1、第二章 组成细胞的分子第2节 细胞中的无机物主要内容地表地表3/43/4是水，最早的生命起源于水；是水，最早的生命起源于水；干燥的种子必须吸足水才能萌发；干燥的种子必须吸足水才能萌发；人的胚胎也要浸润在羊水在发育；人的胚胎也要浸润在羊水在发育；仙人掌身处如此干旱的环境，它那肥硕的变态茎中仙人掌身处如此干旱的环境，它那肥硕的变态茎中仍贮存着大量的水分。仍贮存着大量的水分。思考：以上种种现象说明什么问题思考：以上种种现象说明什么问题? ?“节水刻不容缓节水刻不容缓”“节水从每个人做起节水从每个人做起”细胞内含量最多的化合物是细胞内含量最多的化合物是水水地球表面约地球表面约3/43/4的部分是的部分
2、是水水一个人在极限状况下，可坚持一个人在极限状况下，可坚持2020天天以上不进食以上不进食一个人不喝水，一个人不喝水，1 1天天后就会丧失后就会丧失意识意识 , ,生命濒临终点生命濒临终点水是生命之源，地球上最早的水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中生命就是起源于水中第八周胎儿第八周胎儿组成细组成细胞的化胞的化合物合物无机化无机化合物合物有机化有机化合物合物水水无机盐无机盐糖类糖类脂质脂质蛋白质蛋白质核酸核酸707090%90%水是细胞中含量最多的化合物水是细胞中含量最多的化合物水在水在细胞细胞中的含量中的含量 回顾：一、细胞中的水一、细胞中的水分析事实1：水母水母97%藻类藻类90%
3、鱼类鱼类8085%蛙蛙78%高等植物高等植物6080%哺乳动物哺乳动物65%不同生物体内含水不同生物体内含水量是否一样？有哪量是否一样？有哪些特点呢？些特点呢？ 不同种类的生物含水不同种类的生物含水量不同量不同（水生生物（水生生物陆生生物）陆生生物）人体各个时期的含水量人体各个时期的含水量在不同的生长发育时期，含水量有何特点？在不同的生长发育时期，含水量有何特点？分析事实2：2.不同的生长发育阶段，体内的含水量也是不同不同的生长发育阶段，体内的含水量也是不同 的。的。人体中几种不同器官或组织中水的含量人体中几种不同器官或组织中水的含量组织器官组织器官牙齿牙齿骨骼骨骼骨骼肌骨骼肌心肌心肌血液血液
4、所占比例所占比例% %10102222767679798383结论：结论：_同一生物个体，不同组织、器官的同一生物个体，不同组织、器官的 含水量不同含水量不同分析事实3：（一）（一）水在生物中的含量水在生物中的含量1.生物种类不同含水量不同：水生生物生物种类不同含水量不同：水生生物陆生生物陆生生物 2.同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同3.在不同的组织、器官中，水的含量也不相同在不同的组织、器官中，水的含量也不相同水是细胞中含量最多的化合物一、细胞中的水一、细胞中的水思考： 血液与心脏含水量相差无几，但两者的形态却截然不同，这是为什么？ 水的存
5、在形式不同。血液中主要是自由水，心脏中结合水比例相对较高。79% 83% 形式形式 定义定义 含量含量 作用作用自由水自由水结合水结合水约约95.5%95.5%约约4.5%4.5%1.1.是细胞内的是细胞内的良好溶剂良好溶剂2.2.参与参与细胞内的生化反应（水解）细胞内的生化反应（水解）3.3.为生命活动提供良好的为生命活动提供良好的液体环液体环境境（羊水）（羊水）4.4.运输运输养料和代谢废物（血液）养料和代谢废物（血液）细胞结构的重要组成成分细胞结构的重要组成成分细胞中细胞中游离态游离态的水的水，可以自由流动，可以自由流动细胞中与其他物质细胞中与其他物质相结合相结合的水的水（易蒸发、不受束
6、（易蒸发、不受束缚、可流动）缚、可流动）（不易散失、较稳定）（不易散失、较稳定） 总之，各种生物体的总之，各种生物体的一切生命活动一切生命活动都离不开水。都离不开水。1.1.阅读教材第阅读教材第2121页第页第2 2段，完成下面表格。段，完成下面表格。（二）（二）水在细胞中的存在形式及作用水在细胞中的存在形式及作用自由水自由水占比占比高高时：时： 细胞代谢旺盛、生物处于生长发育阶段、种子萌发细胞代谢旺盛、生物处于生长发育阶段、种子萌发结合水结合水占比占比高高时：时： 细胞抵抗不良环境（寒冷、干旱、炎热）能力强、种子休眠细胞抵抗不良环境（寒冷、干旱、炎热）能力强、种子休眠2.2.细胞中水的转化细
