資源簡介

組成細胞的分子
第二節細胞中的元素和化合物
教學目標
說出水在細胞中的存在形式和作用，認同其在生命活動中具有重要作用
舉例說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用
教學重點和難點
教學重點
水和無機鹽在細胞中的作用
教學難點
結合水的概念
無機鹽的作用
教學安排
教案、多媒體課件
教學過程
導入：問題探討
引導學生思考：我們喝的飲料主要給身體補水，水在細胞中起什么作用？表中哪些成分是無機鹽？為什么要在運動員喝的飲料中添加無機鹽？無機鹽在細胞的生命活動中又起什么作用
新課講授
細胞中的水
細胞中的水
特點1：構成活細胞化合物中水含量最多
特點2：生物種類不同含水量不同（水生＞兩棲類＞陸生）
特點3：同一生物體不同發育時期含水量不同（幼年＞成年＞老年，幼嫩細胞＞成熟細胞＞衰老細胞）
特點4：同一生物體不同組織器官的含水量不同
思考： 血液與心臟含水量相差無幾，但兩者的形態卻截然不同，這是為什么？
水在細胞中的存在形式及作用
水在細胞中的存在形式
結合水：與細胞內其他物質相結合的水（4.5%），如：蛋白質、多糖 特點：不容易流動，不容易蒸發。
自由水：以游離的形式存在，可以自由流動（95.5%） 特點：能自由流動，容易散失。
判斷：以下實例中水主要以什么形式存在？
（A） 切西瓜時流出的瓜汁水 （B）新鮮小麥種子曬干時丟失的水 （Ｃ）小麥烘烤時丟失的水
（D）雞蛋清里的水 （Ｅ）漿糊中的水
以自由水方式存在的有：Ａ、Ｂ　　 以結合水方式存在的有：C、D、E
2.水在細胞中作用
（1）自由水： ①細胞內良好的溶劑 ②運輸營養物質和代謝廢物 ③參與生物化學反應
④為細胞提供液體環境維持細胞形態 增強細胞代謝
（2）結合水：組成細胞結構的重要成分
增強細胞抗逆性(如：植物的抗旱、抗寒等。)
3.水的理化性質與水分子結構的關系
①水是極性分子,帶正電荷或負電荷的分子（或離子）都容易與水結合因此水是良好的溶劑。
②水分子之間的氫鍵易被破壞，也易形成，這樣水中的氫鍵不斷地斷開，又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體的狀態，具有流動性。
③由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，可作為熱的緩沖劑。這就意味著水的溫度相對不容易改變，水的這種特性，對于維持生命系統的穩定性十分重要。
水的含量與代謝和抗逆性的關系
正常情況下，細胞內自由水所占的比例越大，細胞代謝越旺盛；而結合水越多，細胞抵抗干旱和寒冷等不良環境的能力越強。
血液凝固時，血液中的（ 自由水 ）轉變成（ 結合水 ），說明自由水和結合水可以自由轉換。
結合水 種子萌發時，溫度升高；種子休眠時，溫度降低
1.剛收獲的小麥種子，農民往往將其曬干后儲存的，在這個過程中，種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？減少自由水含量，降低新陳代謝水平，便于儲藏。失去大量自由水的種子仍具有活性,浸泡后還能萌發
2.如果將曬干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠，該過程中丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？
干種子已經失去自由水，這時形成的水珠是結合水
失去結合水的細胞，失去生理活性
3.冬小麥在冬季來臨時，結合水增多，自由水減少增強抗凍能力。
4.衰老的細胞內水分含量減少，細胞萎縮，體積減小，細胞代謝速率減慢。
細胞中的無機鹽
1.含量：很少，僅占細胞鮮重的1％～1.5％。
2.存在形式：細胞中大多數無機鹽以離子的形式存在，少數以化合物形式存在
含量較多的陽離子： Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
