细胞中的无机物
高中生物必修一第二章第2节 细胞中的无机物
第2节细胞中的无机物课前预习：1. 细胞中的水（1）是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。
（2）水是，许多种物质能够在水中溶解；细胞中许多也都需要水的参与。
多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在液体环境中。
水在生物体内的流动，可以把运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的，运送到排泄器官或者直接排出体外。
（3）水在细胞中以种形式存在。
结合水：细胞内一部分与相结合的水。
它是的重要组成成分，大约占细胞内全部水分的。
自由水：细胞中绝大部分的水呈，可以。
是细胞内。
2. 细胞中的无机盐（1）细胞中大多数无机盐以的形式存在。
（2）含量较多的阳离子：，阴离子：等。
（3）无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的。
（4）无机盐对于和都有重要作用。
例如：是构成叶绿素的元素，是构成血红素的元素。
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。
人体内缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引起肌肉酸痛、无力等。
哺乳动物的血液中必须含有一定量的，如果含量太低，动物会出现抽搐等症状。
此外，无机盐对维持细胞的也非常重要。
课后练习：1. 人体中水的含量约为65%,下列选项中能正确说明水对人体重要性的是( )。
①水和糖类、蛋白质、脂肪一样,为人体提供能量②没有水,人体内大部分化学反应就根本不会发生③水的比热容小,有利于维持体温④体内营养物质的运输离不开水A.①②B.②③C.②④D.③④2. 下列有关水的叙述中,错误的是( )。
①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水②生物体内的化学反应离不开水③水是细胞结构的组成成分之一④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水⑤自由水与结合水比值的大小和新陈代谢的强弱关系不大⑥不同细胞内自由水与结合水的比值相差不大A.①④⑤B.①④⑤⑥C.⑤⑥D.②③④⑤⑥3. 下图为几种生物或生物器官的含水量比较,有关说法不正确的是( )。
A.大麦种子和花生种子含水量低,是因为它们所含亲水性物质较少B.代谢旺盛的组织、器官含水量较高C.生物的含水量因生物种类的不同而有所差别D.不同生物含水量不同,与其生活环境有关4. 下列关于细胞和生物体中含水量的叙述,不正确的是( )。
细胞中的无机物(1)
细胞中的无机物(1)
细胞中的无机物是构成细胞基本成分的物质，是维持生命活动所必需的。
无机物主要包括水、无机离子和小分子有机化合物，它们在细胞
内发挥着重要的生理作用。
1. 水
在细胞中，水是最主要的无机物质，占据整个细胞重量的70~90%。
它
是化学反应进行的媒介，也可以通过离子化作用稀释溶质浓度，维持
正常的细胞酸碱平衡。
此外，水还有助于维持细胞的形态和结构，保
护细胞器保持功能完整性，为细胞的运动提供动力。
2. 离子
细胞内存在着多种离子，包括钠、钾、氯、钙等，这些离子在细胞内
形成了不同的浓度梯度，参与了细胞内的一系列调节和传导过程。
钾
离子是细胞内含量最高的离子之一，可以维持细胞内外的电位差，以
及细胞的营养和代谢。
钙离子则是调节细胞内信号传导的重要离子，
控制着多种细胞内外的生理过程。
3. 小分子有机化合物
小分子有机化合物是一类相对较小的化合物，包括氨基酸、ATP、葡萄
糖等。
氨基酸是生命体最基本的构建物质，在蛋白质合成中起着重要
作用。
ATP则是细胞内的能量分子，主要负责为各种生命活动提供能量。
葡萄糖则是细胞内主要的能量来源，参与了葡萄糖酵解和其他一系列
生命活动。
在生命活动中，细胞中的无机物是必不可少的，它们在体内发挥着至关重要的作用，如为代谢提供能量、调节细胞内外部环境、构成分子等等。
同时，维持细胞内无机物的平衡也是非常重要的，它能够确保细胞内环境一致，有利于细胞的健康和长期生存。
生物人教版(2019)必修1 细胞中的无机物
• 2.表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？
生命之源----水
水是细胞中所有化 合物中含量最高的
化合物 水 蛋白质 糖类和核酸 脂质 无机盐
含量 70%-90% 7%-10% 1%-1.5% 1%-2% 1%-1.5%
水母：97%
藻类：90%
鱼类：80-85%
不同生物的含水量 不同
水生生物>陆生生 物
蛙：78%
高等植物：6080%
哺乳动物：65%
同一生物体不同发育时期的含水量不同
同一生物体不同 组织、器官含水 量不同
• 请同学们自主阅读教材20-21 页，思考一下问题：
• 水在细胞中以什么形式存在？ 具有哪些重要作用？
说一说
细胞中的存在形式：离子
1.组成细胞内复杂的化合物。Mg2+构成叶绿
作用： 素；Fe2+构成血红蛋白
2.维持细胞和生物体的生命活动。Ca2+太低，
引起肌肉抽搐
3.维持细胞渗透压、酸碱平衡。缓 冲溶液、生理盐水
