資源簡介

(共33張PPT)
無機鹽水第二章 第2節細胞中的無機物火星湖泊和海洋沉積巖
火星表面可以清晰看到水的跡痕
科學家們為什么那么努力的在火星上尋找水？火星上有水意味著什么？
一、細胞中的水
最早的生命在海洋中孕育
干燥種子必須吸足水才能萌發
人的胚胎需要浸潤在羊水中發育
仙人掌的變態莖中貯存著大量的水分
·生命活動離不開水
細胞中各種化合物所占比例 化合物 水 無機鹽 蛋白質 脂質 糖類 核酸
所占比例% 85-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 水是構成細胞的重要成分，也是活細胞中含量最多的化合物。
看表討論
（一）細胞中水的含量
水母97%
藻類90%
魚類80-85%
蛙78%
高等植物
60-80%
哺乳動物65%
1、不同生物體內含水量是否一樣？
2、有哪些特點呢？
（1）生物體的含水量隨著生物種類的不同有所差別。
（2）含水量：水生生物＞陸生生物
（一）細胞中水的含量
人體中幾種不同器官或組織中水的含量 組織器官 牙齒 骨骼 骨骼肌 心肌 血液
所占比例% 10 22 76 79 83
同種生物，在不同的組織、器官中的含水量不同
（一）細胞中水的含量
在不同的生長發育時期，含水量有何特點？
思考
幼兒＞老人
幼嫩細胞＞成熟細胞＞衰老細胞
（一）細胞中水的含量
都說“女人是水做的”，這句話對嗎？
生物種類不同，含水量不同
水生生物＞陸生生物
同一生物在不同的生長發育時期，含水量不同
幼兒＞成人＞老年
幼嫩細胞＞成熟細胞＞衰老細胞
同種生物，不同組織、器官的含水量不同
（一）細胞中水的含量
細胞中的水
含量：水是構成細胞的重要成分，也是活細胞中含量最多的化合物。
生物體含水量的特點：
（二）細胞中水的作用
許多種物質都能溶解在水中，這說明水是細胞內的 。
水是光合作用的原料，說明細胞內的自由水可作為 ，參與許多 。
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，說明 。
水在生物體內的流動(如血液)，可把其中溶解的營養物質運輸到各細胞，同時把細胞代謝廢物運送到排泄器官或者直接運輸到體外，這說明水具有 的功能。
良好溶劑
反應物
生化反應
水為細胞提供液體環境
運輸營養物質和代謝廢物
水為什么能成為細胞內良好的溶劑呢？它又為什么具有支持生命的獨特性質呢？
H
H
O
水分子的空間結構及電子的不對稱分布，使得水分子成為一個極性分子。
帶有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。
（極性溶劑易溶解極性溶質）
O
H
H
：
：
δ+
δ-
109°
水為什么能成為細胞內良好的溶劑呢？它又為什么具有支持生命的獨特性質呢？
氫鍵不斷地斷裂，又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體狀態，具有流動性。
同時，由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，因此水的溫度相對不容易發生改變。
氫鍵
水為什么能成為細胞內良好的溶劑呢？它又為什么具有支持生命的獨特性質呢？
1）極性分子——良好溶劑
2）氫鍵易斷又易形成——流動性
（運輸溶解在水中的養料和廢物）
3）有氫鍵——較高比熱容，溫度相對不容易發生改變
（維持生命系統的穩定性）
總結
氫鍵
含水量：79%
含水量：83%
心臟和血液的含水量很接近為何心臟呈堅韌的形態而血液卻呈流動的液態？
對比分析
結合水
自由水
與細胞內的其他物質_________的水。
占細胞內全部水分的______。
以______形式存在、可__________的水。
占細胞內全部水分的_______。
結合水
自由水
相結合
4.5%
游離
自由流動
95.5%
是細胞結構的重要組成成分！
