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(共26張PPT)
第2章 組成細胞的分子
第2節細胞中的無機物
1.歸納總結水在細胞中的存在形式和作用，認同其在生命活動中具有重要作用。（生命觀念、科學思維）
2.舉例說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。（科學思維）
一、細胞中的水
1.水的含量特點
（1）含量：一般來說，____是活細胞中含量最多的化合物，占 。
（2）與生物種類及發育階段的關系
.__________不同，含水量不同，如水生生物含水量多于陸生生物。
.同一生物不同____________含水量不同，如幼兒含水量多于成年人。
.同一生物的不同器官含水量不同。
水
生物種類
生長發育期
2.水的存在形式及功能
項目 自由水 結合水
形式 在細胞中以______的狀態存在 與蛋白質、多糖等物
質相結合
作用 細胞內良好的溶劑；參與細胞內的許多__________反 應；為細胞提供__________；運送營養物質和_______ ___ __________的重要組
成部分
3.自由水和結合水的關系
（1）細胞內________所占的比例越大，細胞的代謝就越______，但抗逆性弱。
（2）細胞內________所占的比例越大，細胞抵抗干旱和寒冷等不良環境的能力就越
____，但新陳代謝緩慢。
游離
生物化學
液體環境
代謝廢物
細胞結構
自由水
旺盛
結合水
強
二、細胞中的無機鹽
1.含量：無機鹽是細胞中含量很少的無機物，僅占細胞鮮重的___________。
2.存在形式：細胞中大多數無機鹽以______的形式存在。
3.功能
（1）某些重要化合物和結構的組成成分。如 是構成________的元素， 是構成
________的元素， 是組成________________的重要成分。
（2）維持細胞和生物體的生命活動。如人體內 缺乏會引起____________________
________，最終引發肌肉酸痛、無力等；如果血液中 的含量太低，動物會出現
______等癥狀。

離子
葉綠素
血紅素
細胞膜、細胞核
神經、肌肉細胞的興奮性降低
抽搐
（3）維持細胞的__________。如人血漿中的 、 等對血漿 的穩定具有
重要作用。
（4）維持生物體的滲透壓平衡。如 和 對維持細胞內外的滲透壓具有重要作用。
酸堿平衡
任務1 細胞中水的存在形式和功能
活動1 閱讀課本P20~21，分析表中數據并回答以下問題
表1 不同生物體中水的含量
生物 水母 魚類 蛙 哺乳動物 藻類 高等植物
水的含量/% 97 78 65 90
表2 同一生物不同器官的含水量
組織器官 牙齒 骨髓 骨骼肌 心臟 血液 腦
含水量/% 10 22 76 79 83 84
1.水是生命之源，沒有水就沒有生命。分析不同生物體中水的含量，你能得出什么結論
提示 不同生物體內含水量不同，水生生物的含水量多于陸生生物。
2.同一生物的不同組織器官，含水量是否相同？
提示 不同。
3.心臟和血液含水量相近，但是形態差異很大，原因是什么
提示 血液中的水主要是可以自由流動的自由水，而心臟中的水主要是失去了流動性和溶解性的結合水。
4.為什么說水是一種良好的溶劑？
提示 水分子具有極性，帶有電荷的分子都易與水結合。
5.為什么說水對維持生命系統的穩定性非常重要
提示 水具有較高的比熱容，溫度相對不易發生變化。
6.試根據血液的功能判斷自由水的功能。