• 摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的 危害？
•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？
• 细胞中的化合物包括哪两类？ 无机物：水、无机盐 有机物：蛋白质、核酸、糖类、脂质
第二章组成细胞的分子在？具有哪些重要作用？
• 2、为什么细胞中的无机盐含 量很少，作用却很重要？
• 右侧是某运动员饮料的化学成分表。 请回忆初中所学知识，结合此表讨论 以下问题。
键
运送营养物质和代谢废物
细胞中的无机物知识点总结
＜第五节细胞中的无机物＞、细胞中的水^1.细胞中含量最多的化合物是水1. 含量特点J.不同生物的含水量不同（含水量：水生生物＞陆生生物）3.同种生物，不同的生长发育时期含水量不同（含水量：幼年生物^4.同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同2. 存在形式：（1）自由水（95.5%）定义：以游离的形式存在，可以自由流动特点：易蒸发、不受束缚、可流动（2）结合水（4.5%）定义：与细胞内其他化合物相结合的水特点：不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性（与抗逆性有关）3. 生理功能（1）结合水：是细胞结构的重要成分｛①是细胞内的良好溶剂（2）自由水：②参与细胞内的生化反应1③为细胞提供液体生活环境（可调节体温，做温度缓冲剂）'④运送营养物质和代谢废物4. 自由水与结合水的相互转化（一般与温度有关）温度升高T自由水/结合水升高T细胞代谢旺盛T抗逆性减弱；温度降低T自由水/结合水降低T细胞代谢减弱T抗逆性增强。
5. 一些应用①种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。
②种子贮存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长贮存时间。
③烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。
④水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。
二、无机盐1. 无机盐在生物体中的含量：1%—1.5% （含量较少）2. 无机盐在生物体中的存在形式：①大部分以离子形式存在②少量的与其他化合物结合3. 作用：①构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分（例：铁、镁等）②维持细胞和生物体的生命活动（例：碘、钙、硼等）③维持细胞和生物体的酸碱平衡（例：乳酸）④维持细胞渗透压平衡（例：注射0.9%的生理盐水）三、植物必需元素的实验探究（1）对照组：植物+完全培养液T正常生长（2）实验组：正常生长T X不是必需的无机盐植物+缺X的完全培养液一Y ＞老年生物）加入X无机盐X是必需无机盐生长不正常■＞正常生T。
细胞中的无机物知识点
【说明】自由水和结合水之间可相互转化。
如当温度升高时自由
4．自由水和结合水的含量对生物的影响
（1）血液凝固时，血液中的（自由水）转变成（结合水）。
（2）自由水/结合水的比值（萌发的种子）高，新陈代谢速率（萌发的种子）高。
知识点二、细胞中的无机盐
1．含量：占细胞鲜重的1%～1.5%。
2．存在形式
(1)大多数以离子的形式存在。
3．生理作用
(1)某些化合物的组成成分。
如：I－—甲状腺激素的组成成分；Mg2＋—叶绿素的组成成分；Fe3＋—血红蛋白的组成成分；Ca2＋—骨骼、牙齿的重要成分；PO—ATP、NADP＋、核酸、磷脂的组成成分；N—构成蛋白质和核酸的必需元素。
(2)维持细胞和生物体正常的生命活动。
①钙：调节肌肉收缩和血液凝固，血液中钙离子含量太低，会使哺乳动物发生抽搐；钙离子含量过高，会引起肌无力。
②硼：能促进花粉的萌发和花粉管的生长。
缺少硼时常导致“花而不实”。
(3)维持细胞的渗透压，从而维持细胞的正常形态。
如K＋、Na＋对于人体细胞内外液渗透压的维持具有重要的意义。
(4)调节pH、维持细胞及动物体的酸碱平衡。
如H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4对于维持人体内环境pH的相对稳定具有重要作用。
细胞中的无机物 课件
2.材料 在激烈比赛中,足球运动员有时会出现肌肉抽搐的现象, 这是由大量钙离子随汗液流失引起的;硼能促进花粉的萌发和花粉 管的生长,缺少硼时常导致“花而不实”。
1.A、B分别表示哪种形式的水?它们分别有什么作用? 答案A表示自由水,其作用是:细胞内的良好溶剂;参与细胞内的 多种生物化学反应;为细胞提供液体环境;运送营养物质和代谢废 物。B表示结合水,是细胞结构的重要组成成分。
2.对种子分别进行晾晒和烘烤时,失去的水分相同吗? 答案不同。晾晒种子失去的是自由水,烘烤种子失去的是结合水。 3.自由水与结合水能否相互转化? 答案能。在处于正常的温度范围的活细胞中,温度降低时,自由 水会转化为结合水;温度升高时,结合水会转化为自由水。 4.请根据上述图解归纳自由水和结合水的相对含量与细胞代谢 强度的关系。 答案代谢活动旺盛,细胞内自由水/结合水比值大;代谢活动缓慢, 细胞中自由水/结合水比值小。
上述材料说明无机盐对于维持生物体的生命活动有着重要的意 义。
