第五节细胞中的无机物
-黄清亮
引课：
细胞中的物质总的分为两大类，有机物和无机物。前面我们学习的蛋白质、脂质、糖类、核酸等都是有机物，今天我们就来看下细胞中的无机物到底有哪些？
首先解决概念问题。什么是无机物？无机物的概念与有机物的概念其实是相对应的。回想一下有机物的概念：通常是指含碳元素的化合物（碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等除外）。那么无机物通常就指不含碳元素的化合物，但少数含碳元素的化合物，如二氧化碳、碳酸、碳酸钠、氰化钾等也属于无机物。
然后请同学们看到书上本节开始部分关于运动员饮料中的化学成分表，找出哪些是有机物，哪些是无机物？
思考书上的讨论：1、计算饮料中水分占多少。水在细胞中起什么作用？
水是细胞结构的重要组成部分，是细胞内良好的溶剂，许多物质溶解在水中，细胞内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，同时也把各个细胞产生的代谢废物运输到排泄器官或者直接排出体外，总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。
2、表格中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？
细胞中的有机物的重要成分，调节细胞的生命活动等。
接下来先请同学们先仔细阅读一下34页-35页内容。
一、细胞中的水
1、水的含量
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表格1 细胞中各种化合物所占的比例
化合物水无机盐蛋白质脂质糖类核酸
所占比例（%）70 1 15 2 3 7
由这个表你能得到什么结论？
结论：细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量。水是细胞中含量最多的化合物。
表格2 几种不同生物体中水的含量
生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等动物水的含量（%）97 80—85 78 65 90 7
由这个表你能得到什么结论？
结论：不同种类生物体中水的含量。学生分析得出不同种类的生物体中水的含量差别较大。表格3 人体中几种不同器官或组织中水的含量
组织器官牙齿骨骼骨骼肌心肌血液
水的含量（%）10 22 76 79 83 由这个表你能得出什么结论？
结论：同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同。
请同学们看到书上35页右上角，图2-17幼儿和成人体内的含水量。（大家看图会发现幼儿身体的含水量远远高于成年人身体的含水量。对于植物来说，幼嫩部分比老熟部分含水量更多。这说明了什么？说明了生物体在不同的生长发育时期，含水量也不同。） 2、水的存在形式
水在细胞中以两种形式存在，一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水 。
其中，结合水约占4.5%，自由水约占95.5%。细胞中自由水和结合水的比例不是一成不变的，它们之间是可以相互转化的。
细胞中的水以两种不同的形式存在，这使得它们的功能也有所不同。 3．水的作用
（1）结合水是细胞结构的组成部分。新鲜鸡蛋的蛋清呈粘稠的胶体状，这就是蛋白质和水相结合而形成的，这部分水是结合水，它较为稳定，不易蒸发。
（2）自由水是细胞内的良好溶剂。我们知道糖只有溶解在水中的时候我们才能尝到甜味。老师向大家介绍一个实验，用干净的脱脂棉将舌尖擦干，用舌尖舔糖，是否能够感到甜味？将舌尖缩回之后能否感觉到甜味？到底甜还是不甜，如果要验证一下，就请一位同学到前面为大家演示这个实验。
做完实验之后请同学讲一讲自己的感受
我们来分析这个实验，当舌尖的唾液被擦干之后就失去了溶剂，尝不到甜味，当把舌尖缩回之后又有了唾液，所以又尝到了甜味。在细胞中，水也是以同样的方式起着溶剂的作用。 （3）自由水参与成化反应。干燥的种子必须吸足水分才能萌发，光和作用也需要水的参与。 （4）自由水提供液态环境。多细胞生物体的大部分细胞必须浸润在以水为基础的液态环境中，自由水就提供了细胞生活的液态环境。
（5）自由水可以起到运送养料和代谢废物的作用。 总之，各种生物体的一切生命活动都离不开水。 注意：自由水和结合水之间还可以互相转化
在萌发的种子中，自由水 / 结合水的比值较大。在干种子中，自由水 / 结合水的比值较小。一般情况下，自由水/结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，但抗逆性较差。 二、细胞中的无机物 1、无机盐的含量
细胞中的无机盐含量约为1-1.5%
自由水
结合水 代谢活动旺盛 代谢活动下降
（冬眠、晒干、温度降低）
（发芽、温度升高）
2、无机盐的存在形式
细胞中的无机盐主要以离子的形式存在
细胞中大量存在的阳离子：K+ Na+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Fe3+
细胞中大量存在的阴离子：Cl- SO42- PO43- HCO3-
少数无机盐以化合物的形式存在
3、无机盐的作用
（1）无机盐是某些复杂化合物的重要组成部分。阅读教材35页思考与讨论，回答问题。（Mg 是合成叶绿素的必要元素，Fe是合成血红蛋白的必要元素）
（2）无机盐对维持生物体的生命活动起重要作用。如血液中Ca2+ 的含量降低时，就无法控制机体的兴奋性，产生抽搐。
（3）无机盐还起到维持生物体内平衡的作用。溶解在细胞内的无机盐有一定的总浓度，人体体液浓度为0.9%,这对于维持细胞的渗透压,使细胞具有一定的形态具有重要作用,过高或过低都会导致细胞的形态发生改变。提问：生理盐水是什么？（学生回答：浓度为0.9%的NaCl）生物体内还存在着许多缓冲系统，其中最重要的是由H2CO3和NaHCO3组成的一组，它们对于加入的酸或碱都具有中和作用，使Ph不会有较大的改变，对于维持细胞的酸碱平衡具有重要作用。
细胞是多种化元素和化合物构成的生命系统。细胞中的每一种化合物都有重要的生理功能，但是任何一种化合物都不能单独完成某一种生命活动，而只有按照一定的方式结合起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。
请同学们课后思考书上的练习题和设计实验。