提示 血液能夠運輸營養物質和代謝廢物，故自由水可以運送營養物質和代謝廢物；血液是血細胞生活的環境，故自由水可以為細胞提供生活的環境。
例1 每年的3月22日是“世界水日”。下列關于水的敘述不正確的是( )。
D
A.細胞中許多生物化學反應都需要水的參與
B.水是細胞鮮重中含量最多的化合物
C.水在細胞中的存在形式并非一成不變
D.生物體不同生長發育期含水量不變
[解析] 細胞鮮重中含量最多的化合物是水，其次是蛋白質，B正確；水在細胞中的存在形式并非一成不變，自由水和結合水可相互轉化，C正確；生物體不同生長發育期含水量不同，D不正確。
對點練1 生物體的生命活動都離不開水。下列關于細胞中水的敘述，正確的是( )。
D
A.細胞中自由水的含量小于結合水的含量
B.不同細胞內自由水與結合水的比例基本相同
C.因為水是非極性分子，所以水是細胞內良好的溶劑
D.由于氫鍵的存在，水的溫度不易改變，水的這種特性，對于維持生命系統穩定性十分重要
[解析] 細胞中的水主要以自由水的形式存在，因此，自由水的含量大于結合水的含量，A錯誤；不同細胞內自由水與結合水的比例會因代謝情況的不同而不同，B錯誤；水分子是極性分子，易與帶有正電荷或負電荷的分子（或離子）結合，因此，水是細胞內良好的溶劑，C錯誤。
素能提升 自由水、結合水與細胞代謝、抗逆性的關系（培養科學思維能力）
1.剛剛收獲的新鮮種子甲一般要放在陽光下曬干后再儲存，原因是什么
提示 種子曬干過程中失去的主要是自由水，自由水相對含量下降，可降低新陳代謝速率，便于儲存。
2.乙烘烤后失去的是什么形式的水？此時的種子無法萌發說明什么問題？種子燃盡后產生的粉末丁是什么物質？
提示 結合水。烘烤后的種子無法萌發說明失去結合水的種子沒有活性。種子燃盡后產生的粉末丁是無機鹽。
3.新鮮雞蛋和變質雞蛋中的水分別主要以什么狀態存在？這說明兩者之間的關系是怎樣的？
提示 新鮮雞蛋的蛋清中與蛋白質結合的水為結合水。而變質雞蛋中的蛋白質被微生物分解成小分子物質，使這部分水釋放出來，轉變為自由水。這說明自由水和結合水之間可以相互轉化。
4.曬干的種子能夠長久保存，浸泡吸水后能夠萌發，據此推斷，自由水和結合水的比值與細胞的代謝強度之間有什么關系
提示 在一定范圍內，自由水和結合水的比值越大，細胞代謝越旺盛。
5.過冬時，越冬作物要減少灌溉，原因是什么
提示 降低自由水比例，可提高作物對寒冷等不良環境的抵抗能力。
認知生成
例2 （不定項）《氾勝之書》是西漢晚期農學著作，是中國現存較早的一部農學著作，
書中提到 收獲的糧食要“曝使極燥”，降低糧食的含水量后才入倉儲存。 下列說法正確
的是( )。
BCD
A.“曝使極燥”后的種子抵抗嚴寒的能力會降低
B.“曝使極燥”后，細胞中自由水含量大幅度減少
C.降低糧食的含水量，可防止種子在儲存過程中發霉
D.降低糧食的含水量，可減少儲存過程中有機物的消耗
[解析] “曝使極燥”后的種子自由水含量減少，結合水含量增多，代謝減弱，抵抗嚴寒的能力會增強，A錯誤，B正確；自由水可參與細胞代謝，降低糧食的含水量會使其代謝水平降低，呼吸速率降低，可減少儲存過程中有機物的消耗，可防止種子在儲存過程中發霉，C、D正確。
對點練2 “抽刀斷水水更流。”水在常溫下呈液態且是細胞內良好的溶劑。下列關于水
的敘述錯誤的是( )。
C
A.代謝慢的生物體內，自由水與結合水的比值相對較低
B.北方冬小麥在冬天來臨前結合水比例上升
C.為減少有機物的消耗，種子入倉前需通過充分晾曬丟失全部自由水
D.晾曬后的種子中細胞的呼吸作用減弱，便于儲存