3.材料 生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶 液,常用的是质量分数为0.9%的NaCl溶液。人体的红细胞在生理 盐水中会保持原有的形态,在清水中会吸水涨破。
上述材料说明无机盐能调节人体的渗透压,维持细胞的正常形态。 4.材料 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,人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质, 可以中和这些变化。
误区警示Mg、Fe是组成细胞的元素,在动植物体内都含有,对于 Mg来说,最常涉及的功能是组成叶绿素,对于Fe来说,最常涉及的功 能是构成血红蛋白,因此,部分同学易误解成Mg只存在于植物细胞 中,Fe只存在于动物细胞中。
细胞中的无机物
细胞中的无机物
细胞中的无机物有水和无机盐。
1、无机化合物，与有机体无关，与有机化合物相对应，通常指不含碳元素的化合物，但包括含碳的碳氧化物、碳酸盐、氰化物、碳化物、碳硼烷、羰基金属、烷基金属，无机化学中研究的金属和其他含碳物种的有机配体配合物，简称无机物。
2、生物体内的无机物主要由水和无机盐组成，其中水可分为结合水和自由水。
结合水是细胞结构的重要组成部分，而自由水是一种良好的溶剂，可以运输物质，参与化学反应。
无机盐可分为离子和化合物。
离子是细胞正常的生命活动，化合物是细胞内化合物的重要组成部分。
3、无机化合物的命名应力求简洁准确地表达命名物质的组成和结构。
有必要使用元素、根或组的名称来表示物质中的每个成分；使用“化学介词”（起连接名词的作用）来表示物质成分之间的连接。
1。
高中生物-细胞中的无机物
细胞中的无机盐
1. 植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？
【提示】光合作用的正常进行不能缺少叶 绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的 元素之一就是Mg。Mg是叶绿素的组成元素 之一，因此，它对于光合作用具有重要意 义。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而 影响光合作用。
2. 有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为 什么缺Fe会导致贫血？ 【提示】人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋 白的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的 合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。
3.维持细胞的渗透压平衡 生理盐水， Na+和Cl-维持细胞外液的渗透压
【资料】医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液 （1）生理盐水的含义是什么？ 人体细胞所处液体环境中溶质的浓度。 （2）用高于或低于此浓度可以吗？为什么？ 不可以，高于这个浓度细胞会失水皱缩，低于这个浓度会吸水膨胀。 （3）在什么情况下需要使用生理盐水？ 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。
第2章 第2节
组成细胞的分子 细胞中的无机物
细胞中的水
水的存在形式 定义： 以游离形式存在、可自由流动的（95.5%）
自由水
相互 转换
特点： 易蒸发、不受束缚、可流动
1.是细胞内的良好溶剂
功能： 2.参与细胞内的生化反应
3.为细胞提供液体环境
4.运送营养物质和代谢废物
鲜鸡血（液态）
定义： 与细胞内的其他物质(蛋白质、淀粉等)相结合的（4.5%）
0.1
无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多
KH2PO4
0.1
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３.为什么要在运动员 的饮料中添加无机盐？
4.无机盐在细胞的生 活中起什么作用？
一、细胞中的水
水，生命之源，一个人在极限状况下，可以坚 持20天以上不不进食，但是缺水不能超过一天， 地球表面3/4的部分是水；细胞中含量最多的 化合物是水；许多国家的科学家都在为寻找火 星上的水而努力工作，既有成效又有争议。这 些事实说明水对于生命的重要性。水在细胞和 生物体具有什么样的功能呢？含量呢？
女 人 是 水 做 的 ？
2、水在细胞的存在形式
流水（液态）
（气态）蒸气
（固态） 白雪
面粉加水就能和成面团，说明淀粉具 有亲水性（对水具有亲合力的性能 ）
结合水： 与细胞内其他物质相结
合的水（4．5%）容易 流动，容易蒸发。
自由水： 以游离形式存在可以自
由流动（95 ．5% ）不 能自由流动，也不容易 散失
功能 ：组成细胞中的化合物
“腰酸背痛腿抽筋，请服**高钙片”
钙具有约束神经、肌肉活动的本领。 缺钙 引起神经肌肉的兴奋性增加
而导致痉挛。
功能 ：维持细胞和生物体的生命活动
富含钙的食物： 牛奶、豆制品、虾、芝麻
在正常情况下，人体内的 无机盐浓度为0.9%.
