資源簡介

第二章 組成細胞的分子
第二節 細胞中的無機鹽
學習目標\教學目標
1.通過分析水的分子結構，能從結構與功能相適應的視角說明水在細胞中的存在形式和作用；認同水在生命活動中的具有重要作用。
2.通過分析資料、思考與討論，能舉例說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。
3.通過學習水和無機鹽在生命活動中的重要作用，能形成節水環保的“綠色生活”理念和健康飲食的生活習慣。
教學重點
水和無機鹽在細胞中的作用。
教學難點
1.結合水的概念。
2.無機鹽的作用。
教學方法
講授、演示、視頻播放、小組討論。
教學過程
【新課導入：情景設置，導入新課】
觀看視頻《水和無機鹽》，通過視頻，分析水和無機鹽的基本情況，激發學生的學習興趣。
【新課講授】
問題探究：通過問題探究，對比表格數據，小組討論調動學生的積極性和主動性。
展示某種運動員飲料的化學成分表。請回憶初中所學知識，結合此表討論以下問題：
1.喝飲料主要是給身體補充水。水在細胞中起什么作用？
提示：水在細胞中的作用主要表現在以下幾個方面。水是細胞結構的重要組成成分；水是細胞內的良好溶劑，許多物質必須溶解在水中，細胞內的許多化學反應也都需要水的參與；多細胞生物體的絕大多數細胞必須浸潤在以水為基礎的液體環境中；通過水在生物體內的流動，可以把營養物質運送到各個細胞，同時，也把各個細胞在代謝中產生的廢物運送到排泄器官或者直接排出體外。總之，各種生物體的一切生命活動，都離不開水。
2.表中哪些成分屬于無機鹽？為什么要在運動員喝的飲料中添加無機鹽？無機鹽在細胞的生活中起什么作用？
提示：表中的氯化鈉、氯化鉀、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、碳酸氫鈉等都屬于無機鹽，它們在飲料中以離子的形式存在。運動員在運動中會大量出汗，出汗時人體會排出大量無機鹽, 所以要給他們補充無機鹽。無機鹽可以調節細胞的生命活動，也是許多有機物的重要組成成分。
一、細胞中的水
1.水在細胞中的含量如何？
展示細胞中各種化合物所占比例表格，小組討論，分析材料，得出結論。
結論：水是細胞中含量最多的化合物。
展示不同生物含水量不同的圖片，小組討論，分析材料，得出結論。
結論：不同生物體含水量有所差別（水生＞陸生）。
展示人體不同年齡時期的含水量不同的圖片，小組討論，分析材料，得出結論。
結論：同種生物體在不同生長發育期含水量不同。
展示人體不同器官含水量不同的圖片，小組討論，分析材料，得出結論。
結論：同一生物個體不同組織、器官含水量不同。
展示血液和心肌的圖片以及二者比較的表格，引導學生分析材料，思考，討論并回答問題。
提出問題：血液是流動的，心肌是堅實的，為什么兩者含水量相近，一個是流動的一個固態的？
結論：血液中水主要以自由水的形式存在，心肌細胞中水主要以結合水的形式存在。
2.在細胞內水以什么形式存在？
教師組織學生閱讀教材，分組合作，共同完成表格并進行展示。
學生閱讀教材，小組討論，完成下面表格。
問題探究，小組討論。
（1）農民曬干葵花籽與炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？
提示：自由水、 結合水。
（2）比較新鮮種子和干種子誰的新陳代謝相對旺盛？
提示：一般而言，自由水含量越高，代謝越旺盛。
（3）同體積的水和同體積水的果汁放入冰箱中誰最先結冰？
提示：水。
（4）根據問題（3），自由水多還是結合水多生物體的抗旱、抗寒、抗熱能力強？
提示：結合水含量越高的生物體，抗性相對較強。
教師展示沙漠植物和熱帶雨林植物圖片，提出問題，引導學生思考，分析植物的含水量和抗逆性。
提出問題：哪種植物結合水含量多？哪種植物抗逆性強呢？
學生思考并回答，并得出結論。即結合水含量越高，抗逆性相對越強
知識點梳理：
（1）自由水的比例高——代謝活躍。
（2）結合水的比例高——代謝下降，抗逆性（動植物抗旱，抗寒，抗熱性能）提高，以適應不良條件（如：動物的冬眠）。
。
（3）含水量與代謝強度
比值大小決定了細胞或生物體的代謝強度，比值大自由水含量相對較多，代謝越強反之，代謝越弱。
（4）含水量與生物抗逆性
比值越小，結合水相對較多，抗逆性越強。
過渡：展示北極熊和種子萌發圖片。提出問題：在種子的萌發與休眠中，結合水和自由水又是怎么變化的？進而分析自由水和結合水的轉化。
3.自由水與結合水的關系
（1）在一定條件下自由水和結合水可相互轉化。
強調：溫度高時，結合水就能擺脫束縛而成為自由水
（2）兩者的相對含量（自由水/結合水）和生物組織的代謝速率相關：
