資源簡(jiǎn)介

第2章 組成細(xì)胞的分子
第2節(jié)　細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物
年級(jí) 高一年級(jí) 授課時(shí)間 1課時(shí)
課題 第2節(jié)　細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物
教材分析 本節(jié)教材包括“細(xì)胞中的水”和“細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽”兩部分。在“問(wèn)題探討”中創(chuàng)設(shè)了學(xué)生熟悉的生活情境，這一情境來(lái)自真實(shí)生活，學(xué)生對(duì)于運(yùn)動(dòng)員的飲料與市場(chǎng)上銷售的普通飲料有什么不同懷著天然的好奇心，在分析過(guò)程中會(huì)結(jié)合運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)時(shí)的身體狀況進(jìn)行合理推理。 水是所有生物體內(nèi)最重要的無(wú)機(jī)分子。教材安排了楷體字內(nèi)容介紹關(guān)于水分子的空間結(jié)構(gòu)和氫鍵，在不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)的情況下，可以讓學(xué)生更深人地了解水的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與功能之間的關(guān)系，也有助于學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)事物。自由水和結(jié)合水的概念在本節(jié)中比較重要，所以教材在給出相關(guān)定義后，便通過(guò)介紹具體的事例來(lái)進(jìn)行解釋，分析這些事例就可以對(duì)自由水和結(jié)合水的作用特點(diǎn)及相互關(guān)系有更加清晰的認(rèn)識(shí)。 細(xì)胞中有多種無(wú)機(jī)鹽。這些無(wú)機(jī)鹽大都以離子的形式存在，不同離子的作用不盡相同，教材給出了多方面的資料，如在“思考·討論”中讓學(xué)生討論Mg、Fe和P的作用;在總結(jié)過(guò)程中列舉了缺乏Na+、 Ca2+所引起的病癥;在旁欄的資料搜集中啟發(fā)學(xué)生思考攝鹽過(guò)多對(duì)人體健康的危害等。通過(guò)這些資料及問(wèn)題的分析和探究，可以幫助學(xué)生概括無(wú)機(jī)鹽的主要作用，并意識(shí)到適度與平衡的重要性。 通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，既可以對(duì)細(xì)胞中的元素和化合物的種類的知識(shí)進(jìn)一步鞏固和深化，又可以為后面學(xué)習(xí)第4章《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》以及內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)打下基礎(chǔ)。
教學(xué)目標(biāo) 1.說(shuō)出水在細(xì)胞中的存在形式和作用，認(rèn)同其在生命活動(dòng)中具有重要作用。 2.舉例說(shuō)出無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和主要作用。
教學(xué)重、難點(diǎn) 1.教學(xué)重點(diǎn) 水和無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的作用。 2.教學(xué)難點(diǎn) (1)結(jié)合水的概念。 (2)無(wú)機(jī)鹽的作用。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng)
引入新課 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，口渴了,你喝什么？ 運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)時(shí)怎么補(bǔ)水？ 展示教材中 “問(wèn)題探討”欄目所列出的運(yùn)動(dòng)員飲料化學(xué)成分表，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，討論分析問(wèn)題： 1.喝飲料主要是給身體補(bǔ)充水。水在細(xì)胞中起什么作用？ 良好溶劑、反應(yīng)物、運(yùn)輸?shù)取? 2.表中哪些成分屬于無(wú)機(jī)鹽？為什么要在運(yùn)動(dòng)員喝的飲料中添加無(wú)機(jī)鹽？無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞的生活中起什么作用？ 運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中會(huì)大量出汗，出汗時(shí)人體會(huì)排出大量無(wú)機(jī)鹽，所以要給他們補(bǔ)充無(wú)機(jī)鹽。 無(wú)機(jī)鹽可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的生命活動(dòng)，也是許多化合物的重要組成成分。 積極思考和討論問(wèn)題，從而進(jìn)入到新課的學(xué)習(xí)中。