（三）細胞中水的存在形式
易蒸發、不受束縛、可流動
特點：
不易散失、含量穩定、失去流動性
特點：
失去結合水意味著細胞結構遭到破壞，會導致細胞死亡
（1）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
即時小練
（2）曬干的種子浸泡能否發芽？
烘干的種子浸泡能否發芽？
大量失去自由水種子仍能保持生理活性。
細胞結構被破壞，不能恢復。
自由水
自由水
結合水
結合水
能
不能
鴨血凝固又是____ 水轉變成____ 水
為什么新鮮的雞蛋清呈液態膠狀，臭雞蛋清呈相對更“稀”的液態？
那是因為在新鮮的雞蛋清中的水與蛋白質結合在一起，形成液態膠體，這時的水為結合水，是細胞和生物體的組成成分；而臭雞蛋中的蛋白質被微生物分解成小分子物質，使這部分結合水釋放出來，轉變為自由水。
結合水
自由水
自由水
結合水
由此可見自由水
與結合水可互相
轉換
（1）為什么收獲的種子要曬干以后才能貯藏？
減少自由水的含量，降低新陳代謝
（2）為什么經水泡漲的大豆才能萌發？
增加自由水的含量，參與細胞代謝
分析討論
自由水/結合水比例越大，細胞的代謝強度越大
（3）結合以上問題，說明自由水所占比例與代謝強度之間的關系
【情境1】將剛收獲的新鮮大豆種子在陽光下曬干，重量會減輕。干燥后的大豆種子浸泡后在適宜的條件下，仍能萌發成幼苗。
分析討論
【情境2】取等量的西瓜汁和雞蛋清置于相同的開放環境下，西瓜汁蒸發得快，如果放入冰箱中，西瓜汁先結冰。
（1）西瓜汁和雞蛋清中的水分分別主要以什么形式存在
自由水 結合水
（2）以上現象說明，與自由水相比，結合水有什么特點
結合水可以幫助細胞抵抗不良環境
（3）由以上實驗結論可推測，和熱帶植物相比，沙漠植物和寒帶植物哪種形式的水比例更高
結合水
（4）總結結合水的比例與抗旱抗寒能力（即抗逆性）的關系
結合水/自由水的比例越大，細胞的抗性能力越強
1.在一定的條件下，結合水與自由水可以相互轉換
（新鮮雞蛋變臭雞蛋；鴨血凝固）
2. 自由水多 代謝旺盛 (萌發的種子vs干種子)
結合水多 抗逆性強（西瓜汁vs雞蛋清）
兩者的相對含量(自由水/結合水)影響生物組織細胞的代謝速率
（四）自由水與結合水的關系
結合水
自由水
自由水/結合水比值高，代謝快。
自由水/結合水比值低，代謝慢。
將骨和小麥的種子燒盡 , 最終都會得到一些灰白色的灰燼 , 請問這些灰燼是什么呢
無機鹽
成分 質量濃度/g.L-1
蔗糖 30
其他糖類 10
檸檬酸 10
檸檬香精 0.8
NaCl 1.0
KCl 0.1
NaH2PO4 0.1
KH2PO4 0.1
NaHCO3 0.1
１.表中哪些成分屬于無機鹽？含量如何？
２.無機鹽以什么方式存在于細胞中？
３.為什么要在運動員的飲料中添加無機鹽？無機鹽在細胞的生活中起什么作用？
　
運動員飲料中的化學成分
—— 大多數以離子形式存在
陽離子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、
Fe3+等。
陰離子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
很少，僅占細胞鮮重1％－1.5％
——少數以化合態形式存在
二、細胞中的無機鹽
（一）存在形式
（二）含量
（三）細胞中無機鹽離子的作用
該材料說明：無機鹽是_____________________________
某些化合物的重要組成成分
植物體缺鎂會影響光合作用，為什么？
有一種貧血癥叫做缺鐵性貧血癥，為什么缺鐵會導致貧血？
鐵是制造血紅蛋白的主要原料之一。缺乏鐵時，血紅蛋白就不能合成，從而發生缺鐵性貧血。
光合作用不能缺少葉綠素，鎂是葉綠素的組成元素之一，因此，缺鎂時葉綠素的形成受到阻礙，從而影響光合作用。
（三）細胞中無機鹽離子的作用
現在許多食鹽都是加碘的。為什么要在食鹽中加碘呢？
