【課件】 細(xì)胞中的無機(jī)物課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

1、生物高中生物 必修一第2章第2節(jié) 細(xì)胞中的無機(jī)物“有收無收在于水，收多收少在于肥?！边@句農(nóng)諺形象地說明了植物的生長和發(fā)育過程離不開水和無機(jī)鹽，適時適量地灌溉和追施各種肥料是農(nóng)作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的保障 （圖 2-11）。同樣，對于動物的生存和代謝來說，水和無機(jī)鹽也不可或缺。為什么水和無機(jī)鹽對于生命如此重要？ 在細(xì)胞的生命活動中它們分別起到了怎樣的作用？ 火星上有生命嗎？許多國家的科學(xué)家都在為尋找火星上的水而努力工作 。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 （1）細(xì)胞中含量最多的化合物是水1.含量細(xì)胞各種化合物的含量比較，

2、說明了什么？01細(xì)胞中的水一、細(xì)胞中的水1. 水在細(xì)胞及生物體中的含量水是構(gòu)成細(xì)胞的重要無機(jī)化合物。水在細(xì)胞的各種化學(xué)成分中含量最多。 生物體的含水量隨著生物種類的不同而有所差別，一般為60%95%。96%90%8085%78%6080%65%水生生物含水量 _ 陸生生物含水量一、細(xì)胞中的水1. 水在細(xì)胞及生物體中的含量血液：83%心肌：79%骨骼：22%牙齒：10%（3）同種生物，在不同的組織、器官中的含水量不同（4）同種生物，不同的生長發(fā)育時期含水量不同幼兒和成人體內(nèi)的含水量比較嬰幼兒成年女性成年男性77%52%68%60%65%1.含量01細(xì)胞中的水（1）細(xì)胞中含量最多的化合物是水（2）

3、不同生物的含水量不同（3）同種生物，在不同的組織、器官中的含水量不同1.含量（4）同種生物，不同的生長發(fā)育時期含水量不同01細(xì)胞中的水二、水的特性自然界中的水以三種形式存在。那么，在細(xì)胞內(nèi)水是否還是以這三種形式存在呢？2.水的存在形式及生理功能 形式 定義 含量 功能自由水細(xì)胞中游離態(tài)的水，可以自由流動結(jié)合水細(xì)胞中與其他物質(zhì)結(jié)合的水95%以上約4.5%1.是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑2.參與細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)3.運(yùn)送養(yǎng)料和代謝廢物4.細(xì)胞浸潤的液體環(huán)境1.細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分2.結(jié)合水失去了流動性和溶解性3.增強(qiáng)細(xì)胞抗逆性（1）比較結(jié)合水和自由水 血液與心肌的比較形態(tài)含水量%血液液態(tài)83心肌堅(jiān)韌的固態(tài)7

4、9（2）農(nóng)民曬干葵花籽與炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？ （1）血液是流動的，心肌是堅(jiān)實(shí)的，為什么兩者含水量相近，一個是流動的一個固態(tài)的？血液中水主要以自由水的形式存在心肌細(xì)胞中水主要以結(jié)合水的形式存在自由水 結(jié)合水分析討論二：（3）比較新鮮種子和干種子誰的新陳代謝相對旺盛？（4）同體積的水和同體積水的果汁放入冰箱中誰最先結(jié)冰？（5）根據(jù)問題（4），自由水多還是結(jié)合水多生物體的抗旱、抗寒、抗熱能力強(qiáng)？果汁中含有結(jié)合水，結(jié)合水含量越高抗性相對較強(qiáng)，不易結(jié)冰一般而言，代謝越旺盛，自由水含量越高結(jié)合水含量越高的生物體，抗性相對較強(qiáng)一、細(xì)胞中的水(2) 自由水和結(jié)合水的關(guān)系a. 自由水與結(jié)合水可以

