高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞中的无机物教学设计

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第二章  组成细胞的分子第二节  细胞中的无机盐学习目标\教学目标1.通过分析水的分子结构，能从结构与功能相适应的视角说明水在细胞中的存在形式和作用；认同水在生命活动中的具有重要作用。2.通过分析资料、思考与讨论，能举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。3.通过学习水和无机盐在生命活动中的重要作用，能形成节水环保的“绿色生活”理念和健康饮食的生活习惯。教学重点水和无机盐在细胞中的作用。教学难点1.结合水的概念。2.无机盐的作用。教学方法讲授、演示、视频播放、小组讨论。教学过程【新课导入：情景设置，导入新课】观看视频《水和无机盐》，通过视频，分析水和无机盐的基本情况，激发学生的学习兴趣。【新课讲授】问题探究：通过问题探究，对比表格数据，小组讨论调动学生的积极性和主动性。展示某种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：1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？提示：水在细胞中的作用主要表现在以下几个方面。水是细胞结构的重要组成成分；水是细胞内的良好溶剂，许多物质必须溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要水的参与；多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中；通过水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。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？提示：表中的氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。运动员在运动中会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐, 所以要给他们补充无机盐。无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。一、细胞中的水1.水在细胞中的含量如何？展示细胞中各种化合物所占比例表格，小组讨论，分析材料，得出结论。结论：水是细胞中含量最多的化合物。展示不同生物含水量不同的图片，小组讨论，分析材料，得出结论。结论：不同生物体含水量有所差别（水生＞陆生）。展示人体不同年龄时期的含水量不同的图片，小组讨论，分析材料，得出结论。结论：同种生物体在不同生长发育期含水量不同。展示人体不同器官含水量不同的图片，小组讨论，分析材料，得出结论。结论：同一生物个体不同组织、器官含水量不同。展示血液和心肌的图片以及二者比较的表格，引导学生分析材料，思考，讨论并回答问题。提出问题：血液是流动的，心肌是坚实的，为什么两者含水量相近，一个是流动的一个固态的？结论：血液中水主要以自由水的形式存在，心肌细胞中水主要以结合水的形式存在。2.在细胞内水以什么形式存在？教师组织学生阅读教材，分组合作，共同完成表格并进行展示。学生阅读教材，小组讨论，完成下面表格。问题探究，小组讨论。（1）农民晒干葵花籽与炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？提示：自由水、 结合水。（2）比较新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛？提示：一般而言，自由水含量越高，代谢越旺盛。（3）同体积的水和同体积水的果汁放入冰箱中谁最先结冰？提示：水。（4）根据问题（3），自由水多还是结合水多生物体的抗旱、抗寒、抗热能力强？提示：结合水含量越高的生物体，抗性相对较强。教师展示沙漠植物和热带雨林植物图片，提出问题，引导学生思考，分析植物的含水量和抗逆性。
提出问题：哪种植物结合水含量多？哪种植物抗逆性强呢？学生思考并回答，并得出结论。即结合水含量越高，抗逆性相对越强知识点梳理：（1）自由水的比例高——代谢活跃。（2）结合水的比例高——代谢下降，抗逆性（动植物抗旱，抗寒，抗热性能）提高，以适应不良条件（如：动物的冬眠）。。（3）含水量与代谢强度比值大小决定了细胞或生物体的代谢强度，比值大自由水含量相对较多，代谢越强反之，代谢越弱。（4）含水量与生物抗逆性比值越小，结合水相对较多，抗逆性越强。过渡：展示北极熊和种子萌发图片。提出问题：在种子的萌发与休眠中，结合水和自由水又是怎么变化的？进而分析自由水和结合水的转化。3.自由水与结合水的关系（1）在一定条件下自由水和结合水可相互转化。