生 理 盐 水
为患者输入0.9%的氯化钠 溶液有利于维持机体的渗透 压平衡。
1、无机盐在细胞的含量和存在形式
含量 无机盐 1%~1· 5% 存在形式 多数为离子状态
阳离子： Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 阴离子： Cl 、SO4 、PO4 、HCO3 等。
23-
2、无机盐在细胞的功能
叶绿素分子
血红蛋白分子
血 红 蛋 白
（1）为什么缺铁会导致贫血？
(1).取甲.乙两植株，分别放在A.B两种培养液中培 养，A培养液元素齐全，B培养液只缺少待验证的元 素，其他配方与A培养液相同。观察甲.乙两植株的 生长情况。 (2).然后在B培养液中添加该元素，并进一步观察 乙植株的生长情况。
知识结构
水 细胞中的 无机物
含量: 作用: 自由水 存在形式:
结合水
第2章 组成细胞的分子
第5节 细胞中的无机物
问题探讨
运动员饮料中的化学成分 １.表中水含量多少? 成分 质量浓度/g.L哪些成分属于无机盐？ 1 含量如何？ 30 蔗糖 ２.无机盐以什么方式 10 其他糖类 存在于细胞中? 10 柠檬酸
柠檬香精 NaCl KCl NaH2PO4 KH2PO4 0.8 1.0 0.1 0.1 0.1
铁是血红蛋白的重要组分
（2）植物缺镁会影响光合作用，为什么？
镁是叶绿素的重要组分
人类贫血症中有缺少红细胞和缺少血红蛋白 两种类型，它们都可以导致贫血。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。 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。
1、细胞内生化反应的良好溶剂。
2、作为反应物参与细胞内一些反应。 3、运输营养和废物。 4、组成细胞的成分。（结合水）
5 、水是细胞生活的液体环境
“节水刻不容缓”、“节水从每个人做起”！
二、细胞中的无机盐
当你烘干一粒小麦种子，然后点燃 烧尽，最终会得到一些白色灰烬， 这些灰烬就是小麦种子里的无机盐。 人和动物体内也含有无机盐。
课后习题
1.细胞中含量最多的化合物是（ A、蛋白质 B、淀粉
C）
D、糖原
C、水
2.水在生物体的许多化学反应中充当∶（
A
）
A、溶剂
B、催化剂
C、载体
D、还原剂
3.下列离子中哪一种不是细胞需要的？ （ -； A、Cl B、Fe 2+； C、SO4 2- ； D、Pb 2+
D）
二.拓展题
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 生活环境维持在相对稳定的状态。
无机盐
存在形式:离子 作用:
教学反馈
1．活细胞中含量最高的化合物是：（ C） A、蛋白质 B、糖类 C、水 D、脂肪 2．生物体没有水就不能生活的根本原因是： （C ） A、水在细胞中以两种形式存在 B 、水在不同的生物中含量各不相同 C、细胞内的各种化学反应是在水中进行 D 、大部分水在细胞内可以自由流动 3．生物体内把营养物质运送到各个细胞，并把废物运送到有关器官排出体 外的物质是：（ C ） A、无机离子 B、载体 C、自由水 D、结合水 4．在细胞内，自由水的主要功能是： （D ） ①良好的溶剂； ②散热； ③维持细胞形态； ④运输 A、①② B、②③ C、①③ D、①④
2～4 g 心律异常
等
Addison病
I
Mg Cu Mn P
是形成甲状腺素的成分。
参与构成叶绿素，与酶的活性 有关，保持肌肉功能正常。
0.01～ 0.15 mg
0.2～0.4 g
甲狀腺舯 等
惊厥
麻木症
Wilson氏肝 脏豆核病
促进正常生长。
1～3 mg 贫血症；
卷毛综合与心肌的比较 形态 血液 液态
含水量% 83
心肌
坚韧的固态
79
血液是呈川流不息的液态状，而心肌是呈坚韧的 固态状，但是两者的含水量却很接近，这说明什么? 说明心肌中主要是结合水,血液中主要是自由水