自由水多，自由水/結合水比值高，代謝快，抗逆性減弱；
自由水少，自由水/結合水比值低，代謝慢，抗逆性增強。（如種子萌發和種子的休眠）
二、細胞中的無機鹽
閱讀教材P21“細胞中的無機鹽”，并填空。
1.存在形式
大多數：以_________________形式存在，如：陽離子：Na+、K+、Ca2+、Fe2+、 Fe3+、Mg2+等，陰離子：CI-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
少量：以____________________形式存在，如：牙齒和骨骼中的鈣。
2.含量：很少，占細胞鮮重的_____________。 。
資料分析，小組討論，得出結論。
（1）植物缺鎂會影響光合作用，為什么？
提示：鎂是葉綠素的重要組分。
（2）為什么缺鐵會導致貧血？
提示：鐵是血紅蛋白的重要組分。
（3）植物體缺P常表現為生長發育不正常，為什么缺P會影響其生長發育？
提示：P是組成細胞膜、細胞核的重要成分，也是細胞必不可少的許多化合物的成分。
結論：無機鹽是一些化合物的重要組成成分。
資料分析，小組討論，得出結論。
資料一： 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，因此，當大量出汗排出過多的無機鹽后，應多喝淡鹽水。
資料二：哺乳動物血鈣太低時，會出現抽搐現象，相反， Ca2+含量太高，會引起肌無力，甚至心臟、呼吸衰竭。
結論：無機鹽可以維持細胞和生物體的生命活動
過渡：各種蛋白質對于pH的改變異常敏感，人體血漿pH降低0.5個單位，立即發生酸中毒。
資料三：食物（蔬菜、水果）中往往含有一些堿性物質（如Na2CO3），人吃后體內血液的pH一般不會有較大的變化；劇烈運動產生了酸性物質（如乳酸），我們血液的pH一般也不會有較大變化。為什么？
結論：無機鹽可以維持細胞的酸堿平衡。
資料四：某人生病到醫院輸液，你知道用的生理鹽水是多少濃度的？為什么要配制這一濃度，用0.09%或9%濃度可以嗎？為什么？
學生回答：用質量分數為0.9%的氯化鈉溶液。在正常情況下，人體內的無機鹽濃度為0.9%。為患者輸入0.9%的氯化鈉溶液有利于維持機體的滲透壓平衡。當使用0.09%的溶液時，細胞會漲破；當使用9%的溶液時，細胞會皺縮。
結論：無機鹽可以維持細胞的滲透壓平衡。
知識點梳理：
小結：無機鹽在細胞中的含量很少，但是作用很大。
三、課堂練習
1.下列關于細胞中無機鹽的敘述，正確的是（ ）
A.在細胞中主要以化合物的形式存在
B.維持細胞內液體的酸堿平衡
C.細胞內含量多
D.都屬于細胞中的微量元素
提示：無機鹽在細胞中主要以離子的形式存在，A錯誤；某些無機鹽可以維持細胞內液體的酸堿平衡，B正確；與水不同，無機鹽是細胞內含量很少的無機物（教材P21），C錯誤；Mg2+是葉綠素的必要成分，但Mg屬于大量元素，D錯誤。
2.蘋果含有Zn，Zn是形成與記憶力息息相關的蛋白質不可缺少的元素。兒童缺Zn會導致大腦發育不完善，因此，蘋果又被稱為“記憶之果”。這說明無機鹽離子的作用是（ ）
A.對維持酸堿平衡有重要作用
B.對維持細胞形態有重要作用
C.對調節細胞滲透壓有重要作用
D.對維持細胞和生物體的生命活動有重要作用
提示：Zn是形成與記憶力息息相關的蛋白質不可缺少的元素，兒童缺Zn會導致大腦發育不完善，這說明Zn對于維持細胞和生物體的生命活動具有重要作用。
3.水、無機鹽是人體所必需的物質。下列敘述錯誤的是（ ）
A.嘔吐、腹瀉的病人,需及時補充葡萄糖鹽水
B.運動出汗后,只需要補充不含無機鹽的水
C.缺鈣引起的肌肉抽搐，可通過增加戶外活動、合理膳食得到改善
D.鐵攝入不足可導致血紅蛋白合成減少而發生貧血，需適量補鐵
提示：結合水的存在形式主要是水與蛋白質、多糖等物質結合。自由水的功能為細胞內良好的溶劑、維持細胞形態、運送營養物質和代謝廢物等。溫度升高，結合水可以轉化為自由水，但是細胞生存需要適宜的溫度,溫度不能過高，A錯誤；植物光合作用需要水和二氧化碳，水作為“反應物”，B正確；冬季來臨，結合水/自由水的值增大，細胞代謝水平減弱，但抗逆性增強，C錯誤；結合水是細胞結構的重要組成部分，如果這部分水失去會導致細胞死亡，D正確。
四、課堂小結
本節課中點講述了細胞中的水和無機鹽的分類及作用。
板書設計：
第二節 細胞中的無機鹽
一、細胞中的水
1.水的存在形式：自由水、結合水
2. 水的含量及重要作用
二、細胞中的無機鹽
1.無機鹽的含量
2.無機鹽的存在形式：離子
3.無機鹽的功能

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