該材料說明：無機鹽對于_______________
_______________有重要作用。
材料2：①足球運動員在激烈比賽中有時會出現肌肉抽搐的現象，這是隨著汗液丟失了大量鈣離子引起的；
②硼能促進花粉的萌發和花粉管的生長，植物缺硼往往“花而不實”。
維持細胞和生物體
的正常生命活動
材料3:生理鹽水是指與哺乳動物血液和淋巴等滲的無機鹽溶液，常用的是質量分數為0.9%的氯化鈉溶液。人體的紅細胞在生理鹽水中會保持原有的形態，如果放到高濃度鹽溶液中，就會皺縮，如果放到清水里，就會吸水膨脹。
9%
清水
皺縮
膨脹
該材料說明：無機鹽能調節人體的_________，維持細胞的_________。
滲透壓
正常形態
（三）細胞中無機鹽離子的作用
材料4：人體代謝過程中產生的一些代謝物質會改變體液的酸堿度，人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸堿緩沖物質，可以中和這些變化。
該材料說明：無機鹽對于維持人體內環境的_________相對穩定具有重要作用。
酸堿平衡
進行激烈運動時，會感到腰酸、膝蓋酸等。這是因為運動時產生了乳酸，但體液的pH沒有因此而降低，為什么？
（三）細胞中無機鹽離子的作用
乳酸＋NaHCO3=乳酸鈉＋H2CO3
CO2＋H2O
緩沖對：H2CO3/HCO3-
H2PO4-/HPO42-
1. 細胞某些復雜化合物的重要組成成分
2. 維持細胞和生物體的生命活動
3. 調節人體滲透壓以及維持細胞正常形態
4. 維持細胞和生物體的酸堿平衡
無機鹽在細胞中的功能
成分 質量濃度/g.L-1
蔗糖 30
其他糖類 10
檸檬酸 10
檸檬香精 0.8
NaCl 1.0
KCl 0.1
NaH2PO4 0.1
KH2PO4 0.1
NaHCO3 0.1
１.表中哪些成分屬于無機鹽？含量如何？
２.無機鹽以什么方式存在于細胞中？
３.為什么要在運動員的飲料中添加無機鹽？無機鹽在細胞的生活中起什么作用？
　
運動員飲料中的化學成分
運動員在運動中大量出汗，會排出大量無機鹽，所以需要補充無機鹽。無機鹽可以維持細胞的生命活動，也是許多有機物的重要組成成分。
在患急性腸炎時，要及時注射0.9%的生理鹽水。
不慎受外傷時，要用0.9%的鹽水清洗傷口。
在高溫作業時，要喝淡鹽水。
以上三種做法的主要原因依次是（　）
①消毒 ②維持水分的代謝平衡 ③維持無機鹽的代謝平衡 ④降溫 ⑤細胞的的等滲溶液有清潔作用
A、 ① ② ④
B、 ③ ② ⑤
C、 ② ⑤ ③
D、 ② ③ ④
與 生 活 的 聯 系
調節人體滲透壓以及維持細胞正常形態
1、某地區曬干的小麥種子的含水量約為 14%, 此時活細胞內水分………（ ）
　　A. 全部為自由水 B. 全部為結合水
　　C. 主要為自由水　　　D. 主要為結合水
2、下列植物細胞中結合水的相對含量最大的是（ ）
A.休眠的蠶豆種子
B.玉米的葉肉細胞
C.洋蔥的正在分裂的細胞
D.成熟柑橘的果肉細胞
D
A
課堂小練
3、一頭牛突然得病，并且發生全身抽搐，獸醫除必須對癥下藥外，還需注射一定量的（ ）
　A. 生理鹽水 B. 葡萄糖液
　　C. 葡萄糖酸鈣　　　D. 淀粉和蔗糖
4、已知Mn2+是許多酶的活化劑，例如能激活硝酸還原酶，缺Mn2+的植物就無法利用硝酸鹽，這說明無機鹽離子（ ）
A.對維持生物體生命活動有重要作用
B.對維持細胞形態有重要作用
C.對維持酸堿平衡有重要作用
D.對調節細胞內外的滲透壓有重要作用
A
C
課堂小練《細胞中的無機物》教學設計
[課標分析]
