2020版高中生物 第二章 组成细胞的分子 5 细胞中的无机物课件 新人教版必修1

第5节细胞中的无机物1．知识：(1)说明水在细胞中的存在形式和作用；(2)说明无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。2．情感态度与价值观：(1)认同生命的物质性，探讨组成细胞的水和无机盐的重要作用。3．能力：应用所学知识解决生活中遇到的相关问题。4．重点与难点：(1)水和无机盐在细胞中的作用；(2)结合水的概念；(3)无机盐的作用。(一)问题探讨1．提示：水在细胞中的重要作用：水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与，多细胞生物体的绝大多数细胞必须要有水的参与，多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物，运送到排泄器官或直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。2．提示：无机盐在细胞中的重要作用：细胞中许多有机物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等。(二)旁栏思考题2．提示：20世纪70年代以前，人们普遍认为缺碘只能引甲状腺肿大，还没认识到缺碘对儿童智力的影响。进入80年代以后，人们认识到缺碘对人类危害最大的不是甲状腺肿，而是造成不同程度的脑发育落后，只有补足了碘才能确保婴幼儿脑的正常发育，根据1994年的统计结果，中国缺碘地区的人口达7.27亿，约占全国人口总数的56%，轻度缺碘或碘营养不足已波及所有省、市。1995年的儿童碘营养调查结果表明：许多经济发达的大城市，儿童尿碘也在100μg/L以下，甲状腺肿大率在5%以上。证明城市也存在不同程度的碘缺乏。目前公认标准为：人群尿碘水平在100μg/L以上，才能基本上消除碘缺乏危害。从这个全新的认识出发，我国几乎所有地区，包括以前认为的非病区，实际上都是缺碘地区，因此需要补碘的范围已扩大到全国(高碘地区除外)。3．提示：不同细胞内的化合物都是由无机物和有机物组成的，其种类有一定差别。例如，淀粉只存在于植物细胞中，糖原只存在于动物细胞中。不同细胞中各种化合物的含量也有一定差别。例如，肌细胞中含蛋白质较多，脂肪细胞中含脂肪较多。但是，各种细胞中的化合物组成及含量又有许多共性。例如，所含的有机物都是糖类、脂质、蛋白质和核酸，无机物中都有无机盐和水；各种化合物在不同细胞中的含量一般维持在一定范围内。这体现了生命世界在物质组成上的统一性。(三)思考与讨论1．提示：人类贫血症中有缺少红细胞和缺少血红蛋白两种类型，它们都可导致贫血。而血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是铁，所以缺铁会导致血红蛋白的合成障碍，引起贫血，缺铁性贫血是一种常见的贫血症。正常人体内含铁量约为3～5g，它是制造血红蛋白的主要原料之一。当铁缺乏时，血红蛋白就不能合成，从而发生缺铁性贫血。2．提示：光合作用不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是镁。镁是叶绿素的组成元素之一，因此，镁对于光合作用有重要意义。缺镁时叶绿素的形成受到阻碍，从而影响光合作用。此外，镁还是许多酶的活化剂，镁还能促进脂肪的合成。因此，镁是重要的生命元素。一、细胞中的水1．含量：一般地说，在细胞的各种化学成分中含量最多的化合物是________。2．存在形式：一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做________，大约占细胞内全部水的________，绝大部分水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做________。3．功能：结合水是________的重要组成成分；自由水是细胞内的________，许多物质溶解在这部分水中；细胞内许多________也都需要有水的参与；水在生物体内的流动可以把________运送到各细胞，同时把________运送到排泄器官。二、细胞中的无机盐1．存在形式：细胞中大多数无机盐以________形式存在。2．