【新教材】2.2细胞中的无机物教案【新教材】高一生物人教版(2019)必修

第二章组成细胞的分子

第2节细胞中的无机物

(一)教学目标

1.说出水在细胞中的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要作用。

2.举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。

（二）教学重点和难点

1.教学重点

水和无机盐在细胞中的作用。

2.教学难点

(1)结合水的概念。

(2)无机盐的作用

（三）教学过程

引入：利用课本P16栏目所列出的运动员饮料化学成分表，引导学生结合生活经验，讨论分析问题：1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用?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? 从而交学生引入新课学习。

一、细胞中的水

地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水。远古的环境条件给生物的化学组成和特性烙上了永久的印记。现在的生物，包括生活在陆地上的生物也与水密不可分。每当我们感到渴时，都能体会到生命对水的依赖。

1、生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别，一般为60％～-95％。生物体不同发育阶段的含水量是不同的，如幼儿期＞成年期，幼嫩部分＞老熟部分。

2、水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。

3、利用PPT播放小视频:(1)取少量晒干的小麦种子进行实验，小麦种子经浸泡处理后可以正常萌发，而未经浸泡处理的小麦种子不会萌发。(2)将种子放在试管内用酒精灯高温加热一段时间后，试管内壁上出现水珠，取出小麦种子继续浸泡处理不萌发;(3)取一定量的小麦种子，直接在酒精灯火焰上充分燃烧，得到粉末，加入稀盐酸后粉末溶解，有气泡产生。

根据视频内容提问:“为什么晒干的小麦种子无法萌发，而浸泡处理的小麦种子却可以萌发?”

从而引发学生对细胞内两种不同形式的水的比较和思考。

水的存在形式及作用：

形式 自由水 结合水 概念 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，

可以自由流动 与细胞内其他物质相结合的水

功能 ①细胞内的良好溶剂； ②参与生物化学反应；

③为细胞提供液体环境；

④运送营养物质和代谢废物 是细胞结构的重要组成部分

根据生活经验知道种子储存需要的条件之一就是通风、干燥，让学生思考干种子细胞中的含水量与代谢水平之间的关系，并理解种子晒干过程中失去的是自由水;让学生联想新鲜鸡蛋清的液态胶状的存在形式这就是结合水的一种状态;当鸡蛋变质时是不会出现胶体状鸡蛋清的，此时流出的水是液态的自由水，从而理解自由水和结合水是可以相互转化的。

在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛;而结合水越多，细胞抵抗干?和寒冷等不良环境的能力就越强。

引导学生思考下列实际问题，做出合理推测：

(1)新鲜小麦种子放在阳光下，质量减轻的原因是什么？（自由水散失。）

(2)干种子用水浸泡后仍能萌发说明什么？（失去自由水的种子仍能保持其生理活性。）

(3)干种子不浸泡就不萌发，原因是什么？（自由水越少，代谢强度越低。）

(4)种子晒干后储存的原理是什么？（减少自由水含量，降低呼吸作用，延长种子储存时间。）

(5)低温环境减少花卉浇水的原因是什么？（降低自由水与结合水比值，提高植物对低温的抗性。） 归纳总结 (1)自由水和结合水在一定条件下可以相互转化

如????? ①血液凝固时，部分自由水转变成结合水②自由水温度降低温度升高结合水

实例：将水果放入冰箱内，部分自由水可以转化成结合水。

(2)自由水与结合水相互转化的原因

①水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合。

②温度升高，水分子的动能增加，结合水会逃脱氢键的束缚成为自由水。

(3)关于生物体中水的误解

①水是生命之源，但并不是水分越多越好，如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。

②晒干种子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅降低。

5、水分子结构决定其性质

水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢?它又为什么具有支持生命的独特性质呢?这是由它的分子结构所决定的。

水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比更的吸引共用电子的能力，使氧的一端带负电荷，氢的一端带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。

由于水分子的极性，它们之间就形成氢键。氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维特液体状态，具有流动性。同时，由于氢键的存在，水具有较高的比热容，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。

通过对水分子结构的学习，使学生认识到水分子结构决定其性质。

“为什么晒干的小麦种子经加热后还会产生水?”引出细胞内的无机盐的学习。

二、细胞中的无机盐

1.存在形式和含量

2.无机盐的生理功能

利用“思考?讨论”引导学生观察叶绿素分子与血红蛋白分子局部结构简图，进而分析细胞中无机盐的存在形式及其功能。以及从无机盐与人体健康关系的角度，列举各种事例，由此再引伸到人体发生的一些与无机盐异常有关的疾病。通过对疾病的介绍与讨论，引导学生认识无机盐在细胞和生物体调节渗透压和酸碱平衡等方面的功能。

夏季，人在剧烈运动后需要补充淡盐水。这样做的原因是人大量出汗后，Na＋和Cl－大量流失时，人体内溶液浓度会发生较大变化，为保证浓度的平衡应及时补充淡盐水。

引导学生思考：患急性肠胃炎，为什么医生用0.9%的生理盐水静脉注射，而不用蒸馏水？是因为注射的生理盐水与细胞的渗透压相等，可以保证细胞的正常形态和生命活动。

列表总结无机盐的生理功能：

细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。水和无机盐与其他物质一起共同承担起组建细胞结构和维系细胞功能的任务，保证了生细胞各项生命活动的正常进行。