5、相互轉(zhuǎn)換。自由水溫度升高 溫度降低 結(jié)合水將種子放在陽光下2天重量減輕自由水大量散失曬干的種子浸在有濕濾紙的培養(yǎng)皿中仍能萌發(fā)失去大部分自由水的種子仍保持其生理活性曬干的種子不能萌發(fā)自由水減少代謝減弱示例：血液凝固時，部分自由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水；雞蛋變質(zhì)，部分結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水一、細(xì)胞中的水（2） 自由水和結(jié)合水的關(guān)系b. 兩者的相對含量（自由水/結(jié)合水）影響生物組織的細(xì)胞代謝速率。自由水結(jié)合水上升細(xì)胞代謝增強(qiáng)，抗逆性較差下降細(xì)胞代謝減弱，抗逆性增強(qiáng)如：曬干的種子，自由水減少，降低代謝速率，延長種子壽命；播種前浸種，增加自由水含量，有助于種子萌發(fā)冬小麥在冬季來臨時，結(jié)合水增多，自由水減少增強(qiáng)抗凍能力

6、。衰老的細(xì)胞內(nèi)水分含量減少，細(xì)胞萎縮，體積減小，細(xì)胞代謝速率減慢。如：萌發(fā)的種子。自由水與結(jié)合水相對含量的比值代謝強(qiáng)度抗逆性O(shè)（1）運(yùn)送養(yǎng)料和代謝廢物（2）是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑（3）參與細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)，大多數(shù)生化反應(yīng)需要水的參與細(xì)胞的重要組成成分結(jié)合水：自由水1.含量（1）細(xì)胞含量最多的化合物（2）不同生物體水的含量不同（3）同一生物同一時期不同組織、器官含量不同；同一生物不同生理時期含量也不同2.水的存在形式和功能（4）細(xì)胞浸潤的液體環(huán)境01細(xì)胞中的水當(dāng)你烘干一粒小麥種子，然后點(diǎn)燃燒盡，最終會得到一些灰白色的灰燼。無機(jī)鹽廣告一：健康體魄，來源于“碘碘”滴滴！廣告二：高鈣片，一片頂兩片！廣告三

7、：補(bǔ)鐵、補(bǔ)血，效果好！樸雪口服液！ 上面的廣告中提到了哪些無機(jī)鹽？有何作用？1.無機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式：（1）離子態(tài)（大多數(shù)） （2）化合態(tài)陽離子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。陰離子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。2.含量：很少，僅占11.502細(xì)胞中的無機(jī)鹽注意點(diǎn)： 無機(jī)鹽并不都以離子的形式存在，如骨骼中的鈣以CaCO3的形式存在。 無機(jī)鹽在細(xì)胞內(nèi)含量很低，但其作用非常重要，且需要保持一定的量，缺失和過多都可能影響生命活動。（1）為什么缺鐵會導(dǎo)致貧血？（2）植物缺鎂會影響光合作用，為什么？細(xì)胞中許多有機(jī)物的重要組成成分鐵是血紅蛋白的重要組分鎂是

8、葉綠素的重要組分二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽思考與討論：NNNNMg一種葉綠素分子（局部）NNNNFe血紅蛋白分子（局部）觀察一種葉綠素分子和血紅蛋白分子局部結(jié)構(gòu)簡圖。1. 有一種貧血癥叫做缺鐵性貧血癥，為什么缺鐵會導(dǎo)致貧血？2. 植物缺鎂會影響光合作用，為什么？光合作用的正常進(jìn)行不能缺少葉綠素，而葉綠素的分子結(jié)構(gòu)中不能缺少的元素之一就是Mg。Mg是葉綠素的組成元素質(zhì)疑，因此，它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(jìn)而影響光合作用。人體內(nèi)血紅蛋白和紅細(xì)胞的減少都可以導(dǎo)致貧血。血紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)不能缺少的一種元素就是Fe。缺鐵性貧血是一種常見的貧血。（2）對維持細(xì)胞和生物體的生命活動有