作用：①无机盐是________的重要组成成分，如Fe2＋是组成血红蛋白的重要成分。②许多无机盐对于维持细胞和生物体的________有重要作用。如哺乳动物血液中必须含有一定量的钙盐，含量太低，则________，含量太高，则________。③无机盐离子的含量对维持细胞的________非常重要。答案：一、1.水2.结合水4.5%自由水3．细胞结构良好溶剂生物化学反应营养物质代谢废物二、1.离子2.①细胞内物质②生命活动出现抽搐肌无力③酸碱平衡1.概述：在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多，平均占细胞鲜重的80%～90%。但不同的生物体，水的含量差别很大，如谷物干种子中水的含量为13%～15%，而水母体内的含水量竟高达97%。在同一种生物的不同部位其含水量也有差异，一般在发育旺盛的组织细胞中含水量较大，在生命活动较弱的组织细胞中含水量则较少。可以说，没有水就不会有生命。2．分类及功能：形式定义含量功能自由水细胞中游离态的水，可以自由流动95%以上①是细胞内的良好溶剂②是各种化学反应的介质③运送养料和代谢废物结合水细胞中与其他化合物结合的水约4.5%是细胞的构成成分1下列符合自由水生理功能的是()A．作为溶剂，只能使无机盐成为离子状态B．溶解、运输营养物质和代谢废物C．与细胞内其他物质结合D．细胞结构的组成成分解析：自由水在细胞中以游离的形式存在，是细胞内的良好溶剂，许多物质溶解在自由水中。多细胞生物的细胞大都浸润在以水为基础的液体环境(如血浆、组织液)中，营养物质的吸收、运输和代谢废物的排出，都离不开这部分水。与其他物质结合，参与细胞结构的水是结合水。答案：B生物体没有水就不能存活的根本原因是()A．水在细胞内以两种形式存在B．水在不同生物体中含量各不相同C．细胞内各种化学反应都是在水中进行的D．大部分水在细胞内可以自由流动答案：C解析：水是生命之源，没有水就没有生命，因为生物体内的水担负着重要的生理功能：是良好的溶剂，细胞内的许多生化反应必须在水中进行；运输营养物质代谢废物；参与生化反应；参与生物体的成分构成。细胞中的无机盐存在形式①大部分以离子形式存在②少量的与其他化合物结合生理功能①是细胞和生物体的重要组成成分②维持细胞和生物体的生命活动③维持细胞的渗透压④维持细胞的酸碱平衡注意：无机盐在细胞中含量很少，但有多方面的重要作用。2人的红细胞必须生活在0.9%的NaCl溶液中，若将红细胞置于浓盐水中，红细胞则会失水皱缩，从而失去输送氧气的功能。这一事实说明()A．无机盐对维持生物体的新陈代谢有重要作用B．无机盐对于维持细胞的渗透压有重要作用C．无机盐离子容易进出细胞D．水分子容易进出细胞解析：血液可分为血浆和血细胞，红细胞就生活在血浆中，血浆中无机盐浓度为0.9%，红细胞必须生活在这样的环境中才能维持渗透压平衡，此时红细胞吸水失水平衡。0.9%的NaCl溶液浓度与血浆中无机盐浓度相同，所以红细胞放在这种环境中细胞的渗透压能保持平衡。如果将红细胞放在浓盐水中，红细胞会因失水而皱缩。如果放在清水中，红细胞因吸水而涨破，造成溶血现象。这一事实说明无机盐对维持细胞的渗透压有重要作用。答案：B酷暑季节，室外作业的工人应多喝()A．盐汽水B．碳酸型饮料C．蛋白型饮料D．纯净水答案：A解析：汗液的主要成分是水，也含有无机盐和尿素等物质。酷暑季节，室外作业的工人出汗多，水、无机盐被排出，造成体内水、无机盐的含量减少。失水过多，会脱水而危及生命。生物体内无机盐离子必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡很重要，这是生物体进行正常生命活动必要的条件。大量出汗后，除补充水分外，还应该补充无机盐，所以应喝盐汽水。1.正确区分自由水、结合水和代谢水水在生物体的细胞内的存在有两种形式：自由水和结合水。自由水在细胞内可以自由流动，是良好的溶剂，可溶解许多物质；可以参与物质代谢，如运送新陈代谢所需物质和代谢废物。自由水的含量影响细胞代谢强度，含量越大，新陈代谢越旺盛。结合水在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质相结合，失去流动性。结合水是细胞结构的重要组成成分，不能溶解其他物质，不参与代谢作用。结合水赋予各种组织、器官一定形状、硬度和弹性，因此某些组织器官的含水量虽多(如人的心肌含水79%)，仍呈现坚韧的形态。