7、胞中水的转化结合水结合水自由水自由水（4.5%4.5%）（95.5%95.5%）主要与蛋白质、主要与蛋白质、多糖等物质结合多糖等物质结合呈游离状态，呈游离状态，可以自由流动可以自由流动判断：以下实例中水主要以什么形式存在？判断：以下实例中水主要以什么形式存在？（A A） 切西瓜时流出的瓜汁水切西瓜时流出的瓜汁水 （B B）新鲜小麦种子晒干时丢失的水）新鲜小麦种子晒干时丢失的水（）小麦烘烤时丢失的水（）小麦烘烤时丢失的水（D D）鸡蛋清里的水）鸡蛋清里的水 （）浆糊中的水（）浆糊中的水 D E以自由水方式存在的有：以自由水方式存在的有：以结合水方式存在的有：以结合水方式存在的有：联系生活实际联系
8、生活实际3 3、水的结构及特性、水的结构及特性教材小字部分教材小字部分 水分子是由水分子是由2 2个氢原子和一个氧原子构成，氢原子个氢原子和一个氧原子构成，氢原子以共用电子对以共用电子对与氧原子结合。与氧原子结合。氧吸引共用电子的氧吸引共用电子的能力更强，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍能力更强，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷，因此水是极性分子。带正电荷，因此水是极性分子。 水是良好的溶剂：水是良好的溶剂：带有正电荷或带有负电荷的分带有正电荷或带有负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。因此，水是良好的溶剂。3、水的结构及特性、水的结构
9、及特性教材小字部分教材小字部分由于氢键的存在，水具有较高由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变。度相对不容易发生改变。水的比热容高：水的比热容高：对于维持生命对于维持生命系统的稳定性十分重要。系统的稳定性十分重要。 由于水分子的由于水分子的极性，极性，当一个水分子的氧端当一个水分子的氧端（负电性（负电性区）区）靠近另一个水分子的氢端靠近另一个水分子的氢端（正电性区）（正电性区）时，它时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力就称为弱的引力就称为氢键。氢键。每个水分子可以与周围
10、水分每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起。氢键比较弱，子靠氢键相互作用在一起。氢键比较弱，易被破坏，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂、又不断只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂、又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。动性。 水的流动性：水的流动性：利于运输营养物质和代谢废物利于运输营养物质和代谢废物问题探讨问题探讨成分成分质量浓度质量浓度/g.L-1蔗糖蔗糖30其他糖类其他糖类10柠檬酸柠檬酸10柠檬香精柠檬香精0.8NaCl1.0KCl0.1NaH2PO40.1KH2PO40.1（一）.表中哪些成分属于无机
11、盐？（二）无机盐主要以什么方式存在于细胞中?1.为什么要在运动员的饮料中添加无机盐？2.无机盐在细胞的生活中起什么作用？常见阳离子：Na+、K+（ Ca2+、Mg2+、Fe2+、 Fe3+ +等）。等）。常见阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。等。离子形式无机盐含量：1%-1.5%1 1、存在形式、存在形式大多数：以大多数：以 形式存在形式存在 如：如：NaNa+ +、K K+ +、CaCa2+2+、FeFe2+2+、FeFe3+3+、ClCl- -、HCOHCO3 3- -等等少量：以少量：以 形式存在形式存在 如：如：DNADNA中的磷酸，骨骼中的钙等中的磷酸，骨骼中的钙
12、等2 2、含量：很少，占细胞鲜重的、含量：很少，占细胞鲜重的 。1%1.5%1%1.5%离子离子化合物化合物阅读教材阅读教材P P2121“细胞中的无机盐细胞中的无机盐”,”,并填空。并填空。二、细胞中的无机盐二、细胞中的无机盐镁是叶绿素的重要成分镁是叶绿素的重要成分铁是血红素的重要成分铁是血红素的重要成分功能一：无机盐是一些化合物的重要组成成分P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。资料四、资料四、哺乳动物哺乳动物血钙太低血钙太低时，时，会会出现抽出现抽搐现象。搐现象。资料三资料三、 人体内人体内NaNa+缺乏会引起神经、肌肉细缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降
