在极限状况下，可坚持一个人在极限状况下，可坚持20天以上不进食天以上不进食；一个人不喝水，一个人不喝水，1天后就会丧失意识，生命濒临终点天后就会丧失意识，生命濒临终点。细胞中各种化合物所占比例细胞中各种化合物所占比例化合物化合物水水无机盐无机盐蛋白质蛋白质脂质脂质糖类糖类核酸核酸所占比例所占比例%709011.57101211.5Part1细胞中的水细胞中的水水是构成
2、细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物苦苦支撑苦苦支撑3636天，天，兽医惊呼：难以想象的自我超越兽医惊呼：难以想象的自我超越废墟下啃木炭喝雨水，废墟下啃木炭喝雨水，从从300300斤瘦到斤瘦到100100斤斤1、几种不同生物体水的含量、几种不同生物体水的含量生物生物水母水母鱼类鱼类蛙蛙哺乳动物哺乳动物藻类藻类高等植物高等植物水含量水含量%9780-8578659060-802、不同发育时期人体的含水量、不同发育时期人体的含水量生长发育阶段生长发育阶段幼儿幼儿成年成年(女女)成年成年(男男)生长发育阶段生长发育阶段幼儿幼儿成年成年(女女)质量分数质量分数(%)7752586065质量分数
3、质量分数(%)7752583、人体中不同组织器官含水量比较、人体中不同组织器官含水量比较组织器官组织器官牙齿牙齿骨髓骨髓骨骼肌骨骼肌心脏心脏血液血液质量分数质量分数(%)1022767983看看表表讨讨论论生物种类不同含水量不同生物种类不同含水量不同水生生物水生生物陆生生物陆生生物在生长发育的不同时期含水量不同在生长发育的不同时期含水量不同幼年期幼年期成年期成年期老年期老年期在不同的组织、器官中含水量也不同在不同的组织、器官中含水量也不同123H H原子原子HH原子原子O O原子原子HH2 2OO分子分子1 1）水是细胞内的良好溶剂）水是细胞内的良好溶剂共用电子对共用电子对1 1、水的特性、水
4、的特性HH2 2OO分子分子OOHHHH水分子的空间结构和电子的不水分子的空间结构和电子的不对称分布，使水成为对称分布，使水成为极性分子极性分子，带正电或负电的分子容易与之带正电或负电的分子容易与之结合，水是结合，水是良好的溶剂良好的溶剂。O O比比HH有更强的吸引有更强的吸引共用电子对的能力，共用电子对的能力，使共用电子对移向使共用电子对移向OO，使得，使得O O端端稍带稍带负电负电荷荷，HH端稍正电荷。端稍正电荷。清水中加入清水中加入NaCl颗粒颗粒NaCl颗粒被溶解颗粒被溶解水是极性分子水是极性分子水是极性分子水是极性分子良好溶剂良好溶剂良好溶剂良好溶剂（运输溶解在水中的养料和废物）（运
5、输溶解在水中的养料和废物）2）水具有流动性水具有流动性2）氢键）氢键易断又易形成易断又易形成流动性流动性3）有氢键）有氢键较高比热容，较高比热容，维持生命系统的稳定性维持生命系统的稳定性1）极性分子）极性分子良好溶剂良好溶剂（吸热或散热能力）（吸热或散热能力）由于水分子的极性，当一个水分子的由于水分子的极性，当一个水分子的氧端（负氧端（负电性区）电性区）靠近另一个水分子的靠近另一个水分子的氢端（正电性区）氢端（正电性区）时，它们之间形成静电引力时，它们之间形成静电引力-氢键，每个水分氢键，每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用；子可以与周围水分子靠氢键相互作用；氢键较弱，易被破坏，只能维持极
6、短时间，氢氢键较弱，易被破坏，只能维持极短时间，氢键不断断裂，又不断形成，使水在常温下维持键不断断裂，又不断形成，使水在常温下维持液体状态，具有流动性。液体状态，具有流动性。自然界水的存在形式液态固态气态细胞中的水如何存在为什么心脏和血液含水量相似，但它们的形态不一样呢？为什么心脏和血液含水量相似，但它们的形态不一样呢？存在于细胞中的水有不同的存在形式存在于细胞中的水有不同的存在形式血液血液：流动的液态流动的液态心肌：心肌：坚韧的固态坚韧的固态2、水在细胞中的存在形式水在细胞中的存在形式自由水（自由水（95.5%）结合水（结合水（4.5%）与亲水物质结合与亲水物质结合失去流动性和溶解性失去流动