含量較多的陰離子： Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
3.生理作用
①無機鹽是細胞中復雜化合物的重要組成成分
鎂是葉綠素的重要成分；鐵是血紅素的重要成分
CaCO3是動物和人體的骨骼、牙齒中的重要成分
PO43-參與構成ATP分子。還參與構成生物膜(如:細胞膜、核膜)中的磷脂。
②維持細胞和生物體的生命活動
哺乳動物血液中Ca2+太低時，會出現抽搐現象。含量過高，會引起肌無力。
③維持細胞的酸堿平衡
緩沖對：H2CO3/ NaHCO3 NaH2PO4/Na2HPO4
④維持細胞滲透壓平衡
滲透壓：溶液中溶質微粒對水的吸引力，其大小取決于單位體積中溶質微粒的數目
患者到醫院輸液，用的是質量分數為0.9%的氯化鈉溶液。
如：多細胞動物細胞，Na+主要維持細胞外液滲透壓 K+主要維持細胞內液滲透壓
4.探究無機鹽X是否為植物生長發育所必需
甲組：實驗組，
乙組：對照組；
實驗中應保證實驗組和對照組中實驗材料的統一性，即材料的種類、生長狀況等相同；
實驗組中加入Fe的目的是二次對照，使實驗組前后對照，以增強說服力。
該方案也可用于檢測某種礦質元素是否是植物正常生長的必需元素。
每組放入的植物不能是一株，因為一株植物存在偶然性。
課堂小結
課堂練習
1．人患急性腸胃炎時，往往會有抽搐的癥狀，原因是(　　)
A．失水過多 B．炎癥造成人體吸收糖類減少
C．炎癥造成人體吸收無機鹽(如鈣)減少 D．炎癥造成人體吸收氨基酸減少
2.下列關于細胞中無機化合物的敘述，正確的是（ ）
A. 自由水是生化反應的介質，不直接參與生化反應
B. 結合水是細胞結構的重要組成成分，主要存在于液泡中
C. 無機鹽參與維持細胞的酸堿平衡，不參與有機物的合成
D. 無機鹽多以離子形式存在，對維持生命活動有重要作用
3.關于生物體內水和無機鹽的敘述，不正確的是（ ）
A.體內參與運輸營養物質和代謝廢物的水是自由水
B.某些無機鹽是組成DNA、RNA和纖維素的必需成分
C.哺乳動物的血液中Ca2+含量過低，會出現抽搐現象
D.細胞中自由水和結合水的比例不是固定不變的
4.華北某地區經常出現蘋果小葉病，有人認為是土壤中缺鋅引起的，有人認為是土壤中缺鎂引起的，現有如下材料，請你完成下列實驗，探究上面猜測哪個正確？
材料用具：三株長勢相同的蘋果幼苗、蒸餾水、含有植物必需元素的各種化合物。
實驗原理：任何一種必需元素在植物體內都有一定的作用，一旦缺乏，就會表現出相
應的癥狀，根據全素培養和相應缺鋅、缺鎂的培養對蘋果生長發育的比較，判斷小葉
病的病因。方法步驟：
（1）首先配制全素培養液和相應的缺鋅培養液和_____培養液，分別放入三個培養缸并編號為A、B、C。
（2___________________________________________________。
（3）放在適宜的條件下培養一段時間，________________________。
（4）結果預測和分析：
① 缸內的蘋果幼苗正常生長。
②若B缸內蘋果幼苗表現出小葉病，而C缸沒有，則說明_______________________ 。
③若_____________________________________，則說明蘋果小葉病是由缺鎂引起的。
④若_________________________，則說明蘋果小葉病既與缺鎂有關，又與缺鋅有關。
⑤若__________________________________，則說明蘋果小葉病與缺鎂、缺鋅都無關。
教學反思
水和無機鹽內容相對單一，知識結構簡單，學生以自學為主，教師適當進行點撥，在結合水和自由水的功能時通過舉例讓學生感知區別加深記憶。無機鹽部分幫助學生理解游離態無機鹽和化合物無機鹽的功能。

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