生物 第2章 组成细胞的分子 第5节 细胞中的无机物 新人教版必修1.ppt

第第5 5节细胞中的无机物节细胞中的无机物自主学习自主学习凝练素养凝练素养自主学习自主学习 读教材读教材学基础学基础一、细胞中的水一、细胞中的水请仔细阅读教材第请仔细阅读教材第34343535页页“细胞中的水细胞中的水”,完成下面的问题。完成下面的问题。1.1.水的含量水的含量(1)(1)在构成细胞的各种化学成分中水含量最多。生物体的含水量一般为在构成细胞的各种化学成分中水含量最多。生物体的含水量一般为 。(2)(2)含量存在差异含量存在差异不同种类生物含水量有差异不同种类生物含水量有差异,如水生生物含水量高于陆生生物。如水生生物含水量高于陆生生物。不同的不同的 ,生物体内含水量差别很大生物体内含水量差别很大,如未成熟个体含水量如未成熟个体含水量高于成熟个体。高于成熟个体。同一生物不同器官内水的含量不同。同一生物不同器官内水的含量不同。60%60%95%95%生长发育期生长发育期2.2.水的存在形式与功能水的存在形式与功能存在形式存在形式自由水自由水结结合水合水概念概念细细胞中胞中绝绝大部分以大部分以 的形的形式存在式存在,可以可以 的水的水与与 相相结结合的水合的水含量含量约约占占细细胞内全部水分的胞内全部水分的95.5%95.5%约约占占细细胞内全部水分的胞内全部水分的 .功能功能细细胞内的胞内的 .参与参与 .为细为细胞提供胞提供 .运送运送 和代和代谢废谢废物物是是细细胞胞结结构的构的 .成分成分游离游离细胞内的其他物质细胞内的其他物质 自由流动自由流动4.5%4.5%良好溶剂良好溶剂 生物化学反应生物化学反应 液体环境液体环境 营养物质营养物质重要组成重要组成选择选择1.1.下列有关水的叙述中下列有关水的叙述中,错误的是错误的是()A.A.水能与蛋白质结合水能与蛋白质结合B.B.生物体内的化学反应离不开水生物体内的化学反应离不开水C.C.自由水参与运输营养物质和代谢废物自由水参与运输营养物质和代谢废物D.D.不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同2.2.下面是关于细胞中水含量的叙述下面是关于细胞中水含量的叙述,其中错误的是其中错误的是()A.A.水是人体细胞中含量最多的化合物水是人体细胞中含量最多的化合物B.B.老年人细胞中含水量比婴儿要少老年人细胞中含水量比婴儿要少C.C.越冬植物的细胞内自由水含量较高越冬植物的细胞内自由水含量较高D.D.新陈代谢旺盛的植物细胞含自由水量较高新陈代谢旺盛的植物细胞含自由水量较高D DC C二、细胞中的无机盐二、细胞中的无机盐请仔细阅读教材第请仔细阅读教材第35353636页页“细胞中的无机盐细胞中的无机盐”并结合材料并结合材料,完成下面的问完成下面的问题。题。1.1.存在形式存在形式:细胞中的大多数无机盐以细胞中的大多数无机盐以 形式存在。形式存在。离子离子2.2.功能功能(1)(1)材料一一种叶绿素分子和血红蛋白分子的局部结构简图如下材料一一种叶绿素分子和血红蛋白分子的局部结构简图如下:该材料说明该材料说明:无机盐是无机盐是 。某些化合物的重要组成成分某些化合物的重要组成成分 (2)(2)材料二足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象材料二足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象,这是随这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的着汗液丢失了大量钙离子引起的;硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长,植植物缺硼往往物缺硼往往“花而不实花而不实”。该该材料材料说说明明:无机无机盐对盐对于于 有重要作用。有重要作用。(3)(3)材料三生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液材料三生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液,常用常用的是质量分数为的是质量分数为0.9%0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态有的形态,如果放到清水里如果放到清水里,会吸水涨破。会吸水涨破。该该材料材料说说明明:无机无机盐盐能能调节调节人体的人体的 ,维维持持细细胞的胞的 。