7、性和溶解性,形成胶体状态形成胶体状态游离状态，可自由流动游离状态，可自由流动不能自由流动，也不容易散失，不能自由流动，也不容易散失，细胞结构的重要组成成分细胞结构的重要组成成分1）是细胞内良好的溶剂）是细胞内良好的溶剂2）参与细胞内的生物化学反应）参与细胞内的生物化学反应3）为细胞提供液体环境）为细胞提供液体环境4）运送营养物质和代谢废物）运送营养物质和代谢废物3、自由水与结合水的联系、自由水与结合水的联系降温降温结合水与自由水可相互转化结合水与自由水可相互转化结合水结合水自由水自由水升温升温（2）低温时自由水转化成结合水对植物生）低温时自由水转化成结合水对植物生存有什么意义？存有什么意义？防
8、止冻害防止冻害结合水比例越高，抗寒能力越强结合水比例越高，抗寒能力越强（1）右图说明两种水的关系？）右图说明两种水的关系？（3）图中说明）图中说明两者的相对含量和生物组织的代谢速率两者的相对含量和生物组织的代谢速率的关系？的关系？细胞代谢增强细胞代谢增强细胞代谢减弱，抗逆性增强细胞代谢减弱，抗逆性增强自由水自由水结合水结合水上升上升下降下降自由水含量越高自由水含量越高结合水含量越高结合水含量越高实例，将种子晒干就是实例，将种子晒干就是减少减少了其中了其中自由水自由水的量而使其代谢水平降低，的量而使其代谢水平降低，便于储藏便于储藏;北方冬小麦在北方冬小麦在冬天冬天来临前，来临前，自由水自由水的比
9、例会的比例会逐渐降低逐渐降低，而，而结合水结合水的比例会逐渐的比例会逐渐上升上升，以，以避免避免气温下降时自由水过多导致气温下降时自由水过多导致结冰结冰而损害自身。而损害自身。越冬小麦：自由水越冬小麦：自由水结合水结合水（填（填“”“”“=”）总结：总结：1 1、自由水与结合水的作用、自由水与结合水的作用细胞结构化学反应液体环境种子仍能萌发种子不能萌发2 2、自由水自由水/结合水与代谢、结合水与代谢、抗逆性的关系抗逆性的关系抗逆性减弱湿种子储存会萌发或发霉3 3、自由水自由水/结合水结合水比值的应用比值的应用 温馨提醒温馨提醒 关于生物体内水的两个关于生物体内水的两个“并不是并不是”(1)水是
10、生命之源，但并不是水分越多越好，如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。水是生命之源，但并不是水分越多越好，如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。(2)晒干的种子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅度降低。晒干的种子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅度降低。本知识考点分析：本知识考点分析：1.1.自由水自由水/结合水结合水与细胞代谢、抗逆性的关系（与细胞代谢、抗逆性的关系（重要重要-常考常考）2.2.结合例子写出水的功能结合例子写出水的功能2(2022内蒙古包头高一期末内蒙古包头高一期末)“绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花
11、。了报春花。”下列各图为植物在复苏过程中细胞中自由水与结合水相对含量下列各图为植物在复苏过程中细胞中自由水与结合水相对含量变化的曲线图，则图示表示正确的是变化的曲线图，则图示表示正确的是()拓展延伸拓展延伸_长句特训长句特训_与高考接轨与高考接轨(1)晒干的种子和烘干的种子均不能萌发，原因是否相同？_。理由是_。(2)秋季，农民收获的玉米需经晾晒后才能入库储存。结合所学知识，试分析其中的生物学道理。_。不同不同晒干的种子不能萌发是因为自由水含量减少，细胞代谢减弱；晒干的种子不能萌发是因为自由水含量减少，细胞代谢减弱；而烘干的种子不能萌发是因为结合水减少，种子的细胞结构遭到破坏而烘干的种子不能萌
12、发是因为结合水减少，种子的细胞结构遭到破坏晾晾晒晒可可使使自自由由水水含含量量降降低低，细细胞胞代代谢谢减减弱弱，可可减减少少有有机机物物消消耗耗，同同时时能能防防止种子发芽、霉变止种子发芽、霉变u当你烘干一粒小麦种子，然后点燃烧尽，最终当你烘干一粒小麦种子，然后点燃烧尽，最终会得到一些白色灰烬，这些灰烬就是小麦种子会得到一些白色灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的无机盐。里的无机盐。P2 细胞中的无机盐细胞中的无机盐u在炎热的夏天，人们在大出汗后往往感觉很疲惫，在炎热的夏天，人们在大出汗后往往感觉很疲惫，这时候需要喝加盐的开水或是富含矿物质的饮料这时候需要喝加盐的开水或是富含矿物质的饮料才能使精力