[解析] 自由水含量與代謝速率有關，代謝較慢的生物體內，自由水含量降低，其自由水與結合水的比值也相對較低，A正確；北方冬小麥細胞內自由水比例下降，結合水比例上升，使代謝降低，但抗逆性增強，B正確；為減少有機物的消耗，種子入倉前需通過充分晾曬丟失部分自由水，C錯誤；種子晾曬過程中失水（主要為自由水），細胞的呼吸作用減弱，便于儲存，D正確。
任務2 無機鹽的存在形式和功能
活動2 探究無機鹽的存在形式和功能
1.足球運動員在激烈比賽中有時會出現肌肉抽搐的現象，這是隨著汗液丟失了大量鈣離子引起的；硼能促進花粉的萌發和花粉管的生長，缺少硼常導致“花而不實”。這些事例說明無機鹽具有何種功能
提示 維持生物體正常的生命活動。
2.生理鹽水是指與人體細胞所處液體環境中溶質的濃度相等的質量分數為 的氯化
鈉溶液。人體的紅細胞在生理鹽水中會保持原有的形態，如果放到清水里，會吸水漲
破。這說明無機鹽具有什么功能
提示 維持人體的滲透壓，維持細胞的正常形態。
3.為什么人體缺鐵會導致貧血 為什么植物缺鎂會影響光合作用
提示 鐵是構成血紅素的元素。鎂是構成葉綠素的元素。
例3 近年來，馬拉松賽事在國內各城市火熱開賽。香蕉是馬拉松沿途補給站的標配，
其中富含的鉀離子可以緩解大量出汗導致的肌肉靈敏度下降，并能提高神經系統的興
奮性。該事實說明無機鹽的功能是( )。
D
A.為肌肉收縮提供大量能量
B.參與構成細胞結構
C.維持機體酸堿平衡
D.對維持細胞和生物體的生命活動具有重要作用
[解析] 無機鹽不能提供能量，A不符合題意；香蕉富含的鉀離子可以緩解大量出汗導致的肌肉靈敏度下降，并能提高神經系統的興奮性，說明無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動具有重要作用，D符合題意，B、C不符合題意。
對點練3 夏季，人在高溫作業或劇烈活動后，要喝淡鹽水；患急性腸胃炎時，要及時
注射生理鹽水；不慎受外傷后，要用質量分數為 的鹽水清洗傷口。這樣做的目的
依次為( )。
①降溫 ②維持水和無機鹽代謝平衡 ③維持無機鹽代謝的平衡 ④消毒 ⑤生理鹽水是
細胞的等滲溶液并有清潔作用
B
A.①②④ B.③②⑤ C.②③⑤ D.②③④
[解析] 夏季出汗多，無機鹽流失多，因此需要進行鹽分補充； 急性腸胃炎會導致水和無機鹽大量流失，因此需要補充水和無機鹽；用生理鹽水清洗傷口主要是為了防止細胞吸水漲破，并對傷口進行清理。
課堂小結
課堂小測
1.判斷下列表述是否正確。
（1）細胞中的自由水和結合水都是良好的溶劑，都能參與物質運輸和化學反應。( )
×
（2）曬干的種子中不含自由水。( )
×
（3）生物體內無機鹽均以離子形式存在。( )
×
2.無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動有著重要的作用。下列有關無機鹽功能的
敘述，錯誤的是( )。
D
A.哺乳動物血液中必須含有一定量的
B.缺 時葉綠素含量降低，影響植物的光合作用
C. 是構成血紅素的成分，缺 會導致缺鐵性貧血
D.人體內 缺乏會引起神經、肌肉細胞的興奮性升高
[解析] 哺乳動物血液中必須含有一定量的 ，如果 的含量太低，動物會出現抽搐等癥狀， A 正確； 是構成葉綠素的元素，植物體缺 導致葉綠素含量減少，從而影響光合作用， B 正確； 是構成血紅素的成分，血紅素是血紅蛋白的組分之一，缺 導致正常的血紅蛋白數量不足，運氧能力下降，會導致缺鐵性貧血， C 正確；人體內 缺乏會引起神經、肌肉細胞的興奮性降低， D 錯誤。第2節　細胞中的無機物
【學習目標】
