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1、本节聚焦本节聚焦:l水在细胞中以什么形式存在水在细胞中以什么形式存在?具有哪些重要作用？具有哪些重要作用？l为什么细胞中的无机盐含量很少，作用却很重要？为什么细胞中的无机盐含量很少，作用却很重要？必修必修1/1/第第2 2章章/组成细胞的分子组成细胞的分子/第第2 2节节 细胞中的细胞中的无机物无机物 右图是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合右表讨论以下问题。讨论：1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？成分成分质量浓度质量浓度/（gLgL-1-1）蔗糖30其他糖类10柠檬酸10柠檬香精0.8氯化钠1.0氯化钾0.1磷酸二氢钠0.1磷酸二氢钾0.1碳酸氢钠0.1运
2、动员饮料的化学成分表 各种生物的一切生命活动都离不开水一切生命活动都离不开水，细胞中含量最多的化合物是水。一一.细胞细胞中的水中的水细胞中各种化合物所占比例细胞中各种化合物所占比例无机物无机物有机物有机物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%70-9070-901-1.51-1.57-107-101-21-21-1.51-1.5结论1：细胞中含量最多的化合物是水含量最多的化合物是水活动活动1 1：分析下表得出结论。右图是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合右表讨论以下问题。讨论：1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用起什么
3、作用？成分成分质量浓度质量浓度/（gLgL-1-1）蔗糖30其他糖类10柠檬酸10柠檬香精0.8氯化钠1.0氯化钾0.1磷酸二氢钠0.1磷酸二氢钾0.1碳酸氢钠0.1运动员饮料的化学成分表 多细胞生物体的组成成分，构成液体环境：烘干的小麦种子浸泡后不能萌发，组织液；细胞内良好的溶剂：物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用；参与许多生物化学反应：呼吸作用以及许多有机物的合成和分解都需要水的参与；运送营养物质和代谢废物：血液可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞。一一.细胞细胞中的水中的水活动活动2 2：认识不同生物体内含水量与分布。结论2：生物体的含水量随着生物种类的不同而有所差别生物种类的不同而有
4、所差别，一般为60%95%。水生水生 陆生陆生90%90%78%65%97%97%90%90%80%80%8585%右图是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合右表讨论以下问题。讨论：2.表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？成分成分质量浓度质量浓度/（gLgL-1-1）蔗糖30其他糖类10柠檬酸10柠檬香精0.8氯化钠1.0氯化钾0.1磷酸二氢钠0.1磷酸二氢钾0.1碳酸氢钠0.1运动员饮料的化学成分表 无机盐可以维持细胞和生物体正常的生命活动维持细胞和生物体正常的生命活动，也是许多有机物重要组成成分有机物重要组成成分。运
5、动员运动流汗，排出大量无机盐流汗，排出大量无机盐。一一.细胞细胞中的水中的水活动活动3 3：认识同一生物不同发育期含水量与分布。幼儿幼儿成年老年成年老年 幼嫩幼嫩 成熟成熟同一生物的不同生长发育期同一生物的不同生长发育期生长发生长发育阶段育阶段幼儿幼儿成年成年（女）女）成年成年（男）男）质量分质量分数数77%77%52%-58%52%-58%60%-65%60%-65%结论3：同种生物不同的生长发育时期含水量不同的生长发育时期含水量不同。不同。结论4：同种生物的不同的组织、器官含水量不同的组织、器官含水量不同。不同。99%83%84%一一.细胞细胞中的水中的水活动活动3 3：认识同一生物不同发
6、育期含水量与分布。10%心肌：79%76%一一.细胞细胞中的水中的水活动活动4 4：水为什么是细胞内的良好溶剂？(教材P20)水是极性分子水是良好的溶剂 水分子由2个氢原子和一个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称性分布，使得水分子是一个极性分子。这使得带正电荷或负电荷的分子或离子都易与水结合。一一.细胞细胞中的水中的水活动活动4 4：水为什么是细胞内的良好溶剂？(教材P20)常温下水有流动性 一个水分子的氧端和另一个水分子的氢端由于静电吸引作用可以形成氢键。水分子之间靠氢键
7、相互作用在一起。氢键不稳定，使水在常温下维持液态，具有流动性。水比热容大 大量氢键断裂需要消耗大量能量。氢键的存在使得水具有较高的比热容，水的温度相对不易发生改变。一一.细胞细胞中的水中的水1.1.水在细胞中的存在水在细胞中的存在形式和功能形式和功能活动活动5 5：心脏和血液的含水量很接近，为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？心脏血液 血液主要以自由水自由水的形式存在，心肌主要以结合水结合水的形式存在。一一.细胞细胞中的水中的水存在存在形式形式自由水自由水(约约95.5%)95.5%)与细胞内其他化合物相结合的水呈游离状态，可以自由流动。结合水结合水(约约4.5%)4.5%)可流动、易蒸
8、发、易散失为细胞提供液体环境；是细胞内的良好溶剂；参与细胞内的生化反应；运输营养和代谢废物。不流动、不易散失、含量较稳定是细胞结构的重要成分1.1.水在细胞中的存在水在细胞中的存在形式和功能形式和功能功能：功能：定义：定义：特点：特点：功能：功能：定义：定义：特点：特点：(1)切西瓜时流出的瓜汁水 (2)新鲜小麦种子晒干时丢失的水(3)小麦烘烤时主要丢失的水(4)鸡蛋清里的水自由水自由水自由水自由水结合水结合水结合水结合水一一.细胞细胞中的水中的水1.1.水在细胞中的存在水在细胞中的存在形式和功能形式和功能活动活动6 6：以下实例中水主要以什么形式存在？一一.细胞细胞中的水中的水2.2.自由水