13、低，最终引发肌肉酸痛胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛. .无力等，无力等，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。喝淡盐水。功能二：无机盐可以维持细胞和生物体的生命活动元素元素 功能功能MgMg叶绿素的成分叶绿素的成分FeFe血红蛋白的成分血红蛋白的成分P P牙齿、骨骼的成分；牙齿、骨骼的成分；ATPATP和各种膜的重要成分和各种膜的重要成分NaNa体液的主要组成成分，调节体液渗透压体液的主要组成成分，调节体液渗透压CaCa促进骨骼、牙齿生长；调节神经、肌肉的敏感性；血液中促进骨骼、牙齿生长；调节神经、肌肉的敏感性；血液中缺钙会出现抽搐现象缺钙
14、会出现抽搐现象ZnZn影响人体生长发育、大脑发育和性成熟影响人体生长发育、大脑发育和性成熟ClCl体液的组成成分，调节体液渗透压；是胃酸的重要成分体液的组成成分，调节体液渗透压；是胃酸的重要成分I I合成甲状腺激素的主要原料合成甲状腺激素的主要原料资料五、资料五、食物食物(蔬菜、水果蔬菜、水果)中往往含有一些碱性物质中往往含有一些碱性物质(如如Na2CO3)，人吃后体内血液的，人吃后体内血液的pH一般不会有较大的变化；剧烈一般不会有较大的变化；剧烈运动产生了酸性物质运动产生了酸性物质(如乳酸如乳酸)，我们血液的，我们血液的pH一般也不会有较一般也不会有较大变化。为什么？大变化。为什么？乳酸乳酸
15、 + NaHCO+ NaHCO3 3 = = 乳酸钠乳酸钠 + H+ H2 2COCO3 3COCO2 2 + H + H2 2O O功能三：无机盐可以维持细胞的酸碱平衡资料六、资料六、某人生病到医院输液，你知道某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？为什么用的生理盐水是多少浓度的？为什么要配制这一浓度，用要配制这一浓度，用0.09%0.09%或或9%9%浓度可浓度可以吗？为什么？以吗？为什么？用质量分数为用质量分数为0.9%0.9%的氯化钠溶液的氯化钠溶液9%9%0.09%0.09%皱缩皱缩膨胀膨胀生生理理盐盐水水功能四：无机盐可以维持细胞的渗透压平衡 在正常情况下，人体内的无机
16、盐浓度为在正常情况下，人体内的无机盐浓度为0.9%0.9%。为患者输入为患者输入0.9%0.9%的氯化钠溶液有利于维持机体的渗的氯化钠溶液有利于维持机体的渗透压平衡。当使用透压平衡。当使用0.09%0.09%的溶液时，细胞会涨破；的溶液时，细胞会涨破；当使用当使用9%9%的溶液时，细胞会皱缩。的溶液时，细胞会皱缩。讨论：讨论：1.1.植物体缺植物体缺Mg(Mg(镁镁) )会影响光合作用，为什会影响光合作用，为什么？么？2.2.有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe(Fe(铁铁) )会导致贫血？会导致贫血？ MgMg是叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一，是
17、叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一，光合作用的正常进行不能缺少叶绿素。光合作用的正常进行不能缺少叶绿素。因此，缺因此，缺MgMg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。 血红蛋白分子结构中不能缺少血红蛋白分子结构中不能缺少FeFe，缺缺FeFe会导致会导致血红蛋白的合成障碍，而血红蛋白的减少会导致血红蛋白的合成障碍，而血红蛋白的减少会导致贫血贫血，进而引起贫血症。，进而引起贫血症。思考与讨论思考与讨论讨论：讨论：3.3.植物体缺植物体缺P P常表现为生长发育常表现为生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺物体缺
18、P P会影响其生长发育。会影响其生长发育。思考与讨论思考与讨论 说明说明P P对植物的正常生长发育是必不可少的。因为对植物的正常生长发育是必不可少的。因为P P是组成细是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分成分，所以缺，所以缺P P的植株会长得矮小，结实率低。的植株会长得矮小，结实率低。4.4.摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？ 盐的主要成分是盐的主要成分是NaClNaCl，每人每天食盐摄入量以每人每天食盐摄入量以5g5g为宜为宜。摄。摄入过多盐时会增加高
