第2章組成細(xì)胞的分子2.2細(xì)胞中的無機(jī)物教學(xué)目標(biāo)科學(xué)思維舉例說出細(xì)胞中無機(jī)鹽例子的種類核作用，歸納概括出其對維持細(xì)胞和生物體的生命活動具有重要意義生命觀念通過對水分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析和自由水、結(jié)合水的比較，理解水的多樣性和重要性，形成結(jié)構(gòu)與功能觀社會責(zé)任基于無機(jī)鹽含量過低或過高時(shí)對身體健康造成的危害，樹立合理均衡的理念，形成良好的飲食習(xí)慣010302如圖是某種運(yùn)動員飲料的化學(xué)成分表，請回憶初中所學(xué)知識,結(jié)合此表討論以下問題：喝飲料主要是給身體補(bǔ)充水。水在細(xì)胞中起什么作用？表中哪些成分屬于無機(jī)鹽？為什么要在運(yùn)動員喝的飲料中添加無機(jī)鹽？無機(jī)鹽在細(xì)胞中起什么作用？成分質(zhì)量濃度/(g/L)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問題探討目錄01細(xì)胞中的水02細(xì)胞中的無機(jī)鹽水在細(xì)胞中的含量水的功能水的特性水的存在形式無機(jī)鹽的主要存在形式無機(jī)鹽的含量無機(jī)鹽的作用01細(xì)胞中的水水在細(xì)胞中的含量水的功能水的特性水的存在形式1.水在細(xì)胞中的含量70-90%7-10%1-1.5%1-1.5%1-2%

細(xì)胞中含量最多的化合物是水。細(xì)胞中的水分析比較細(xì)胞中水的含量藻類90%水母97%蛙78%哺乳動物65%魚類80~85%高等植物60~80%（1）

不同種類生物的含水量不同:水生生物>陸生生物陰生植物>陽生植物【資料1】不同生物體內(nèi)的含水量分析比較細(xì)胞中水的含量胎兒90%嬰兒75%成年60~65%老年50%（2）

同種生物的不同發(fā)育時(shí)期含水量不同幼年＞成年＞老年【資料2】人類不同年齡段體內(nèi)的含水量分析比較細(xì)胞中水的含量（3）組織器官的種類不同，含水量不同?！举Y料3】人體不同組織器官內(nèi)的含水量2.水的功能：（1）水是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑（2）參與細(xì)胞內(nèi)多種生物化學(xué)反應(yīng)（3）運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物（4）為細(xì)胞提供液體環(huán)境水參與細(xì)胞內(nèi)的光合作用水在細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸作用溶解氨基酸、葡萄糖、無機(jī)鹽、CO2、O2等血細(xì)胞生活在以水為基礎(chǔ)的血漿中（5）水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分水與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)結(jié)合細(xì)胞中的水3.水的特性：NH3（極性分子）溶于水NaCl溶于水共用電子對共用電子對負(fù)電荷正電荷正電荷極性分子

水分子的空間結(jié)構(gòu)及電子的不對稱分布，使水分子成為一個(gè)極性分子，帶正電或負(fù)電的分子（或離子）都容易與水結(jié)合水是良好溶劑細(xì)胞中的水3.水的特性：氫鍵形成示意圖

氫鍵不斷地?cái)嗔眩植粩嗟匦纬?，使水在常溫下能夠維持液體狀態(tài)。水具有流動性

由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，水的溫度相對不容易發(fā)生改變。對于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要。細(xì)胞中的水結(jié)合水分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，思考為什么水具有這些功能？結(jié)構(gòu)功能相適應(yīng)水是極性分子分子間具有氫鍵氫鍵不穩(wěn)定良好的溶劑具有高比熱容具有流動性維持溫度穩(wěn)定作為良好溶劑為細(xì)胞提供液體環(huán)境運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物結(jié)構(gòu)與功能觀4.水的存在形式：游離狀態(tài)新鮮雞蛋變質(zhì)雞蛋液態(tài)膠狀形式自由水結(jié)合水定義特點(diǎn)含量呈游離狀態(tài)，可以自由流動的水與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合（多糖、蛋白質(zhì)等）的水易蒸發(fā)、不受束縛、可自由流動不易散失、含量較穩(wěn)定、失去流動性和溶解性約95.5%約4.5%細(xì)胞中的水【思考】心臟和血液的含水量很接近，為何心臟呈堅(jiān)韌的形態(tài)而血液卻呈流動的液態(tài)？