自由 结合 (1)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。 (2)干燥的种子与萌发的种子相比，自由水/结合水的比值 萌发的种子 萌发的种子 ____________大，新陈代谢速率______________高。 两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞 的代谢速率
功能 ：维持生物体内的平衡
无机盐生理功能：
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) 维持细胞的渗透压和酸碱平衡。
提示：有机物可燃烧，无机盐不能燃烧。
无机盐
功能
每日 需要量
缺乏引起 的疾病
过量引起的 疾病
色素性肝变硬； 铁质沉著病
Fe
Ca
Zn
10～ 是血红蛋白、细胞色 素及含铁酶类的成分。 20 mg 促进牙齿和骨骼生长，凝 0.4～ 血作用，调节神经肌肉的 1.5 g
5．一个体重为200公斤的十岁男孩，其体内脂肪组织中，占细胞重量50%以上的 物质是（ B ） A、蛋白质 B、水 C、脂肪 D、糖类 6．下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是（ A ） A、休眠的蚕豆子叶细胞 B、玉米的胚乳细胞 C、洋葱根尖分生区的细胞 D、成熟柑橘的果肉细胞 7．生物新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内的结合水与自由水的比值（ B） A、升高 B、下降 C、不变 D、变化与此无关 8．下列各过程中所散失的水分中主要属于结合水的是： （ B ） A、种子收获后在晒干过程中散失的水 B、干种子烘烤过程中散失的水分 C、洋葱表皮细胞发生质壁分离所散失的水分 D、植物蒸腾作用散失的水分 9．人体某些组织含水量近似但形态不同，如心肌含水79%，而呈坚韧形态，血 液含水约83%而呈川流不息的形态，对这种差异的解释正确的是： （ D ） A、血液中全是自由水 B、血液中全是结合水 C、心肌中多是自由水 D、心肌中多是结合水
自由水/结合水比值高，代谢快。 自由水/结合水比值低，代谢慢。
① 刚收获的小麦种子经晒干后，质量会 减轻，在这一过程中主要减少的是什么 物质？是什么形式？
这一过程中主要减少的是水,是自由水形式
②如果将已经晒干的小麦种子加热是否会 有水产生？是什么形式？
将已经晒干的小麦种子加热有水产生,是结合水
3、水在细胞的功能
敏感性等。
缺铁性 贫血
骨骼畸形； 白內障；胆结石； 粥样硬化 抽搐
是若干跟消化有关的 酶的结构中心。
体液的主要组成成分，调 节体液滲透压。
使生长正常，保持肌肉功能正 常，维持离子浓度平衡、调节 体液滲透压。
10～ 侏儒症； 15 mg 生殖腺功
能受影响 Addison 病等
金属烟雾 发烧症
Na
K
1.6～ 5g
骨骼畸 形
运动失调
构成骨骼、牙齿、肌肉及血 1.2～2.7 g 液的重要元素，促进酶的活 动，形成ATP。 对胰岛素的生成是重要的。 0.05～ 0.2 mg
非正常的 葡萄糖代 谢
Cr
F
维持骨骼的结构，防止蛀牙。
2 mg
牙齿出现斑点
技能训练
查找资料,了解某一种植物(如小麦)生长 发育需要那些无机盐.设计实验,证明某一种或 某几种无机盐是这中植物生长发育所必需的.
1、水在细胞中的含量
生物 水母 鱼类 质量 分数 ％ 97 80～ 85 蛙 78 哺乳 高等 藻类 动物 植物 65 90 60～ 80
水生生物>陆生生物
同一生物不同生长发育期水的含量也不同
幼年生物>老年生物
生物 血液 肌肉 骨骼 质量 分数 ％
牙
唾液 脂肪
83
76
25
10
99. 5
20
同一生物，在不同的组织， 器官中，水含量也不相同。