1.歸納總結水在細胞中的存在形式和作用,認同其在生命活動中具有重要作用。(生命觀念、科學思維)
2.舉例說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。(科學思維)
【自主預習】
一、細胞中的水
1.水的含量特點
(1)含量:一般來說,　水　是活細胞中含量最多的化合物,占60%~95%。
(2)與生物種類及發育階段的關系
a.　生物種類　不同,含水量不同,如水生生物含水量多于陸生生物。
b.同一生物不同　生長發育期　含水量不同,如幼兒含水量多于成年人。
c.同一生物的不同器官含水量不同。
2.水的存在形式及功能
項目 自由水 結合水
形式 在細胞中以　游離　的狀態存在 與蛋白質、多糖等物質相結合
作用 細胞內良好的溶劑;參與細胞內的許多　生物化學　反應;為細胞提供　液體環境　;運送營養物質和　代謝廢物　 　細胞結構　的重要組成部分
3.自由水和結合水的關系
(1)細胞內　自由水　所占的比例越大,細胞的代謝就越　旺盛　,但抗逆性弱。
(2)細胞內　結合水　所占的比例越大,細胞抵抗干旱和寒冷等不良環境的能力就越　強　,但新陳代謝緩慢。
二、細胞中的無機鹽
1.含量:無機鹽是細胞中含量很少的無機物,僅占細胞鮮重的　1%~1.5%　。
2.存在形式:細胞中大多數無機鹽以　離子　的形式存在。
3.功能
(1)某些重要化合物和結構的組成成分。如Mg是構成　葉綠素　的元素,Fe是構成　血紅素　的元素,P是組成　細胞膜、細胞核　的重要成分。
(2)維持細胞和生物體的生命活動。如人體內Na+缺乏會引起　神經、肌肉細胞的興奮性降低　,最終引發肌肉酸痛、無力等;如果血液中Ca2+的含量太低,動物會出現　抽搐　等癥狀。
(3)維持細胞的　酸堿平衡　。如人血漿中的HC、H2P等對血漿pH的穩定具有重要作用。
(4)維持生物體的滲透壓平衡。如Na+和K+對維持細胞內外的滲透壓具有重要作用。
【合作探究】
任務1　細胞中水的存在形式和功能
活動1　閱讀課本P20~21,分析表中數據并回答以下問題
表1　不同生物體中水的含量
生物 水母 魚類 蛙 哺乳動物 藻類 高等植物
水的含 量/% 97 80~85 78 65 90 60~80
表2　同一生物不同器官的含水量
組織器官 牙齒 骨髓 骨骼肌 心臟 血液 腦
含水量/% 10 22 76 79 83 84
1.水是生命之源,沒有水就沒有生命。分析不同生物體中水的含量,你能得出什么結論
　　【提示】　不同生物體內含水量不同,水生生物的含水量多于陸生生物。
2.同一生物的不同組織器官,含水量是否相同
　　【提示】　不同。
3.心臟和血液含水量相近,但是形態差異很大,原因是什么
　　【提示】　血液中的水主要是可以自由流動的自由水,而心臟中的水主要是失去了流動性和溶解性的結合水。
4.為什么說水是一種良好的溶劑
　　【提示】　水分子具有極性,帶有電荷的分子都易與水結合。
5.為什么說水對維持生命系統的穩定性非常重要
　　【提示】　水具有較高的比熱容,溫度相對不易發生變化。
6.試根據血液的功能判斷自由水的功能。
　　【提示】　血液能夠運輸營養物質和代謝廢物,故自由水可以運送營養物質和代謝廢物;血液是血細胞生活的環境,故自由水可以為細胞提供生活的環境。
例1　每年的3月22日是“世界水日”。下列關于水的敘述不正確的是(　　)。
A.細胞中許多生物化學反應都需要水的參與
B.水是細胞鮮重中含量最多的化合物
C.水在細胞中的存在形式并非一成不變
D.生物體不同生長發育期含水量不變
　　【答案】　D