一、細(xì)胞中的水 1.1水在細(xì)胞中的含量 1.請(qǐng)學(xué)生探討不同生物體內(nèi)的含水量，分析材料得出結(jié)論。 水在構(gòu)成生物體的化合物中含量第一; 不同種生物含水量不同; 水生生物含水量;-般比陸生生物高。 2.探討同一生物體不同器官的含水量，分析材料得出結(jié)論。 同一生物體，不同組織、器官中的含水量不同。 設(shè)問(wèn)：心臟和血液的含水量很接近，為何心臟呈堅(jiān)韌的形態(tài)而血液卻呈流動(dòng)的液態(tài)？ 通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)入自由水與結(jié)合水的學(xué)習(xí)。 1.2水在細(xì)胞中存在的形式 結(jié)合上述心臟和血液形態(tài)上的區(qū)別與水的存在形式有關(guān)，講授水在細(xì)胞中存在的形式包括自由水與結(jié)合水。 引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)自由水和結(jié)合水的定義：絕大部分的水呈游離狀態(tài)，可以自由流動(dòng)，叫作自由水;一部分水與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，叫作結(jié)合水。 講述自由水占細(xì)胞內(nèi)全部水的95.5%。特點(diǎn)：易蒸發(fā)、不受束縛、可流動(dòng)。結(jié)合水占細(xì)胞內(nèi)全部水的4.5%。特點(diǎn)：不易散失、含量較穩(wěn)定、 失去流動(dòng)性和溶解性。 【布置任務(wù)】組織學(xué)生小組討論并回答問(wèn)題。 任務(wù)一：分析細(xì)胞中水的存在形式及其相互轉(zhuǎn)化 1.剛收獲的小麥種子，農(nóng)民往往將其曬干后再儲(chǔ)藏，在這個(gè)過(guò)程中，種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？ 該過(guò)程中種子丟失的主要是自由水；種子仍保留活性。 2.如果將曬干的種子放在試管中加熱，會(huì)發(fā)現(xiàn)試管壁上有水珠出現(xiàn)，該過(guò)程中種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？ 該過(guò)程中種子丟失的主要是結(jié)合水；種子失去活性。 3.曬干的種子能夠長(zhǎng)久保存，浸泡吸水后能夠萌發(fā)，據(jù)此推斷自由水和結(jié)合水的比值與細(xì)胞的代謝強(qiáng)度之間有什么關(guān)系？ 在一定范圍內(nèi)，自由水和結(jié)合水的比值越大，細(xì)胞代謝越旺盛。 4.越冬的植物、干旱地區(qū)植物的細(xì)胞中，結(jié)合水含量升高，這表明自由水和結(jié)合水的比值與生物的抗逆性有什么關(guān)系？ 在一般情況下，自由水和結(jié)合水的比值越小，細(xì)胞抗逆性越強(qiáng)。 【核心歸納】 任務(wù)二：學(xué)生閱讀課本P21并分析下面材料，探究水的功能。 提問(wèn)：該資料體現(xiàn)了水的什么功能？ 水在細(xì)胞中參與化學(xué)反應(yīng) 結(jié)合材料分析與具體事例，引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)水的生理功能。 1.3水的生理功能 (1)細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑 (2)參與生物化學(xué)反應(yīng) (3)為細(xì)胞提供液體環(huán)境 (4)運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。 任務(wù)三：指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P20-21楷體字部分，結(jié)合教材中的示意圖，小組討論完成下列問(wèn)題： (1)結(jié)合水的組成及特性，水分子中 H、O 原子的結(jié)合方式和帶電情況， 嘗試解釋水為什么能成為良好的溶劑。 水分子的空間結(jié)構(gòu)及電子的不對(duì)稱分布，使得水分子成為一個(gè)極性分子。帶有正電荷或負(fù)電荷的分子(或離子)都容易與水結(jié)合，因此，水是良好的溶劑。 (2)水分子的氫鍵是怎樣形成的？為什么在常溫下水是液體狀態(tài)，具有流動(dòng)性？ 每個(gè)水分子可以與周圍水分子靠氫鍵互相作用在一起。氫鍵比較弱，易被破壞，只能維持極短時(shí)間，這樣氫鍵不斷地?cái)嗔眩植粩嗟匦纬桑顾诔叵履軌蚓S持液體狀態(tài)，具有流動(dòng)性。 (3)水的哪一特性，對(duì)于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要？ 常溫下水是液體狀態(tài)。 播放水的特性視頻，加深學(xué)生對(duì)水的特性的認(rèn)識(shí)。 根據(jù)不同生物體內(nèi)的含水量，及同一生物體不同器官的含水量，分析表中的數(shù)據(jù)，找到規(guī)律 分析討論問(wèn)題，進(jìn)入下一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)。 閱讀教材，自主學(xué)生自由水和結(jié)合水有關(guān)內(nèi)容。 分組思考、討論細(xì)胞中的含水量與代謝水平及抗逆性之間的關(guān)系。 分組思考并討論，解釋日常生活中的生命現(xiàn)象，比較并歸納自由水和結(jié)合水的作用。 自主學(xué)習(xí)書本楷體字的內(nèi)容,，理解水分子之間氫鍵形成的原理，進(jìn)而理解“水分子為什么可以作為良好溶劑”等特性。 觀看視頻。