9、与结合水的关系自由水与结合水的关系(1)正常情况下,细胞内_比例越大,细胞的代谢就越旺盛。(2)_越多,细胞抵抗_等不良环境的能力就越强。自由水结合水干旱和寒冷结合水结合水自由水自由水自由水/结合水的比值新陈代谢温度3.3.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系(2)两者的相对含量（自由水/结合水）影响生物组织的细胞代谢速率。(1)自由水和结合水在一定条件下可以相互转化生命活动缓慢，新陈代谢减慢生命活动旺盛，新陈代谢加快一一.细胞细胞中的水中的水思考讨论：思考讨论：2.如果将晒干的种子放在试管中加热,会发现试管壁上有水珠出现,该过程中种子丢失的主要是哪种形式的水?加热
10、后的种子还有活性吗?1.刚收获的小麦种子,农民往往将其晒干后再储存,在这个过程中,种子丢失的主要是哪种形式的水?晒干后的种子还有活性吗?该过程中种子丢失的主要是自由水,种子仍保留活性。该过程中种子丢失的主要是结合水,种子失去活性。一一.细胞细胞中的水中的水思考讨论：思考讨论：4.越冬的植物、干旱地区植物的细胞中,结合水含量升高,这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系?3.晒干的种子能够长久保存,浸泡吸水后能够萌发,据此推断自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系?在一定范围内,自由水和结合水的比值越大,细胞代谢越旺盛。在一般情况下,结合水和自由水的比值越大,细胞抗逆性越强
11、。二二.细胞细胞中的无机盐中的无机盐 初中做过这样一个实验：将骨头和小麦的种子烧尽种子烧尽,最终会得到一些灰白色灰白色的灰烬。请问这些“灰烬”是什么？无机盐无机盐(1)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。阳离子：Na+、K+、Ca 2+、Mg2+、Fe 2+、Fe 3+阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-(2)少数以化合物的形式存在，如骨骼和牙齿中富含CaCO31.1.存在形式存在形式2.2.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%至至1.5%1.5%二二.细胞细胞中的无机盐中的无机盐无机盐的作用无机盐的作用资料资料1 1 下图是一
12、种叶绿体分子和血红素分子局部结构简略。讨论1.植物体缺镁会影响光合作用，为什么？2.有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺铁会导致贫血？缺镁使叶绿素的形成受阻缺镁使叶绿素的形成受阻，进而影响光合作用影响光合作用。缺铁会导致血红蛋白的合成障碍缺铁会导致血红蛋白的合成障碍，从而，从而引起贫血引起贫血。二二.细胞细胞中的无机盐中的无机盐无机盐的作用无机盐的作用 资料资料2 2 植物在缺乏N、P、K等营养物质时会出现各种症状，因此生产过程中常要给植物施肥。玉米在生长过程中缺乏P，植物就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。讨论 3.植物体缺p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
13、P会影响其生长发育。说明P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P是植物生长发育所必需的大量元素之一，是许多重要化合物和生物膜的重要组成成分重要化合物和生物膜的重要组成成分。作用作用1 1：构成细胞内某些化合物的重要组成成分：构成细胞内某些化合物的重要组成成分二二.细胞细胞中的无机盐中的无机盐 资料资料3 3 人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，如果Ca2+含量太高，会出现肌无力症状，而Ca2+含量太低，动物会出现抽搐等症状。作用作用2 2：维持细胞和生物体的正常生命活动：维持细胞和生物体的正常生命活动 资料资料4
14、 4 某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？为什么要配制这一浓度，其它浓度可以吗？为什么？作用作用3 3：维持细胞的渗透压，维持细胞的正常形态：维持细胞的渗透压，维持细胞的正常形态0.9%0.9%9%9%皱缩膨胀0.09%0.09%生理盐水常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态,如果放到清水里,会吸水涨破。二二.细胞细胞中的无机盐中的无机盐 资料资料5 5 大家都有这样的体会，进行激烈运动时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的PH没有因此而降低,还是维持在7.357.45之间，为什么呢？乳酸乳酸NaHCONaHCO3
15、 3乳酸钠乳酸钠H H2 2COCO3 3COCO2 2H H2 2O O作用作用4 4：维持细胞和生物体的酸碱平衡：维持细胞和生物体的酸碱平衡剧烈运动时：剧烈运动时：H H+H H2 2O+COO+CO2 2由肺排出由肺排出+NaHCO+NaHCO3 3 NaNa+H+H2 2COCO3 3无机盐离子无机盐离子H H2 2COCO3 3/HCO/HCO3 3-等组成重要的缓冲体系来调节并维持等组成重要的缓冲体系来调节并维持pHpH平衡。平衡。蔬果中的碱蔬果中的碱：OHOH-+H+H2 2COCO3 3 过多过多HCOHCO3 3-由肾脏排出由肾脏排出H H2 2O O+HCO+HCO3 3-