【解析】　細胞鮮重中含量最多的化合物是水,其次是蛋白質,B正確;水在細胞中的存在形式并非一成不變,自由水和結合水可相互轉化,C正確;生物體不同生長發育期含水量不同,D不正確。
對點練1　生物體的生命活動都離不開水。下列關于細胞中水的敘述,正確的是(　　)。
A.細胞中自由水的含量小于結合水的含量
B.不同細胞內自由水與結合水的比例基本相同
C.因為水是非極性分子,所以水是細胞內良好的溶劑
D.由于氫鍵的存在,水的溫度不易改變,水的這種特性,對于維持生命系統穩定性十分重要
　　【答案】　D
【解析】　細胞中的水主要以自由水的形式存在,因此,自由水的含量大于結合水的含量,A錯誤;不同細胞內自由水與結合水的比例會因代謝情況的不同而不同,B錯誤;水分子是極性分子,易與帶有正電荷或負電荷的分子(或離子)結合,因此,水是細胞內良好的溶劑,C錯誤。
素能提升　自由水、結合水與細胞代謝、抗逆性的關系(培養科學思維能力)
1.剛剛收獲的新鮮種子甲一般要放在陽光下曬干后再儲存,原因是什么
　　【提示】　種子曬干過程中失去的主要是自由水,自由水相對含量下降,可降低新陳代謝速率,便于儲存。
2.乙烘烤后失去的是什么形式的水 此時的種子無法萌發說明什么問題 種子燃盡后產生的粉末丁是什么物質
　　【提示】　結合水。烘烤后的種子無法萌發說明失去結合水的種子沒有活性。種子燃盡后產生的粉末丁是無機鹽。
3.新鮮雞蛋和變質雞蛋中的水分別主要以什么狀態存在 這說明兩者之間的關系是怎樣的
　　【提示】　新鮮雞蛋的蛋清中與蛋白質結合的水為結合水。而變質雞蛋中的蛋白質被微生物分解成小分子物質,使這部分水釋放出來,轉變為自由水。這說明自由水和結合水之間可以相互轉化。
4.曬干的種子能夠長久保存,浸泡吸水后能夠萌發,據此推斷,自由水和結合水的比值與細胞的代謝強度之間有什么關系
　　【提示】　在一定范圍內,自由水和結合水的比值越大,細胞代謝越旺盛。
5.過冬時,越冬作物要減少灌溉,原因是什么
　　【提示】　降低自由水比例,可提高作物對寒冷等不良環境的抵抗能力。
認知生成
例2　(不定項)《氾勝之書》是西漢晚期農學著作,是中國現存較早的一部農學著作,書中提到收獲的糧食要“曝使極燥”,降低糧食的含水量后才入倉儲存。下列說法正確的是(　　)。
A.“曝使極燥”后的種子抵抗嚴寒的能力會降低
B.“曝使極燥”后,細胞中自由水含量大幅度減少
C.降低糧食的含水量,可防止種子在儲存過程中發霉
D.降低糧食的含水量,可減少儲存過程中有機物的消耗
　　【答案】　BCD
【解析】　“曝使極燥”后的種子自由水含量減少,結合水含量增多,代謝減弱,抵抗嚴寒的能力會增強,A錯誤,B正確;自由水可參與細胞代謝,降低糧食的含水量會使其代謝水平降低,呼吸速率降低,可減少儲存過程中有機物的消耗,可防止種子在儲存過程中發霉,C、D正確。
對點練2　“抽刀斷水水更流。”水在常溫下呈液態且是細胞內良好的溶劑。下列關于水的敘述錯誤的是(　　)。
A.代謝慢的生物體內,自由水與結合水的比值相對較低
B.北方冬小麥在冬天來臨前結合水比例上升
C.為減少有機物的消耗,種子入倉前需通過充分晾曬丟失全部自由水
D.晾曬后的種子中細胞的呼吸作用減弱,便于儲存
　　【答案】　C
【解析】　自由水含量與代謝速率有關,代謝較慢的生物體內,自由水含量降低,其自由水與結合水的比值也相對較低,A正確;北方冬小麥細胞內自由水比例下降,結合水比例上升,使代謝降低,但抗逆性增強,B正確;為減少有機物的消耗,種子入倉前需通過充分晾曬丟失部分自由水,C錯誤;種子晾曬過程中失水(主要為自由水),細胞的呼吸作用減弱,便于儲存,D正確。