水在血液中主要以自由水的形式存在，水在心肌中主要以結(jié)合水的形式存在。自由水和結(jié)合水的關(guān)系1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民需要將種子曬干后再儲存，這樣能保存較長的時(shí)間。如果將曬干的種子放在試管中加熱，會發(fā)現(xiàn)試管壁上有水珠出現(xiàn)。曬干以后的小麥種子不萌發(fā)，浸泡處理后的小麥種子卻可以萌發(fā)。請回答下列問題：（1）上述材料中將種子晾曬干后重量減少是因?yàn)槭________，種子烘干后失去_________。曬干的種子仍保持其生理活性浸泡后的種子因?yàn)楹休^多的_________，而代謝較為旺盛。烘烤后的種子用水浸泡后_________（填”能“或”不能“）萌發(fā)，這說明_________是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分。（2）越冬的植物、干旱地區(qū)的植物細(xì)胞中，結(jié)合水含量升高，這表明自由水和結(jié)合水的含量與生物的抗逆性有什么關(guān)系？自由水結(jié)合水自由水不能結(jié)合水一般情況下，結(jié)合水和自由水的比值越大，生物的抗逆性越強(qiáng)。自由水和結(jié)合水的關(guān)系鴨血凝固自由水→結(jié)合水雞蛋變質(zhì)結(jié)合水→自由水結(jié)合水和自由水在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化2.你是否能根據(jù)水在細(xì)胞中的存在形式，解釋雞蛋變質(zhì)、鴨血凝固現(xiàn)象的原因。4.水的存在形式：→細(xì)胞的代謝越旺盛，抗逆性較差→細(xì)胞的代謝減慢，抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力越強(qiáng)自由水結(jié)合水比值小比值大（1）自由水與結(jié)合水的比值與細(xì)胞或生物體的代謝強(qiáng)度和抗逆性有關(guān)。（2）自由水與結(jié)合水在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化：自由水結(jié)合水溫度升高溫度降低細(xì)胞中的水1.（湖湘名校聯(lián)盟高二上入學(xué)考）馬兜鈴為多年生的纏繞性草本藥用植物，下列敘述錯誤的是（）A．馬兜鈴細(xì)胞內(nèi)的各種元素大多以化合物形式存在B．馬兜鈴活細(xì)胞中含量最多的化合物是水C．馬兜鈴細(xì)胞中的無機(jī)鹽大多以離子形式存在D．冬季馬兜鈴細(xì)胞中自由水比例會逐漸上升DA、細(xì)胞內(nèi)的元素大部分以化合物形式存在，如C、H、O、N等構(gòu)成有機(jī)物，A正確；B、活細(xì)胞中含量最多的化合物是水（鮮重占比最高），B正確；C、無機(jī)鹽在細(xì)胞中主要以離子形式存在（如Na*、K+等），少數(shù)與化合物結(jié)合（如骨骼中的Ca2+），C正確；D、冬季植物代謝減弱，自由水比例應(yīng)下降，結(jié)合水比例上升以增強(qiáng)抗逆性，D錯誤。02細(xì)胞中的無機(jī)鹽無機(jī)鹽的主要存在形式無機(jī)鹽的含量無機(jī)鹽的作用當(dāng)你烘干一粒小麥種子，然后點(diǎn)燃，最終會得到一些白色灰燼，這些灰燼主要是小麥種子里的無機(jī)鹽，人和動物體內(nèi)也含有無機(jī)鹽。1.無機(jī)鹽的存在形式細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以離子的形式存在。含量較多的陽離子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等；含量較多的陰離子有Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。無機(jī)鹽是細(xì)胞中含量很少的無機(jī)物，僅占細(xì)胞鮮重的1%-1.5%。2.無機(jī)鹽的含量細(xì)胞中的無機(jī)鹽細(xì)胞中無機(jī)鹽的作用【資料1】下圖是一種葉綠素分子和血紅蛋白分子的局部結(jié)構(gòu)簡圖。由材料可以看出，無機(jī)鹽是

。某些復(fù)雜化合物的重要組成成分細(xì)胞中無機(jī)鹽的作用【資料2】植物在缺乏N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì)時(shí)，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，葉片小且呈暗綠偏紫色。該材料說明：無機(jī)鹽對___________________________________有著重要的意義。維持細(xì)胞和生物體的正常生命活動例：①人體內(nèi)缺乏Na＋會引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞的興奮性降低，最終引發(fā)肌肉酸痛、無力等；②哺乳動物血液中Ca2＋含量太低，會出現(xiàn)抽搐等癥狀細(xì)胞中無機(jī)鹽的作用【資料3】生理鹽水是指與哺乳動物血液和淋巴等滲的無機(jī)鹽溶液，常用的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液。人體的紅細(xì)胞在生理鹽水中會保持原有的形態(tài)，如果放到高濃度鹽溶液中，就會皺縮，如果放到清水里，就會吸水膨脹。該材料說明：無機(jī)鹽能調(diào)節(jié)人體的________，維持細(xì)胞的___________。滲透壓正常形態(tài)0.9%9%0.09%細(xì)胞中無機(jī)鹽的作用【資料4】人體代謝過程中產(chǎn)生的一些代謝物質(zhì)會改變體液的酸堿度，人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸堿緩沖物質(zhì)，可以中和這些變化。該材料說明：無機(jī)鹽對于維持人體內(nèi)環(huán)境的__________相對穩(wěn)定具有重要作用。酸堿平衡3.無機(jī)鹽的作用（1）有些無機(jī)鹽是細(xì)胞和生物體中某些復(fù)雜化合物的重要組成成分（2）