(4)(4)材料四人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度材料四人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度,人人体血液中存在体血液中存在H H2 2COCO3 3/NaHCO/NaHCO3 3和和NaHNaH2 2POPO4 4/Na/Na2 2HPOHPO4 4等酸碱缓冲物质等酸碱缓冲物质,可以中和这些可以中和这些变化。变化。该该材料材料说说明明:无机无机盐对盐对于于维维持人体内持人体内环环境、境、的相的相对稳对稳定具有定具有重要作用。重要作用。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渗透压渗透压正常形态正常形态 酸碱平衡酸碱平衡判断判断(1)(1)无机盐缺乏会引起相应的疾病无机盐缺乏会引起相应的疾病,所以我们要大量补充多种无机盐。所以我们要大量补充多种无机盐。()(2)(2)细胞中的无机盐均以离子形式存在。细胞中的无机盐均以离子形式存在。()(3)(3)氮是植物体内的重要元素之一氮是植物体内的重要元素之一,蛋白质、核酸、磷脂中都含有氮元素。蛋白质、核酸、磷脂中都含有氮元素。()主题一主题一凝练素养凝练素养 解难题解难题提能力提能力 对细胞中水问题的深化分析对细胞中水问题的深化分析教师参考教师参考问题引领问题引领:1.1.温度升高时温度升高时,结合水会转化为自由水吗结合水会转化为自由水吗?2.2.自由水与结合水的比值与生命活动存在怎样的关系自由水与结合水的比值与生命活动存在怎样的关系?1.1.水的两种存在形式间的相互转化关系分析水的两种存在形式间的相互转化关系分析一般与温度有关系一般与温度有关系,自由水自由水 结合水。结合水。2.2.自由水和结合水的功能验证自由水和结合水的功能验证(1)(1)鲜种子放在阳光下曝晒鲜种子放在阳光下曝晒,重量减轻重量减轻 自由水散失自由水散失,代谢减弱。代谢减弱。(2)(2)干种子用水浸泡后仍能萌发干种子用水浸泡后仍能萌发 大量失去自由水的种子仍保持其生理大量失去自由水的种子仍保持其生理活性。活性。(3)(3)干种子放在试管中干种子放在试管中,用酒精灯加热用酒精灯加热,试管壁上有水珠试管壁上有水珠 失去的主要是结失去的主要是结合水。合水。(4)(4)失去结合水的种子浸泡后不萌发失去结合水的种子浸泡后不萌发 失去结合水的细胞失去生理活性。失去结合水的细胞失去生理活性。3.3.自由水和结合水的比值对生物体的影响情况分析自由水和结合水的比值对生物体的影响情况分析(1)(1)自由水和结合水的比值与代谢及抗逆性的关系自由水和结合水的比值与代谢及抗逆性的关系(2)(2)自由水与结合水的比例影响到组织、器官的形态特点。自由水与结合水的比例影响到组织、器官的形态特点。【典例典例1 1】结合下列曲线结合下列曲线,有关无机物在生物体内含量的说法有关无机物在生物体内含量的说法,错误的是错误的是()A.A.曲线曲线可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线B.B.曲线曲线可表示细胞代谢强度随自由水与结合水比值的变化可表示细胞代谢强度随自由水与结合水比值的变化C.C.曲线曲线可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中,其内无其内无机盐的相对含量变化机盐的相对含量变化D.D.曲线曲线可以表示人从幼年到成年体内水含量的变化可以表示人从幼年到成年体内水含量的变化解解析析:衰衰老老的的细细胞胞中中自自由由水水含含量量减减少少,细细胞胞内内自自由由水水与与结结合合水水的的比比值值也也将将减减小小;细细胞胞内内自自由由水水/结结合合水水比比值值越越高高,细细胞胞代代谢谢强强度度越越大大,最最终终达达到到相相对对稳稳定定;玉玉米米种种子子被被烘烘干干的的过过程程中中所所含含自自由由水水和和结结合合水水越越来来越越少少,其其内内的的无无机机盐盐相相对对含含量量逐逐渐渐增增加加,最最后后达达到到一一恒恒定定值值;幼幼儿儿体体内内水水的的含含量量高高,随年龄增加随年龄增加,体内水所占比例逐渐减小。体内水所占比例逐渐减小。答案答案:C C方法透析方法透析 细胞中自由水与结合水的比值与细胞代谢的关系细胞中自由水与结合水的比值与细胞代谢的关系(1)(1)图示图示:(2)(2)关系关系:随自由水与结合水的比值的增大随自由水与结合水的比值的增大,细胞代谢逐渐增强细胞代谢逐渐增强,而细胞的抗而细胞的抗逆性却逐渐减弱。逆性却逐渐减弱。备选例题备选例题人体某些组织的含水量近似人体某些组织的含水量近似,但存在形式却不同但存在形式却不同,例如例如:心肌含水量约心肌含水量约79%,79%,而呈坚韧状态而呈坚韧状态,血液含水量约血液含水量约82%,82%,却呈川流不息的液态。从水在生物体内却呈川流不息的液态。