習(xí)題鞏固 1.(2023·重慶三峽名校聯(lián)盟高一聯(lián)考)每年的3月22日是“世界水日”。下列有關(guān)水對(duì)生命活動(dòng)影響的敘述，不正確的是 ( ) A.曬干的小麥種子不含自由水，代謝強(qiáng)度低，便于儲(chǔ)藏 B.氫鍵的存在，使水的溫度相對(duì)不易改變，對(duì)維持生命系統(tǒng)穩(wěn)定性十分重要 C.影響細(xì)胞內(nèi)含水量的因素有生物種類、發(fā)育階段、組織器官種類等 D.水是極性分子，帶電荷的分子或離子都易與水結(jié)合，可作為良好的溶劑 【答案】A 【解析】曬干的小麥種子自由水含量較少，代謝強(qiáng)度降低，便于儲(chǔ)藏，A錯(cuò)誤；由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，這就意味著水的溫度相對(duì)不容易發(fā)生改變，對(duì)維持生命系統(tǒng)穩(wěn)定性十分重要，B正確。 2.在冬季來(lái)臨過(guò)程中，冬小麥體內(nèi)的自由水和結(jié)合水的含量變化如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ( ) A.a存在形式的水主要與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)結(jié)合 B.b是細(xì)胞中絕大部分水的存在形式，是可以流動(dòng)的 C.a/b上升，細(xì)胞代謝水平增強(qiáng) D.b/a下降，細(xì)胞抵抗寒冷的能力增強(qiáng) 【答案】C 【解析】A.自由水與結(jié)合水比值越高，細(xì)胞新陳代謝越旺盛，抗逆性越差，在冬季來(lái)臨過(guò)程中，冬小麥體內(nèi)結(jié)合水含量升高，a 表示結(jié)合水，結(jié)合水能與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)結(jié)合，A正確; B、b是自由水，是細(xì)胞中絕大部分水的存在形式，是可以流動(dòng)的，B正確; C、a/b上升，即自由水與結(jié)合水比值較低，細(xì)胞代謝水平減弱，抗逆性增強(qiáng)，C錯(cuò)誤; D、b/a下降，即自由水與結(jié)合水比值較低，細(xì)胞抵抗寒冷的能力增強(qiáng)，D正確。 故選C。 思考、討論回答問(wèn)題，鞏固對(duì)水的學(xué)習(xí)。
二、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽 播放有關(guān)無(wú)機(jī)鹽介紹的視頻,使學(xué)生初步了解無(wú)機(jī)鹽。 指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P21并講述細(xì)胞中無(wú)機(jī)鹽存在形式及含量。 2.1存在形式和含量 【布置任務(wù)】組織學(xué)生小組討論并回答問(wèn)題。 任務(wù)四：分析并探究無(wú)機(jī)鹽的作用 1.無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞(鮮重)中的含量?jī)H為1%～1.5%，但卻有著重要的作用，請(qǐng)結(jié)合下列材料分析無(wú)機(jī)鹽的作用。 (1)材料1　一種葉綠素分子和血紅素分子局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖： 由材料可以看出，無(wú)機(jī)鹽是 。 某些復(fù)雜化合物的重要組成成分 (2)材料2　足球運(yùn)動(dòng)員在激烈比賽中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)肌肉抽搐的現(xiàn)象，此現(xiàn)象是隨著汗液丟失了大量鈣離子引起的；硼能促進(jìn)花粉的萌發(fā)和花粉管的生長(zhǎng)，缺少硼時(shí)常導(dǎo)致“花而不實(shí)”。 該材料說(shuō)明，無(wú)機(jī)鹽對(duì) 有著重要的意義。 維持生物體的正常生命活動(dòng) (3)材料3　生理鹽水是指與哺乳動(dòng)物血漿和淋巴液等滲的無(wú)機(jī)鹽溶液，常用的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液。人體的紅細(xì)胞在生理鹽水中會(huì)保持原有的形態(tài)，若放到清水中，則會(huì)吸水漲破。 該材料說(shuō)明，無(wú)機(jī)鹽能調(diào)節(jié)人體的 ，維持細(xì)胞的 。 滲透壓 正常形態(tài) (4)材料4　人體代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一些代謝物質(zhì)會(huì)改變體液的酸堿度，人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物質(zhì)，可以中和這些變化。 該材料說(shuō)明，無(wú)機(jī)鹽對(duì)于維持人體內(nèi)環(huán)境 的相對(duì)穩(wěn)定具有重要作用。 酸堿平衡 2.