13、恢复的更快。才能使精力恢复的更快。阳离子阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。等。1.1.大多数大多数离子的形式离子的形式3.3.无机盐在细胞中的含量无机盐在细胞中的含量极少，仅占细胞鲜重的极少，仅占细胞鲜重的1%1.5%阴离子阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。等。一、一、无机盐无机盐在细胞中的存在形式在细胞中的存在形式2.2.少部分少部分化合物形式化合物形式 人体的钙主要存在于骨骼和牙齿中，以碳酸钙的形式存在人体的钙主要存在于骨骼和牙齿中，以碳酸钙的形式存在 参与核酸、参与核酸、ATPATP、血红蛋白、叶绿素等、血红蛋白、叶绿素等思考思考讨论讨论
14、无机盐的作用无机盐的作用1.植物体缺植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？会影响光合作用，为什么？光合作用的正常进行不能缺少光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是中不能缺少的元素之一就是Mg。Mg是叶绿素的组成元素之一是叶绿素的组成元素之一，因此，它对于光合作用具有重因此，它对于光合作用具有重要意义。缺要意义。缺Mg使叶绿素的形成使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。受到阻碍，进而影响光合作用。2.有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？会导致贫血？人体内血红蛋白和红细胞的减人体内
15、血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。少都可以导致贫血。血红蛋白血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元的分子结构不能缺少的一种元素就是素就是Fe。缺。缺Fe会导致血红会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。贫血症。3.植物体缺植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么？常表现为生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺分析为什么植物体缺P会影响其生长发育？会影响其生长发育？这说明了这说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。对于植物正常的生长发育是必不可少的。P作为植物生长发育所必需的大量元素作为植物生长发育
16、所必需的大量元素之一，是许多重要之一，是许多重要化合物（如核酸、化合物（如核酸、ATP等）和生物膜等的重要组成成分等）和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。有关的反应中扮演重要角色。当当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会波及供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会波及蛋白质蛋白质的合成，还会影的合成，还会影响体内响体内糖类糖类的代谢。因此，的代谢。因此，缺乏缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，并且长得矮小、结实率低。色异常，并且长得矮小、结实率低。二、二、无机
17、盐无机盐离子的主要作用离子的主要作用1.组成复杂化合物组成复杂化合物叶绿素分子叶绿素分子血红蛋白血红蛋白甲状腺激素甲状腺激素2.维持正常的生命活动维持正常的生命活动花花而而不不实实缺缺Ca：抽搐：抽搐缺缺I：甲状腺肿大（大脖子病）：甲状腺肿大（大脖子病）3.3.维持渗透压，从而维持细胞形态维持渗透压，从而维持细胞形态低浓度溶液中低浓度溶液中吸水吸水高浓度溶液中高浓度溶液中失水失水0.9%NaCl溶液中形态不变溶液中形态不变人体内人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多