从水在生物体内的存在形式来看的存在形式来看,对这种差异的解释为对这种差异的解释为()A.A.心肌内结合水较多心肌内结合水较多B.B.血液中结合水较多血液中结合水较多C.C.心肌内全是结合水心肌内全是结合水D.D.血液中全是自由水血液中全是自由水A A解析解析:水在细胞中有两种存在形式水在细胞中有两种存在形式,一种是结合水一种是结合水,占细胞全部水分的占细胞全部水分的4.5%;4.5%;另一种是自由水另一种是自由水,占细胞内全部水分的占细胞内全部水分的95.5%95.5%。在不同的组织和器官中。在不同的组织和器官中,自自由水和结合水的比例相差很大。心肌内的水多为结合水由水和结合水的比例相差很大。心肌内的水多为结合水,从而使心肌呈坚从而使心肌呈坚韧的形态韧的形态;而血液中的水多为自由水而血液中的水多为自由水,所以使血液呈现流动的状态。所以使血液呈现流动的状态。【题组演练题组演练】1.1.幼小植物体内自由水与结合水的比值不断增大时幼小植物体内自由水与结合水的比值不断增大时,植物体内新陈代谢活跃植物体内新陈代谢活跃,生长迅速生长迅速;自由水与结合水的比值不断减小时自由水与结合水的比值不断减小时,植物体内的新陈代谢减弱植物体内的新陈代谢减弱,生生长缓慢。下面解释正确的组合是长缓慢。下面解释正确的组合是()结合水是构成植物细胞结构的一部分结合水是构成植物细胞结构的一部分结合水参与某些代谢反应结合水参与某些代谢反应自由水是各种代谢活动的介质自由水是各种代谢活动的介质自由水参与某些代谢反应自由水参与某些代谢反应A.A.B.B.C.C.D.D.解析解析:自由水是良好的溶剂自由水是良好的溶剂,是各种代谢活动的介质是各种代谢活动的介质;自由水参与某些代自由水参与某些代谢反应谢反应,自由水减少会降低新陈代谢的速率。自由水减少会降低新陈代谢的速率。C C2.2.下列有关人体内水的叙述下列有关人体内水的叙述,错误的是错误的是()A.A.水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在B.B.在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生C.C.人体衰老细胞中自由水含量减少人体衰老细胞中自由水含量减少,代谢缓慢代谢缓慢D.D.冬季冬季,植物体内自由水含量相对增高以增强其抗寒能力植物体内自由水含量相对增高以增强其抗寒能力解析解析:正常细胞和病变细胞中水的存在形式都是自由水和结合水正常细胞和病变细胞中水的存在形式都是自由水和结合水;胰岛素胰岛素的化学本质是蛋白质的化学本质是蛋白质,基本组成单位是氨基酸基本组成单位是氨基酸,氨基酸脱水缩合形成蛋白氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程中产生水质的过程中产生水;人体衰老细胞中自由水含量减少人体衰老细胞中自由水含量减少,代谢缓慢代谢缓慢;冬季冬季,植植物的自由水相对含量下降物的自由水相对含量下降,结合水相对含量升高结合水相对含量升高,细胞代谢活动减弱细胞代谢活动减弱,抗抗寒性增强。寒性增强。D D主题二主题二 组成生物体的无机盐的作用组成生物体的无机盐的作用【典例典例2 2】下列关于无机盐的叙述下列关于无机盐的叙述,错误的是错误的是()A.A.缺铁性贫血是因为人体内缺乏铁缺铁性贫血是因为人体内缺乏铁,血红蛋白不能合成血红蛋白不能合成B.MgB.Mg2+2+是叶绿素的成分之一是叶绿素的成分之一,缺缺MgMg2+2+影响光合作用影响光合作用C.C.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在,如如CaCOCaCO3 3构成骨骼、牙齿构成骨骼、牙齿D.D.碘是合成甲状腺激素的原料碘是合成甲状腺激素的原料,所以常在食盐中添加碘所以常在食盐中添加碘解析解析:血红蛋白中含铁血红蛋白中含铁,叶绿素中含叶绿素中含MgMg2+2+,碘是合成甲状腺激素的原料。细碘是合成甲状腺激素的原料。细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在。胞中的无机盐大多数以离子的形式存在。答案答案:C C方法透析方法透析 无机盐功能的实验验证方法无机盐功能的实验验证方法(1)(1)对照组对照组:植物植物+完全培养液完全培养液 正常生长正常生长(2)(2)实验组实验组:X X是必需无机盐是必需无机盐实验组加入实验组加入X X盐的目的是二次对照盐的目的是二次对照,使实验组前后对照使实验组前后对照,以增强说服力。以增强说服力。【题组演练题组演练】1.1.下列关于无机盐的说法下列关于无机盐的说法,正确的是正确的是()A.A.细胞中大多数无机盐以化合物的形式存在细胞中大多数无机盐以化合物的形式存在B.B.