維持細(xì)胞和生物體的生命活動（3）

調(diào)節(jié)人體滲透壓以及維持細(xì)胞正常形態(tài)（4）

維持細(xì)胞和生物體的酸堿平衡細(xì)胞中的無機(jī)鹽常見無機(jī)鹽的主要功能及缺乏癥無機(jī)鹽功能每日需要量缺乏癥Fe組成血紅蛋白、細(xì)胞色素、含鐵酶類0.3～29mg缺鐵性貧血Ca促進(jìn)牙齒、骨骼生長，調(diào)節(jié)神經(jīng)肌肉的敏感性0.2g～1.2g佝僂病、骨質(zhì)疏松P構(gòu)成骨骼、肌肉等，促進(jìn)酶活性，構(gòu)成ATP0.1～0.72g厭食、肌無力Na體液的主要組成部分，調(diào)節(jié)體液滲透壓0.17～1.6g愛迪生病K使生長正常，保持肌肉功能正常，維持離子濃度，調(diào)節(jié)體液滲透壓2g～4g心率異常I形成甲狀腺激素的成分0.085～0.24mg甲狀腺腫Mg與酶活性有關(guān)，保持肌肉功能正常0.02～0.37g驚厥Cu促進(jìn)正常生長0.3～1.4mg貧血癥；卷毛綜合征Zn若干與消化有關(guān)的酶的結(jié)構(gòu)中心2.0～12.5mg侏儒、生殖腺功能受影響2.（東臺市第一中學(xué)開學(xué)檢測）2025年4月30日，“神舟十九號”成功返回地球。太空的失重環(huán)境會使宇航員骨骼中的鈣流失到血液中，從而引起骨質(zhì)疏松，這也是宇航員一出艙就被抬著的原因。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．血液中鈣含量過高會引起抽搐，過低引起肌無力B．牙齒和骨骼中的鈣都是以離子的形式存在C．宇航員休養(yǎng)期可食用富含維生素D的食物來緩解骨質(zhì)疏松D．鐵參與血液中血紅素的形成，鈣和鐵都屬于組成生物體的大量元素A、血液中鈣含量過低會引起抽搐，過高則導(dǎo)致肌無力，A錯誤；B、牙齒和骨骼中的鈣主要以化合物形式（如磷酸鈣）沉積，而血液中的鈣以離子形式存在，B錯誤；C、維生素D能促進(jìn)腸道對鈣的吸收，補(bǔ)充維生素D可幫助緩解鈣流失導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松，C正確；D、鈣屬于大量元素，但鐵是微量元素，D錯誤。D3.根據(jù)下列要求，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證植物生長發(fā)育需要鎂。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^觀察葉片的生長情況，驗(yàn)證植物的生長發(fā)育需要鎂。(2)材料、用具：小麥幼苗、完全營養(yǎng)液、缺鎂營養(yǎng)液、200mL廣口瓶兩只、量筒等。(3)實(shí)驗(yàn)原理：鎂是合成植物葉綠素的重要成分，植物缺鎂，不能合成葉綠素，葉失綠變黃。(4)實(shí)驗(yàn)步驟：①取兩只廣口瓶并分別編號為甲和乙(乙為實(shí)驗(yàn)組)。②向兩只廣口瓶內(nèi)分別加入100mL________________和100mL________________③培養(yǎng)：取_____________________________的兩組植株分別栽培到甲、乙兩個(gè)廣口瓶中，并置于________________的環(huán)境條件下培養(yǎng)。④一段時(shí)間后，觀察甲、乙兩瓶中小麥幼苗的葉色變化。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：甲瓶中___________________,乙瓶中__________________________,說明_________________________。為進(jìn)一步驗(yàn)證該結(jié)論，還需增加的實(shí)驗(yàn)步驟是_______完全營養(yǎng)液缺鎂營養(yǎng)液長勢、大小、數(shù)目相同相同且適宜小麥幼苗葉色

綠色小麥幼苗葉色黃色植物生長發(fā)育需要鎂向乙瓶中加入適量的鎂元素，一段時(shí)間后觀察乙瓶中小麥幼苗的葉色變化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究X是否屬于植物生長所必需的無機(jī)鹽細(xì)胞中的水水的重要性：生命活動離不開水水是活細(xì)胞中含量最高的化合物1.不同種類生物含水量不同2.同種生物不同發(fā)育時(shí)期含水量不同3.不同的組織、器官含水量不同存在形式自由水結(jié)