18、喝痛、无力等，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水淡盐水。生理生理盐水盐水在正常情况下，人体内的无机盐浓度为在正常情况下，人体内的无机盐浓度为0.9%。输液时，应将药物溶解在输液时，应将药物溶解在0.9%的氯化钠溶液中的氯化钠溶液中4.维持机体酸碱平衡维持机体酸碱平衡剧烈运动时：剧烈运动时：H+形成形成H2O+CO2由肺排出由肺排出蔬果中的碱：蔬果中的碱：OH-过多的过多的HCO3-由肾脏排出由肾脏排出+NaHCO3Na+H2CO3+H2CO3H2O+HCO3-三、三、某种矿质元素的生理功能验证某种矿质元素的生理功能验证植物植物无机盐无机盐的的缺乏症缺乏症实验设计实验设计实验组实验
19、组为什么实验组要加入为什么实验组要加入X？二次对照，是的试验前后形二次对照，是的试验前后形成对照，以增强说服力成对照，以增强说服力对照对照组组摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？请查找资料，寻找答案。样的危害？请查找资料，寻找答案。盐是日常生活中不可缺少的调味品，它的主要成分是盐是日常生活中不可缺少的调味品，它的主要成分是NaCl。世界卫生组织。世界卫生组织（WHO）推荐每人每天食盐摄入量以）推荐每人每天食盐摄入量以5g为宜。摄入盐过多对人类健康的危害为宜。摄入盐过多对人类健康的危害很大。例如，有大量证据表明，增加盐的摄入很大。例如，有大量证据表明
20、，增加盐的摄入会增加高血压及其他心血管疾会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险病的患病风险；高盐饮食与；高盐饮食与骨质疏松症、糖尿病骨质疏松症、糖尿病等相关。但是，并不是所有等相关。但是，并不是所有的人群都适合低盐饮食，的人群都适合低盐饮食，某些疾病患者可能要维持相当水平的盐摄入某些疾病患者可能要维持相当水平的盐摄入。旁栏思考旁栏思考无机盐无机盐总结总结离子离子 复杂复杂化合物化合物生命活动生命活动返回导航核心知识小结核心知识小结要点回眸要点回眸返回导航核心知识小结核心知识小结答题必备答题必备1生物体的含水量与生物种生物体的含水量与生物种类有关。有关。2水在水在细胞内以自由水和胞内以自由水和结
21、合水两种形式存在。合水两种形式存在。3结合水是合水是细胞胞结构的重要构的重要组成部分。成部分。4自由水的功能：是自由水的功能：是细胞内良好的溶胞内良好的溶剂；为细胞提供液体胞提供液体环境；参境；参与生物化学反与生物化学反应；运；运输营养物养物质和代和代谢废物。物。返回导航核心知识小结核心知识小结5自由水和自由水和结合水的比合水的比值会影响新会影响新陈代代谢和抗逆性：在一定范和抗逆性：在一定范围内，内，自由水含量越高，新自由水含量越高，新陈代代谢越旺盛；自由水含量越低，抗逆性越越旺盛；自由水含量越低，抗逆性越强。6细胞内大多数无机胞内大多数无机盐以离子的形式存在。以离子的形式存在。7无机无机盐是
22、是细胞内某些复胞内某些复杂化合物的重要化合物的重要组成成分，成成分，对维持持细胞和胞和生物体的正常生命活生物体的正常生命活动，维持持细胞的渗透胞的渗透压和酸碱平衡都有重要作用。和酸碱平衡都有重要作用。组成细胞中组成细胞中的化合物的化合物无机化合物无机化合物有机化合物有机化合物水水无机盐无机盐糖类糖类脂质脂质蛋白质蛋白质核酸核酸生活联系生活联系晒干失去自由水晒干失去自由水烘干失去结合水烘干失去结合水燃烧失去有机物燃烧失去有机物剩下的灰分是无机盐剩下的灰分是无机盐干种子：干种子：能萌发，保能萌发，保持生理活性持生理活性不能萌发不能萌发,失失去生理活性去生理活性1.(2020陕陕西西西西安安模模拟拟
23、)下下图图为为对对刚刚收收获获的的种种子子所所做做的的一一系系列列处处理理，据据图图分分析析有有关说法正确的是关说法正确的是()A.和和均能够萌发形成幼苗均能够萌发形成幼苗B.在生物体内主要以化合物的形式存在在生物体内主要以化合物的形式存在C.和和是同一种物质，但是在细胞中存在形式和含量不同是同一种物质，但是在细胞中存在形式和含量不同D.点燃后产生的点燃后产生的CO2中的中的C全部来自种子中的糖类全部来自种子中的糖类C跟跟踪踪检检测测1科学家根据火星土壤中含有生命必需的科学家根据火星土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素，以及固态水和流等元素，以及固态水和流动水的痕迹推测火星上曾经或现在存在