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在细胞中大多数无机盐以离子的形式存在C.C.无机盐在细胞中含量很高无机盐在细胞中含量很高,但作用不大但作用不大D.D.无机盐是细胞中的主要能源物质无机盐是细胞中的主要能源物质解析解析:细胞中大多数无机盐以离子形式存在细胞中大多数无机盐以离子形式存在,在细胞中含量很少在细胞中含量很少,但作用很但作用很大大,不可替代不可替代,糖类是细胞中的主要能源物质。糖类是细胞中的主要能源物质。B B2.2.科学研究发现科学研究发现,苹果含有锌苹果含有锌,锌是形成与记忆相关的蛋白质不可缺少的元锌是形成与记忆相关的蛋白质不可缺少的元素素,儿童缺锌就会导致大脑发育不完善。这说明无机盐离子儿童缺锌就会导致大脑发育不完善。这说明无机盐离子()A.A.对维持生物体的生命活动有重要作用对维持生物体的生命活动有重要作用B.B.对维持酸碱平衡有重要作用对维持酸碱平衡有重要作用C.C.对调节细胞内的渗透压有重要作用对调节细胞内的渗透压有重要作用D.D.对维持细胞形态有重要作用对维持细胞形态有重要作用解析解析:根据题意可知根据题意可知,锌与记忆的形成和大脑发育有关锌与记忆的形成和大脑发育有关,说明锌对维持生物说明锌对维持生物体的生命活动具有重要作用。体的生命活动具有重要作用。A A3.3.无机盐能维持生物体正常的生命活动。下面列出了若干确定无机盐无机盐能维持生物体正常的生命活动。下面列出了若干确定无机盐X X是否是植物是否是植物必需的实验方案必需的实验方案,其中正确的设计是其中正确的设计是()以土壤为基质盆栽以土壤为基质盆栽,浇缺少无机盐浇缺少无机盐X X的的“完全培养液完全培养液”以沙土为基质盆栽以沙土为基质盆栽,浇缺少无机盐浇缺少无机盐X X的的“完全培养液完全培养液”只用缺少无机盐只用缺少无机盐X X的的“完全培养液完全培养液”,不用基质不用基质以土壤为基质盆栽以土壤为基质盆栽,浇蒸馏水浇蒸馏水以沙土为基质盆栽以沙土为基质盆栽,浇完全培养液浇完全培养液不用基质不用基质,只用完全培养液只用完全培养液不用基质不用基质,只用含无机盐只用含无机盐X X的培养液的培养液不用基质不用基质,只用蒸馏水只用蒸馏水A.A.以以为实验组为实验组,为对照组为对照组B.B.以以为实验组为实验组,为对照组为对照组C.C.以以为实验组为实验组,为对照组为对照组D.D.以以为实验组为实验组,为对照组为对照组A A解析解析:本实验的自变量是植物生活的环境是否含有该无机盐。植物正常生本实验的自变量是植物生活的环境是否含有该无机盐。植物正常生长需要多种无机盐长需要多种无机盐,缺少无机盐或只用含无机盐缺少无机盐或只用含无机盐X X的培养液培养植物的培养液培养植物,植物植物均不能正常生长均不能正常生长,不能作为对照组不能作为对照组;土壤、沙土中都可能含有这种无机盐土壤、沙土中都可能含有这种无机盐,也不能作为对照组。因此对照组应该用完全培养液也不能作为对照组。因此对照组应该用完全培养液,而实验组为缺少无机而实验组为缺少无机盐盐X X的的“完全培养液完全培养液”,通过观察植物的生长状况来确定实验结论。通过观察植物的生长状况来确定实验结论。形成学科核心素养形成学科核心素养(一一)重要生物学概念重要生物学概念1.1.生物体的含水量与生物种类及生长发育期有关生物体的含水量与生物种类及生长发育期有关,一般是水生生物一般是水生生物 陆生生陆生生物物,幼年幼年 老年。老年。2.2.水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在,其中绝大部分以自由水的形其中绝大部分以自由水的形式存在。式存在。3.3.结合水是细胞结构的组成成分。结合水是细胞结构的组成成分。4.4.自由水的功能有自由水的功能有:细胞内良好溶剂细胞内良好溶剂;参与化学反应参与化学反应;为细胞提供液体为细胞提供液体环境环境;运输营养物质和代谢废物。运输营养物质和代谢废物。5.5.细胞内大多数无机盐以离子形式存在。细胞内大多数无机盐以离子形式存在。6.6.无机盐是某些化合物的重要组成成分无机盐是某些化合物的重要组成成分,除此之外对维持细胞和生物体的生命除此之外对维持细胞和生物体的生命活动、调节渗透压、酸碱平衡都非常重要。活动、调节渗透压、酸碱平衡都非常重要。(二二)学科核心素养学科核心素养1.1.生命观念生命观念:形成形成“一切生命活动都离不开水一切生命活动都离不开水”的生命观念。的生命观念。2.2.理性思维理性思维:运用归纳和概括的思维方法运用归纳和概括的思维方法,总结出水和无机盐的种类和作用。总结出水和无机盐的种类和作用。(三三)网络构建网络构建请尝试构建本课时知识网络。请尝试构建本课时知识网络。