19、血压及其他心血管疾病的患病风险，但也入过多盐时会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险，但也有些疾病患者要维持相当水平的盐摄入量。有些疾病患者要维持相当水平的盐摄入量。人体细胞所处液体环境中溶质的浓度就是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度就是0.9%0.9%的氯化钠溶液。的氯化钠溶液。说明无机盐能够说明无机盐能够 维持细胞内外的渗透压维持细胞内外的渗透压（维持生物体的水盐平衡）（维持生物体的水盐平衡）讨论：讨论：5.5.医用生理盐水是质量分数为医用生理盐水是质量分数为0.9%0.9%的氯化钠溶液。的氯化钠溶液。病人到医院输液时用的生理盐水为什么要配制这一浓度？病人到医院输液时用的生理盐水为什么要配
20、制这一浓度？能高于或低于这个浓度吗？能高于或低于这个浓度吗？思考与讨论思考与讨论二、细胞中的无机盐二、细胞中的无机盐3 3、生理功能（作用）、生理功能（作用）1 1、存在形式、存在形式大多数：以大多数：以 形式存在形式存在 如：如：NaNa+ +、K K+ +、CaCa2+2+、FeFe2+2+、FeFe3+3+、ClCl- -、HCOHCO3 3- -等等少量：以少量：以 形式存在形式存在 如：如：DNADNA中的磷酸，骨骼中的钙等中的磷酸，骨骼中的钙等2 2、含量：很少，占细胞鲜重的、含量：很少，占细胞鲜重的 。1%1.5%1%1.5%离子离子化合物化合物总结总结小结：无机盐在细胞中的含量
21、很少，但是作用很大。小结：无机盐在细胞中的含量很少，但是作用很大。生理功能举例组成某些复杂化合物Mg是叶绿素分子必需的成分；Fe是血红素的重要成分；P是细胞必不可少的许多化合物的成分维持细胞和生物体的生命活动Na缺乏会引发肌肉酸痛、无力等；血液中Ca2的含量太低，会出现抽搐等症状维持生物体内的平衡渗透压的平衡；酸碱平衡想一想：某人患缺铁性贫血，如何补血呢？组成血红蛋白的铁离子是二级铁离子，组成血红蛋白的铁离子是二级铁离子，补充亚铁离子补充亚铁离子，同时还要，同时还要补充蛋白质补充蛋白质。补铁食物：蛋黄、菠菜、牛奶、补铁食物：蛋黄、菠菜、牛奶、动物肝脏、豆制品。动物肝脏、豆制品。在患急性肠炎时，
22、要及时注射在患急性肠炎时，要及时注射0.9%0.9%的生理盐水。的生理盐水。不慎受外伤时，要用不慎受外伤时，要用0.9%0.9%的盐水清洗伤口。的盐水清洗伤口。在高温作业时，要喝淡盐水。在高温作业时，要喝淡盐水。以上三种做法的主要原因依次是（以上三种做法的主要原因依次是（ ）消毒消毒 维持水分的代谢平衡维持水分的代谢平衡 维持无机盐的代谢平衡维持无机盐的代谢平衡 降温降温 细胞的的等渗溶液并有清洁作用细胞的的等渗溶液并有清洁作用A A、B B、C C、D D、C细胞中的无机物细胞中的水细胞中的无机盐氢键少离子自由水结合水分为细胞代谢细胞结构参与构成构成化合物的成分生命活动必不可少良好溶剂运输参
23、与反应水为基础液体环境没有水就没有生命，水在生物体/细胞中含量最高生理功能生理功能存在形式含量极性分子形成是高比热容具有练习与应用 一、概念检测1.水和无机盐是细胞的重要组成成分。判断下列相关表述是否正确。(1)细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应。 ( )(2) 同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高。 ( )(3)将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐。 ( )二、拓展应用1.医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么？在什么情况下需要用生理盐水？ 质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在稳定的状态。2. 目前已经探明，在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg、Na、K 等元素。科学家也曾在火星上发现了流动水的痕迹。科学家据此推测，火星上曾经或者现在存在着生命。为什么科学家会作出这样的推测呢？ 水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的。科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。同时，那里的土壤中还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。