16、二二.细胞细胞中的无机盐中的无机盐3.3.无机盐的无机盐的作用作用生理功能生理功能举例举例某些化合物的重要组成成分重要组成成分Mg是叶绿素叶绿素分子必需的成分；Fe是血红素血红素的重要成分；P是组成细胞膜细胞膜、细胞核细胞核的重要成分,也是细胞必不可少的许多化合物的成分许多化合物的成分。维持细胞和生物体的生命活动生命活动Na缺乏会引发肌肉酸痛、无力肌肉酸痛、无力等；血液中Ca2的含量太低，会出现抽搐抽搐等症状维持细胞的正常形态正常形态维持正常渗透压正常渗透压；进而维持细胞的正常形态正常形态。维持细胞和生物体的酸碱平衡酸碱平衡酸碱平衡（含有HCO3-、HPO42-等离子）小结：无机盐在细胞中的含
17、量很少，但是作用很大。小结：无机盐在细胞中的含量很少，但是作用很大。二二.细胞细胞中的无机盐中的无机盐生活中生活中摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？（教材教材P22P22）盐是日常生活中不可缺少的调味品，它的主要成分是NaCl。虽然Na和Cl在细胞的代谢中发挥重要的作用，但它们并不是越多越好。世世界界卫卫生生组组织织(WHO)(WHO)推推荐荐每每人人每每天天食食盐盐摄摄入入量量以以5 5 g g为为宜宜。摄入盐过多对人类健康的危害很大。例如，有大量证据表明，增加盐的摄入会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险；高盐饮食与骨质疏松症、糖尿病
18、等相关。但是，并不是所有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。该思考题可以让学生体会到适度与平衡的重要性。人体所需的部分无机盐人体所需的部分无机盐无机盐功能缺乏引起的疾病Fe组成血红蛋白、细胞色素、含铁酶类缺铁性贫血Ca促进牙齿、骨骼生长，调节神经肌肉的敏感性佝偻病、骨质疏松症K维持离子浓度，调节体液渗透压调节体液渗透压心率异常I形成甲状腺素的成分甲状腺肿、呆小症Mg与酶活性有关，保持肌肉功能正常惊厥Na体液的主要组成成分，调节体液渗透压调节体液渗透压Addison病等 F维持骨骼的结构，防止蛀牙龋齿三三.探究探究无机盐无机盐X X是否为植物生长发育所必需是否为植物生长
19、发育所必需实验方案：实验方案：观察含全部营养的培养液中去掉该元素前后的植株生长情况设计思路：以Mg为例若若植物正植物正常常生长生长将生长状生长状况相同况相同的正常植物分为两组甲组：缺甲组：缺MgMg培养液培养液乙组：完乙组：完全培养液全培养液若出现若出现缺乏症缺乏症加入加入MgMg元元素再培养素再培养缺乏症缺乏症消失消失则则MgMg为植为植物生长必物生长必需元素需元素则则MgMg不是植物生长必需元素不是植物生长必需元素植物正常植物正常生长生长实验组中加入Mg的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。每组放入的植物不能是一株，因
20、为一株植物存在偶然性。三三.探究探究无机盐无机盐X X是否为植物生长发育所必需是否为植物生长发育所必需对照组：植物+完全培养液实验组：植物+缺X培养液对照组：缺X培养液（加入 X 之前）实验组：加入无机盐X后空白对照自身对照课堂小结课堂小结自由水自由水(约约95.5%)95.5%)结合水结合水(约约4.5%)4.5%)水水存在存在形式形式细胞内良好的溶剂细胞内良好的溶剂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增强细胞增强细胞抗逆性抗逆性功能功能相互转化相互转化
21、无机盐无机盐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细胞细胞鲜重的鲜重的1 1%1 1.5.5%维持生物体内的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正常渗透压细胞细胞中的中的无机物无机物 水和无机盐是细胞的重要组成成分。判断下列相关表述是否正确。(1)细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应。()(2)同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高。()(3)将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐。()练习与应用练习与应用一、概念
22、检测一、概念检测练习与应用练习与应用二、拓展应用二、拓展应用 1.医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么?在什么情况下需要用生理盐水?质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境人体细胞所处液体环境的浓度的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物需要补充盐溶液或输入药物时，应输输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在稳定的状态。练习与应用练习与应用二、拓展应用二、拓展应用 2.目前已经探明，在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科学家也曾在火星上发现了流动水的痕迹。科学家据此推测，火星上曾经或者现在存在着生命。为什么科学家会作出这样的推测呢?水是水是生命之源生命之源，地球上最早的生命就是孕育在水中最早的生命就是孕育在水中的。科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。同时，那里的土壤中还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。