普通高中生物學課程標準(2017版2020年修訂)強調學生在本節課的學習中要形成“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”的核心概念，構建“細胞由多種多樣的分子組成，包括水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸等，其中蛋白質和核酸是兩類最重要的生物大分子”這一次級概念，并能夠“指出水大約占細胞重量的2/3，以自由水和結合水的形式存在，賦予了細胞許多特性，在生命活動中具有重要作用”，能夠“舉例說出無機鹽在細胞內含量雖少，但與生命活動密切相關”這兩個重要概念。
[教材分析]
本節課是新人教版必修一《分子與細胞》第2章組成細胞的分子第2節的內容。本節主要內容包括細胞中的水、水的存在形式、細胞中的無機鹽、無機鹽的存在形式、作用。本節內容是對第一節細胞中的元素和化合物的補充與升華﹐同時下啟第四章《細胞的物質輸入和輸出》中無機鹽Na+、K+等離子的運輸方式，以及無機鹽在維持細胞的酸堿平衡、滲透平衡等方面的知識。　
本節的主要內容是“水和無機鹽在細胞中的存在形式和生理作用”。細胞中的水，存在形式上包括自由水和結合水，教材通過對二者作用的分析，得出了水的作用；細胞中的無機鹽，教材則主要結合各種實例加以分析，得出其主要作用。從知識內容上看，本節難度不大，可以引導學生進行以“分析資料”為主的學習。教學過程中聯系生活實際，貫穿著“資料分析”，提供學生主動學習的機會，使學生通過自己的分析、交流獲得知識、發展能力。
[學情分析]
知識水平：通過對前面一個章節以及本章其他小節的學習，學生對構成細胞的物質已經有了一定的了解，學生對于水的認識比較豐富，許多概念來自生活中的經驗，但是站在活細胞的角度去看，學生的認識還有需要補充、糾正和待完善的地方。
心理水平：高一學生處于皮亞杰認知發展階段理論的形式運算階段，具備了一定的認知能力，思維的目的性、連續性和邏輯性已初步建立，能獨立思考，對生活現象提出疑問，并通過多種途徑找出解決問題的辦法。同時經過之前課程的學習，學生已經具備了群體討論并大膽說出自己的觀點以及理論依據的能力。盡管學生對探究未知事物有激情，但往往對探究的目的性及過程，結論的形成缺乏理性的思考，因此需要教師的引導。
人際交往：高中階段的學生，人際交往不復雜，愿意和同學交流分享，建立合作關系。
[教學目標]
通過舉例生活中的現象，學生能夠說出水和無機鹽在細胞中的存在形式及作用，認同細胞是由多種元素和化合物構成的生命系統，以及生命的物質性，認同水和無機鹽對生命活動的重要意義，進一步形成穩態與平衡相適應的觀點。（生命觀念）
通過分析表格數據、提取文字內容、概括歸納等方法，學生能夠深化對闡明水和無機鹽在細胞中的作用的理解，培養搜集處理信息以及表達交流能力，發展科學思維。（科學思維）
通過關注水和無機鹽在生物體中的重要作用，樹立節約和保護有限的水資源的觀念，樹立關注人類健康的觀念。（社會責任）
[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。　
[教學策略]
本節課我采用啟發式、討論式以及講練結合的教學方法，以問題的提出、問題的解決為主線，充分引導學生思考總結，推進教學目標的完成。另外，在教學過程中，我采用多媒體輔助教學，以直觀呈現教學素材，從而更好地激發學生的學習興趣，增大教學容量，提高教學效率。針對學生的知識基礎、認知規律和心理發展特點，在學生的學法上可采用觀察與比較、思考與討論、分析與歸納三種方法。
[教學手段]
教學方法：以講授法和問答法為主
教學工具：PPT、多媒體
[教學過程]
教學環節 教師活動 學生活動 設計思想達到目標
導入 上節課我們學習了組成細胞的元素和化合物，組成細胞的化合物根據化學性質的不同，可分為有機化合物和無機化合物，今天我們就來學習細胞中的無機化合物。