“焦邊”是由缺鉀引起的植物葉片邊緣出現(xiàn)枯黃色的現(xiàn)象。請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)步驟探究小麥“焦邊”是由缺鉀導(dǎo)致的。準(zhǔn)備以下材料用具：若干株長(zhǎng)勢(shì)基本相同的小麥幼苗、濃度相同的完全培養(yǎng)液、缺鉀培養(yǎng)液等。 (1)實(shí)驗(yàn)步驟： ①取兩只廣口瓶，編號(hào)為甲、乙。在甲瓶加入100 mL的完全培養(yǎng)液，向乙瓶中加入__________________； ②將______________________分別栽種在甲、乙瓶中； ③在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，觀察__________________。 100 mL缺鉀培養(yǎng)液 長(zhǎng)勢(shì)基本相同的小麥幼苗隨機(jī)均分為兩組 小麥葉片是否出現(xiàn)“焦邊”現(xiàn)象 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論： ①若甲瓶的小麥幼苗正常生長(zhǎng)，_______________則說(shuō)明小麥葉片“焦邊”是由缺鉀引起的； ②若________________，則說(shuō)明小麥葉片“焦邊”不是由缺鉀引起的。 (3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)“焦邊”是由缺鉀導(dǎo)致的，為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力，在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上應(yīng)如何改進(jìn)？ _________________________________________________________ 100 mL缺鉀培養(yǎng)液 長(zhǎng)勢(shì)基本相同的小麥幼苗隨機(jī)均分為兩組 乙瓶的小麥葉片出現(xiàn)“焦邊”現(xiàn)象 甲、乙瓶中的小麥均未出現(xiàn)“焦邊”現(xiàn)象 可以在缺鉀培養(yǎng)液中加入鉀，培養(yǎng)一段時(shí)間后觀察植物葉片生長(zhǎng)是否恢復(fù)正常 通過(guò)對(duì)上述資料的分析，引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P22總結(jié)出無(wú)機(jī)鹽的生理功能： 2.2無(wú)機(jī)鹽的生理功能 (1)是構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)化合物的重要組成成分 (2)維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)有重要作用 (3)維持細(xì)胞的滲透壓平衡 (4)維持細(xì)胞的酸堿平衡 觀看視頻。 閱讀教材，自主學(xué)習(xí)細(xì)胞中無(wú)機(jī)鹽有關(guān)內(nèi)容。 分組思考、討論分析探究無(wú)機(jī)鹽的作用。 分析資料并閱讀教材，在老師的引導(dǎo)下總結(jié)出無(wú)機(jī)鹽的生理功能。
習(xí)題鞏固 4.在某地的馬拉松比賽中，香蕉是沿途補(bǔ)給站的標(biāo)配，其中富含的鉀離子能夠增強(qiáng)神經(jīng)和肌肉的興奮性，強(qiáng)化肌力及肌耐力。該事實(shí)說(shuō)明鉀離子的生理作用是 A.為肌肉收縮持續(xù)提供能量 B.維持機(jī)體酸堿平衡 C.細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的重要組成成分 D.對(duì)于維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)具有重要作用 【答案】D 【解析】由題干信息分析可知，香蕉中的鉀離子可以緩解大量出汗導(dǎo)致的肌肉靈敏度下降,并能提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，這說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽能夠維持正常的生命活動(dòng)，并沒(méi)有體現(xiàn)無(wú)機(jī)鹽能夠參與組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)和維持酸堿平衡的作用，且無(wú)機(jī)鹽不能提供能量。 故選: D。 思考、討論回答問(wèn)題，鞏固對(duì)無(wú)機(jī)鹽的學(xué)習(xí)。
課堂小結(jié)
板書設(shè)計(jì) 一、細(xì)胞中的水 1.水在細(xì)胞中的含量 同一生物體，不同組織、器官中的含水量不同 2.水在細(xì)胞中存在的形式：自由水和結(jié)合水 3.自由水與結(jié)合水的相互轉(zhuǎn)化 4.自由水與結(jié)合水相對(duì)含量與細(xì)胞代謝的關(guān)系 自由水的比例高——代謝活躍，生長(zhǎng)快，但抗逆性弱 5.水的生理功能 二、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽 1.存在形式和含量 大多數(shù)以離子形式存在，含量很少 2.無(wú)機(jī)鹽的生理功能

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