自由水和结合水在一定条件下可以相互转化，如血液凝固时，部分自由水转变成结合水。代谢水是指生物体内的糖类、脂质和蛋白质等有机物在机体内进行新陈代谢过程中通过氧化产生的水。代谢水在人和动物体内起重要作用，如成人每天约排出300mL的代谢水，以维持内环境的平衡，又如鸟胚胎在封闭的卵壳内发育成雏鸟所需的水，就是靠鸟蛋中贮藏的营养物质氧化产生的代谢水2．细胞内水分的存在状态与植物的抗逆性细胞内水分以自由水和结合水两种形式存在，二者的比值制约植物的代谢活动，自由水直接参与植物的生理生化反应，结合水不参与这些反应，而是维持细胞内原生质体的稳定，且与植物的抗逆性相关联。当自由水与结合水的比值增大时，植物代谢活跃，生长较快，但抗逆性较差。反之，代谢活性低，生长缓慢，甚至停止生长，但抗逆性较强。例如，植物抗冻性：当温度下降时，植物吸水减少，含水量下降，细胞内亲水性胶体增多，使结合水含量相对提高，而自由水含量相对减少，从而避免结冰；另一方面植物生长停止，减少糖的消耗，同时植物体内大量淀粉水解成可溶性糖，使植物体内的可溶性糖含量增多，提高细胞液浓度，使冰点降低，提高植物抗冻性。(1)是细胞的结构成分，有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分，如Mg2＋是叶绿素分子必需成分：Fe2＋是血红蛋白的主要成分；磷酸钙和碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分。(2)参与并维持生物体的代谢活动，如哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2＋，如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。(3)维持生物体内的平衡：体内平衡是细胞能有稳定的结构和功能，生物能维持正常的代谢和生理活动的必要条件。有关体内平衡的内容很复杂，情况多变。其中三个主要方面与无机盐含量的稳定有密切关系：①渗透压的平衡：溶解在细胞中的各种无机盐具有一定的总浓度。如人体体液浓度为0.9%，蛙的体液浓度为0.65%，这对于维持细胞的渗透压，使细胞保持一定的形态具有重要的作用，过高或过低都会导致细胞因吸水或失水使细胞形态发生变化。②酸碱平衡(即pH平衡)，pH调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响着原生质体组成物的所有特性以及在细胞内发生的一切反应。③离子平衡：动物细胞内外Na＋/K＋、Ca2＋的比例是相对稳定的。细胞膜外Na＋高、K＋低，细胞膜内K＋高、Na＋低。K＋、Na＋这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞可以保持反应性能的重要条件。水是生命之源，也是细胞内各种化学反应的介质，在细胞中有两种存在形式，即自由水和结合水。在植物细胞中自由水和结合水的相对比例的变化，是与生命活动相适应的。请回答下列有关问题：(1)农民将新收获的种子放在场院晾晒，是为了除去部分________，然后再将其储存。这样做有两个目的，一是防止水分过多而霉变；二是可降低种子的呼吸作用，从而减少有机物的消耗。这说明________水多，代谢旺盛。(2)如果将晒过的种子再用火烘烤，失去的是________水。(3)血液凝固时________水转变成________水。说明自由水和结合水可以相互转化。(4)幼小的植物体内自由水比例减小时，植物代谢强度降低，生长缓慢；自由水比例增大时，机体代谢活跃，生长迅速。这说明了__________________________________________________________________________。答案：(1)自由水自由(2)结合(3)自由结合(4)自由水是良好的溶剂，它是各种代谢反应的介质，并参与某些代谢反应1．糖类不含有，脂质不一定有，蛋白质也不一定有，而核酸一定有的元素是()A．NB．PC．SD．P、S答案：B解析：本题考查糖类、脂质、蛋白质的元素组成。核酸一定含N、P，脂质不一定含N、P、S，蛋白质不一定含P、S，糖类不含N、P、S。综上所述，此元素为P。2．体内缺铁时，红细胞内血红蛋白合成减少，红细胞运输氧的能力下降。这一事实说明铁