課堂講授 細胞中的水 （一）導入 1、圖片展示火星中水的存在痕跡，提問：科學家們為什么那么努力的在火星上尋找水？火星上有水意味著什么？ 2、展示各種生物依賴于水生存的圖片，引導學生思考，并得出結論——生命活動離不開水 （二）細胞中水的含量 1、看資料，引導學生說出 （1）活細胞中含量最多的化合物是水，水是構成細胞的重要成分。 （2）不同生物的含水量不同：水生生物>陸生生物 （3）同種生物，在不同的組織、器官中的含水量不同 （三）細胞中水的存在形式及相互轉化 1、給出資料讓學生思考：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？ 2、引出自由水與結合水的概念，指導學生閱讀教材，總結細胞內水的兩種存在形式及含量，并補充二者的特點。 3、通過舉實例讓學生練習自由水與結合水的區分 （四）細胞中水的作用 1、教師通過投影一組填空題，引導學生閱讀資料并分析得出水在細胞中的作用的結論。 2、解釋“”水為什么能成為細胞內良好的溶劑呢？它又為什么具有支持生命的獨特性質呢？ （五）細胞中水的相互轉化 1、提問：為什么新鮮的雞蛋清呈液態膠狀，臭雞蛋清呈相對更“稀”的液態？引出“自由水和結合水可以轉化”概念 2、分析討論： （1）為什么經水泡漲的黃豆才能萌發？ （2）為什么收獲的種子要曬干以后才能貯藏？ （3）比較新鮮種子和干種子誰的新陳代謝相對旺盛？ （4）根據以上問題回答自由水多還是結合水多生物體的抗旱、抗寒、抗熱能力強？ 6、總結自由水/結合水與代謝的關系 觀察圖片，思考問題，得出結論——生命活動離不開水 觀看資料并思考，回答問題 閱讀教材，理解自由水與結合水的概念 思考并回答問題 分析資料并討論，得出水在細胞中的作用，理解理解水是良好溶劑的原因 思考并回答問題，得出——代謝越旺盛，自由水含量越高；結合水含量越高，抗性相對較強的結論。 吸引學生的注意力，以豐富的材料，讓學生獲得感性認識——生命離不開水 讓學生通過表格總結問題的答案，培養學生分析表格的能力。 通過比較自然過渡 通過舉例加深學生對自由水和結合水概念的區別 結合實例,逐步引導學生掌握自由水的四個功能，通過講解，使學生理解水是良好溶劑的原因，形成結構與功能觀 結合實例講解自由水和結合水的轉換 結合實例使學生理解代謝與自由水/結合水的關系
課堂講授 二、細胞中的無機鹽 （一）導入 1、提問：將骨和小麥的種子燒盡 , 最終都會得到一些灰白色的灰燼 , 請問這些灰燼是什么呢 2、利用教材“問題探討”的資料，以：（1）表中哪些成分屬于無機鹽？含量如何？（2）無機鹽以什么方式存在于細胞中？（3）為什么要在運動員的飲料中添加無機鹽？無機鹽在細胞的生活中起什么作用？這三個問題引入無機鹽知識的講解 （二）無機鹽的存在形式、含量 1、指導學生自主閱讀教材，找出無機鹽的存在形式、含量的知識點 （三）細胞中無機鹽離子的作用 1、展示4組資料，師生引導學生說出無機鹽的4個作用 2、總結無機鹽的4個作用 3、展示與生活中的聯系習題，引導學生回答 思考并回答：無機鹽 思考，帶著問題學習接下來的內容 閱讀教材，找出對應內容 思考討論并得出結論，加深對無機鹽作用的理解 創設情境，激發學生的學習興趣 自主學習，獲得無機鹽的相關知識 激發學生的興趣，鍛煉學生分析資料的能力
三、小結 學生聆聽，回顧本節課內容 通過課堂總結使學生的知識結構更完整、系統
課堂小練 1、展示有關課堂內容例題，引導學生回顧課堂內容，思考后回答 思考并回答問題 通過例題檢測學生知識掌握程度
[板書設計]
2.2細胞中的無機物
一、細胞中水
水在生物體中的含量:60%～95%
水生生物>陸生生物
幼年生物>老年生物
水在細胞中的存在形式:結合水(4.5%)和自由水(95.5%)
3.水在細胞中的功能:
①細胞內生化反應的良好溶劑;
②運輸營養和廢物;
③組成細胞成分;
④作為反應物參與細胞內一些反應。
細胞中的無機鹽
無機鹽在生物中的含量:1%～~1.5%
無機鹽在生物中存在形式:離子
無機鹽的功能:
①組成細胞中的化合物。
②維持細胞和生物體的生命活動。
③維持生物體內的平衡。
④維持細胞和生物體的酸堿平衡

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