任務2　無機鹽的存在形式和功能
活動2　探究無機鹽的存在形式和功能
1.足球運動員在激烈比賽中有時會出現肌肉抽搐的現象,這是隨著汗液丟失了大量鈣離子引起的;硼能促進花粉的萌發和花粉管的生長,缺少硼常導致“花而不實”。這些事例說明無機鹽具有何種功能
　　【提示】　維持生物體正常的生命活動。
2.生理鹽水是指與人體細胞所處液體環境中溶質的濃度相等的質量分數為0.9%的氯化鈉溶液。人體的紅細胞在生理鹽水中會保持原有的形態,如果放到清水里,會吸水漲破。這說明無機鹽具有什么功能
　　【提示】　維持人體的滲透壓,維持細胞的正常形態。
3.為什么人體缺鐵會導致貧血 為什么植物缺鎂會影響光合作用
　　【提示】　鐵是構成血紅素的元素。鎂是構成葉綠素的元素。
例3　近年來,馬拉松賽事在國內各城市火熱開賽。香蕉是馬拉松沿途補給站的標配,其中富含的鉀離子可以緩解大量出汗導致的肌肉靈敏度下降,并能提高神經系統的興奮性。該事實說明無機鹽的功能是(　　)。
A.為肌肉收縮提供大量能量
B.參與構成細胞結構
C.維持機體酸堿平衡
D.對維持細胞和生物體的生命活動具有重要作用
　　【答案】　D
【解析】　無機鹽不能提供能量,A不符合題意;香蕉富含的鉀離子可以緩解大量出汗導致的肌肉靈敏度下降,并能提高神經系統的興奮性,說明無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動具有重要作用,D符合題意,B、C不符合題意。
對點練3　夏季,人在高溫作業或劇烈活動后,要喝淡鹽水;患急性腸胃炎時,要及時注射生理鹽水;不慎受外傷后,要用質量分數為0.9%的鹽水清洗傷口。這樣做的目的依次為(　　)。
①降溫　②維持水和無機鹽代謝平衡　③維持無機鹽代謝的平衡　④消毒　⑤生理鹽水是細胞的等滲溶液并有清潔作用　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①②④ B.③②⑤
C.②③⑤ D.②③④
　　【答案】　B
【解析】　夏季出汗多,無機鹽流失多,因此需要進行鹽分補充; 急性腸胃炎會導致水和無機鹽大量流失,因此需要補充水和無機鹽;用生理鹽水清洗傷口主要是為了防止細胞吸水漲破,并對傷口進行清理。
【隨堂檢測】
課堂小結 課堂小測
1.判斷下列表述是否正確。 (1)細胞中的自由水和結合水都是良好的溶劑,都能參與物質運輸和化學反應。 (×) (2)曬干的種子中不含自由水。 (×) (3)生物體內無機鹽均以離子形式存在。 (×) 2.無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動有著重要的作用。下列有關無機鹽功能的敘述,錯誤的是(　　)。 A.哺乳動物血液中必須含有一定量的Ca2+ B.缺Mg時葉綠素含量降低,影響植物的光合作用 C.Fe是構成血紅素的成分,缺Fe會導致缺鐵性貧血 D.人體內Na+缺乏會引起神經、肌肉細胞的興奮性升高 　　【答案】　D 【解析】　哺乳動物血液中必須含有一定量的Ca2+,如果Ca2+的含量太低,動物會出現抽搐等癥狀,A正確;Mg是構成葉綠素的元素,植物體缺Mg導致葉綠素含量減少,從而影響光合作用,B正確;Fe是構成血紅素的成分,血紅素是血紅蛋白的組分之一,缺Fe導致正常的血紅蛋白數量不足,運氧能力下降,會導致缺鐵性貧血,C正確;人體內Na+缺乏會引起神經、肌肉細胞的興奮性降低,D錯誤。
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