强调：温度高时，结合水就能摆脱束缚而成为自由水（2）两者的相对含量（自由水/结合水）和生物组织的代谢速率相关：自由水多，自由水/结合水比值高，代谢快，抗逆性减弱；自由水少，自由水/结合水比值低，代谢慢，抗逆性增强。（如种子萌发和种子的休眠） 二、细胞中的无机盐阅读教材P21“细胞中的无机盐”，并填空。1.存在形式大多数：以_________________形式存在，如：阳离子：Na+、K+、Ca2+、Fe2+、 Fe3+、Mg2+等，阴离子：CI-、SO42-、PO43-、HCO3-等。少量：以____________________形式存在，如：牙齿和骨骼中的钙。2.含量：很少，占细胞鲜重的_____________。                           。资料分析，小组讨论，得出结论。（1）植物缺镁会影响光合作用，为什么？提示：镁是叶绿素的重要组分。（2）为什么缺铁会导致贫血？提示：铁是血红蛋白的重要组分。（3）植物体缺P常表现为生长发育不正常，为什么缺P会影响其生长发育？提示：P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。结论：无机盐是一些化合物的重要组成成分。资料分析，小组讨论，得出结论。资料一： 人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。资料二：哺乳动物血钙太低时，会出现抽搐现象，相反， Ca2+含量太高，会引起肌无力，甚至心脏、呼吸衰竭。结论：无机盐可以维持细胞和生物体的生命活动过渡：各种蛋白质对于pH的改变异常敏感，人体血浆pH降低0.5个单位，立即发生酸中毒。资料三：食物（蔬菜、水果）中往往含有一些碱性物质（如Na2CO3），人吃后体内血液的pH一般不会有较大的变化；剧烈运动产生了酸性物质（如乳酸），我们血液的pH一般也不会有较大变化。为什么？结论：无机盐可以维持细胞的酸碱平衡。资料四：某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？为什么要配制这一浓度，用0.09%或9%浓度可以吗？为什么？学生回答：用质量分数为0.9%的氯化钠溶液。在正常情况下，人体内的无机盐浓度为0.9%。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。当使用0.09%的溶液时，细胞会涨破；当使用9%的溶液时，细胞会皱缩。结论：无机盐可以维持细胞的渗透压平衡。知识点梳理：小结：无机盐在细胞中的含量很少，但是作用很大。三、课堂练习1.下列关于细胞中无机盐的叙述，正确的是（    ）A.在细胞中主要以化合物的形式存在B.维持细胞内液体的酸碱平衡C.细胞内含量多D.都属于细胞中的微量元素提示：无机盐在细胞中主要以离子的形式存在，A错误；某些无机盐可以维持细胞内液体的酸碱平衡，B正确；与水不同，无机盐是细胞内含量很少的无机物（教材P21），C错误；Mg2+是叶绿素的必要成分，但Mg属于大量元素，D错误。2.苹果含有Zn，Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素。儿童缺Zn会导致大脑发育不完善，因此，苹果又被称为“记忆之果”。这说明无机盐离子的作用是（    ）A.对维持酸碱平衡有重要作用B.对维持细胞形态有重要作用C.对调节细胞渗透压有重要作用D.对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用提示：Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn会导致大脑发育不完善，这说明Zn对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。3.水、无机盐是人体所必需的物质。下列叙述错误的是（    ）A.呕吐、腹泻的病人,需及时补充葡萄糖盐水B.运动出汗后,只需要补充不含无机盐的水C.缺钙引起的肌肉抽搐，可通过增加户外活动、合理膳食得到改善D.铁摄入不足可导致血红蛋白合成减少而发生贫血，需适量补铁提示：结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合。自由水的功能为细胞内良好的溶剂、维持细胞形态、运送营养物质和代谢废物等。温度升高，结合水可以转化为自由水，但是细胞生存需要适宜的温度,温度不能过高，A错误；植物光合作用需要水和二氧化碳，水作为“反应物”，B正确；冬季来临，结合水/自由水的值增大，细胞代谢水平减弱，但抗逆性增强，C错误；结合水是细胞结构的重要组成部分，如果这部分水失去会导致细胞死亡，D正确。四、课堂小结本节课中点讲述了细胞中的水和无机盐的分类及作用。板书设计：第二节  细胞中的无机盐一、细胞中的水1.水的存在形式： 自由水、结合水2. 水的含量及重要作用二、细胞中的无机盐1.无机盐的含量2.无机盐的存在形式：离子3.无机盐的功能