24、着生命。下列相关说法错误的是（动水的痕迹推测火星上曾经或现在存在着生命。下列相关说法错误的是（）AMg、Na、K是组成生物体必需的微量元素是组成生物体必需的微量元素B自由水可作为细胞内化学反应的反应物自由水可作为细胞内化学反应的反应物C植物缺少植物缺少Mg会影响光合作用会影响光合作用D水和无机盐可作为细胞结构的重要组成部分水和无机盐可作为细胞结构的重要组成部分22022年年2月月20日北京冬奥会圆满结束，在此期间，冬奥村美食频频登上热搜。日北京冬奥会圆满结束，在此期间，冬奥村美食频频登上热搜。中国的饺子、烤鸭备受欢迎。高峰期时，运动员们一天要吃掉中国的饺子、烤鸭备受欢迎。高峰期时，运动员们一天
25、要吃掉100多公斤的饺子，多公斤的饺子，午餐时段消耗午餐时段消耗80多只烤鸭。下列叙述错误的是（多只烤鸭。下列叙述错误的是（）A饺子皮中主要的营养成分可用碘液检测饺子皮中主要的营养成分可用碘液检测B饺子馅中的无机盐最终进入到人体细胞中，主要以离子形式存在饺子馅中的无机盐最终进入到人体细胞中，主要以离子形式存在C烤熟肥鸭的细胞中含量最多的有机化合物是脂肪，其含有饱和脂肪酸烤熟肥鸭的细胞中含量最多的有机化合物是脂肪，其含有饱和脂肪酸D鸭皮细胞在烤制过程中先丢失自由水，后丢失结合水鸭皮细胞在烤制过程中先丢失自由水，后丢失结合水3秋冬季节，大叶黄杨在受到低温侵袭时，细胞呼吸速率先升高后降低，细胞内秋冬
26、季节，大叶黄杨在受到低温侵袭时，细胞呼吸速率先升高后降低，细胞内含水量下降，可溶性糖含量增加，下列说法错误的是（含水量下降，可溶性糖含量增加，下列说法错误的是（）A冷害初期细胞呼吸增强，释放能量多，有利于抵御寒冷冷害初期细胞呼吸增强，释放能量多，有利于抵御寒冷B低温会使细胞内自由水的比例升高，从而降低新陈代谢水平，提高抗寒能力低温会使细胞内自由水的比例升高，从而降低新陈代谢水平，提高抗寒能力C低温导致小麦细胞中的细胞液浓度升高，防止细胞结冰低温导致小麦细胞中的细胞液浓度升高，防止细胞结冰D同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水含量低同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水含量低4英国医生塞达
27、尼英国医生塞达尼任格在对离体的蛙心脏所进行的实验中发现，用不含钙和钾任格在对离体的蛙心脏所进行的实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心脏时，蛙心脏收缩不能维持；而用含有少量钙和钾的生理盐的生理盐水灌注蛙心脏时，蛙心脏收缩不能维持；而用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙心脏可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐（水灌注时，蛙心脏可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐（）A是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分B对维持生物体的生命活动有重要作用对维持生物体的生命活动有重要作用C对维持细胞的形态有重要作用对维持细胞的形态有重要作用D使蛙心脏的持续跳动变慢使蛙心脏的持
28、续跳动变慢无机盐无机盐自由水自由水细胞内良好的溶剂细胞内良好的溶剂细胞中的细胞中的无机物无机物水水结合水结合水含量含量功能功能含量含量功能功能作为细胞结构的重要组成部分作为细胞结构的重要组成部分某些化合物的重要组成成分某些化合物的重要组成成分大多数以离子形式，少数以化合物形式存在大多数以离子形式，少数以化合物形式存在功能功能含量含量存在形式存在形式存在形式存在形式（95.5%）（细胞鲜重的（细胞鲜重的1%1.5%）（4.5%）增强细胞增强细胞抗逆性抗逆性运输营养物质和代谢废物运输营养物质和代谢废物参与细胞内的生化反应参与细胞内的生化反应为绝大多数细胞提供液体环境为绝大多数细胞提供液体环境维持生物体内的维持生物体内的酸碱平衡酸碱平衡维持细胞和生物体的生命活动维持细胞和生物体的生命活动维持生物体内的维持生物体内的正常渗透压正常渗透压相相互互转转化化