9、重要意義2.無機(jī)鹽的生理功能（1）細(xì)胞中許多有機(jī)物的重要組成成分Na+、Ca2+：與神經(jīng)細(xì)胞的興奮性、肌肉細(xì)胞興奮及肌肉細(xì)胞的收縮有關(guān)。缺Na：神經(jīng)、肌肉細(xì)胞興奮性降低，導(dǎo)致肌肉酸痛、無力缺Ca：抽搐，Ca過多：肌無力。各種蛋白質(zhì)對于pH的改變異常敏感，人體血漿pH降低0.5個單位，立即發(fā)生酸中毒。分析討論五（3）維持細(xì)胞和生物體的酸堿平衡無機(jī)離子如HPO42-/H2PO4-和H2CO3/HCO3-等組成重要的緩沖體系來調(diào)節(jié)并維持PH平衡。（4）維持細(xì)胞的滲透壓平衡Na+和Cl-主要維持細(xì)胞外液滲透壓，而K+主要維持細(xì)胞內(nèi)液滲透壓。生理鹽水：0.9%NaCl溶液（1） 組成細(xì)胞中某些復(fù)雜的化合

10、物（3）維持細(xì)胞的酸堿平衡（4） 維持細(xì)胞的滲透壓平衡（2） 維持細(xì)胞和生物體的生命活動1. 無機(jī)鹽的種類（1）離子態(tài)（大多數(shù)）（2）化合態(tài)2. 無機(jī)鹽的作用02細(xì)胞中的無機(jī)鹽實(shí)驗(yàn)方案：觀察含全部營養(yǎng)的培養(yǎng)液中去掉該元素前后的植株生長情況三、探究無機(jī)鹽X是否為植物生長發(fā)育所必需設(shè)計(jì)思路：以Fe為例將生長狀況相同的正常植物分為兩組甲組：缺Fe培養(yǎng)液乙組：完全培養(yǎng)液若出現(xiàn)缺乏癥若植物正常生長加入Fe元素再培養(yǎng)缺乏癥消失則Fe為植物生長必需元素則Fe不是植物生長必需元素實(shí)驗(yàn)組中加入Fe的目的是二次對照，使實(shí)驗(yàn)組前后對照，以增強(qiáng)說服力。該方案也可用于檢測某種礦質(zhì)元素是否是植物正常生長的必需元素。每組放

11、入的植物不能是一株，因?yàn)橐恢曛参锎嬖谂既恍?。三、探究無機(jī)鹽X是否為植物生長發(fā)育所必需空白對照對照組：植物 + 完全培養(yǎng)液實(shí)驗(yàn)組：植物 + 缺X培養(yǎng)液自身對照對照組：缺X培養(yǎng)液（加入 X 之前）實(shí)驗(yàn)組：加入無機(jī)鹽X后實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄恐参锷L發(fā)育需要鎂材料用具：小麥幼苗、完全培養(yǎng)液、缺鎂營養(yǎng)液、 200ml廣口瓶兩只、量筒等。實(shí)驗(yàn)原理：鎂是合成植物葉綠素的重要成分，植物缺 鎂葉綠素不能合成，植物葉片失綠變黃。實(shí)驗(yàn)步驟：1.取兩廣口瓶，編號甲、乙。2.在甲和乙中分別加入100ml完全營養(yǎng)液和缺鎂營養(yǎng)液。3.在甲和乙中分別栽入長勢、大小數(shù)目相同的小麥幼苗并置于相同的環(huán)境條件下培養(yǎng)。4.一段時間后，觀察甲

12、、乙中小麥幼苗的葉色變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：一段時間后，甲中小麥幼苗的葉色為綠色，乙 中小麥幼苗的為黃色。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物生長發(fā)育需要鎂。 實(shí)驗(yàn)組對照組 單一變量第1題水在植物的生命活動中具有重要作用。風(fēng)干種子只有吸收足夠的水才能進(jìn)行旺盛的代謝活動，使胚生長。小麥種子萌發(fā)過程中吸水量隨時間變化的趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：階段階段階段吸水量胚根突破種皮時間O(1) 植物細(xì)胞中的水通常以結(jié)合水和自由水兩種形式存在，風(fēng)干種子細(xì)胞中的水主要以_形式存在。經(jīng)階段吸水后，種子中的水主要是以_形式存在。(2) 在階段，種子吸水速率_（填“大于”、“小于”或“等于”）階段，呼吸速率_（填“大于” 、“小于”或“等于” ）階段。結(jié)合水自由水小于大于第2題“聰明媽媽會用心（鋅）”道出了鋅的重要性。研究發(fā)現(xiàn)生物體內(nèi)有七十多種酶的活性與Zn2+有關(guān)，這說明無機(jī)鹽對 （