2.2細(xì)胞中的無機(jī)物教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

2.2細(xì)胞中的無機(jī)物一、教材分析本節(jié)出自生物人教版必修一第二章第二節(jié)，本節(jié)內(nèi)容是對(duì)第二章第一節(jié)內(nèi)容的擴(kuò)展，讓同學(xué)們充分認(rèn)識(shí)到細(xì)胞中的無機(jī)物的特性與作用，為后面學(xué)習(xí)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與細(xì)胞能量轉(zhuǎn)化打基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容主要分為細(xì)胞中的水與細(xì)胞中的無機(jī)鹽兩部分進(jìn)行介紹，在介紹細(xì)胞中的水與無機(jī)鹽的作用時(shí)，主要通過生活中情景對(duì)同學(xué)們進(jìn)行介紹，使同學(xué)們通過對(duì)實(shí)際問題的探討理解細(xì)胞中的水與無機(jī)鹽對(duì)生物體的作用。二、學(xué)情分析在進(jìn)行了為期兩周的學(xué)習(xí)生活，同學(xué)們對(duì)高中生物課程的要求已經(jīng)慢慢適應(yīng)，在前面的學(xué)習(xí)過程中，有小部分同學(xué)在生物學(xué)習(xí)過程中保持著非常認(rèn)真的態(tài)度，作業(yè)完成質(zhì)量也較好，對(duì)于這部分同學(xué)，在后面的學(xué)習(xí)過程中教師要重點(diǎn)培養(yǎng)，同時(shí)有部分同學(xué)在前面幾節(jié)課上課過程中態(tài)度不是非常認(rèn)真，前面沒有打好基礎(chǔ)，對(duì)與這部分同學(xué)在上課前要重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生上課前的預(yù)習(xí)情況，保證這部分學(xué)生在上課的過程中能夠跟上老師的步伐。前面第二章第一節(jié)的學(xué)習(xí)過程中，許多同學(xué)都已經(jīng)掌握了細(xì)胞中無機(jī)物的種類及含量，在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課正式上課前要與前面的基礎(chǔ)有所銜接。三、教學(xué)目標(biāo)闡述水在細(xì)胞中的存在形式，描述細(xì)胞中自由水和結(jié)合水的定義、特點(diǎn)及相互關(guān)系?？偨Y(jié)水在細(xì)胞代謝、物質(zhì)運(yùn)輸、維持細(xì)胞形態(tài)與功能等方面的關(guān)鍵作用，深化對(duì)生命活動(dòng)中水的重要性的認(rèn)識(shí)。認(rèn)識(shí)無機(jī)鹽在細(xì)胞中的主要形式，闡述無機(jī)鹽在維持細(xì)胞滲透壓、調(diào)節(jié)酸堿平衡、構(gòu)成生物體重要化合物、參與神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)、肌肉收縮等多種生理活動(dòng)中的作用。四、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：水的存在形式及作用、無機(jī)鹽的作用難點(diǎn)：水的特性、自由水與結(jié)合水的轉(zhuǎn)化教學(xué)方法直觀講授法、演示法、引導(dǎo)啟發(fā)法六、教學(xué)過程一、新課導(dǎo)入提問：在上一節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中，我們學(xué)習(xí)了細(xì)胞中的元素與化合物，細(xì)胞中含量最多的化合物是什么？二、細(xì)胞中的水細(xì)胞中含量最多的化合物是水，不同生物，同一生物不同年齡階段生物的含水量是否相同？1.生物含水量PPT展示不同生物、不同年齡老人與嬰兒的圖片總結(jié)結(jié)論：生物種類不同含水量不同：(1)水生生物>陸生生物總結(jié)結(jié)論：同一生物在生長(zhǎng)發(fā)育的不同時(shí)期，含水量也不同PPT展示同一個(gè)個(gè)體不同器官的含水量總結(jié)結(jié)論：同一生物體不同的組織、器官含水量不同血液>心肌>骨骼肌>骨骼>牙齒提問：心臟和血液含水量相近，為什么血液是流動(dòng)的，心肌是堅(jiān)實(shí)的？細(xì)胞中水的存在形式自由水：絕大部分水在細(xì)胞中呈游離狀態(tài)，可以自由流動(dòng)的叫自由水；含量占生物體全部水分的95.5%；特點(diǎn)：易蒸發(fā)，不受束縛，可流動(dòng)。結(jié)合水：小部分水與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合的水叫結(jié)合水，占生物體全部水分的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。生物體內(nèi)水的作用教師：我們平常吃的新鮮水果含量最多的水是自由水，我們吃水果的時(shí)候流出的汁液，這些汁液里面除了含有大量的自由水之外還有什么？教師：這些糖分等化合物都溶解在了自由水中，所以水在細(xì)胞中是許多物質(zhì)的良好溶劑。a.水是良好的溶劑，許多物質(zhì)能夠在水中溶解（P20要求學(xué)生劃線）教師：頭同學(xué)知道我們?nèi)梭w的血液組成有哪些物質(zhì)嗎？教師：我們的血液可以分為血漿和血細(xì)胞，血漿是血細(xì)胞生活的環(huán)境，血漿的主要成分就是自由水，因此b.自由水在生物體內(nèi)是絕大多細(xì)胞的生活環(huán)境。教師：我們初中階段的時(shí)候同學(xué)們學(xué)習(xí)了光合作用與呼吸作用，同學(xué)們還記得光合作用和呼吸作用的總反應(yīng)式嗎？光能葉綠體教師：光合作用是綠色植物通過葉綠體利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為氧氣和有機(jī)物的過程。板書：CO2+H2OO2+有機(jī)物光能葉綠體我們可以看到在光合作用過程中水也作為反應(yīng)物參與了光合作用的過程，同樣的呼吸作用中也有水的參與，所以c.細(xì)胞內(nèi)的許多生物化學(xué)反應(yīng)需要水的參與，如光合作用、呼吸作用。教師：我們身體的血液循環(huán)系統(tǒng)的作用主要是為機(jī)體運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物也是通過血液循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)矫谀蛳到y(tǒng)排出體外，在我們血液循環(huán)系統(tǒng)中起到運(yùn)輸作用是物質(zhì)主要是自由水，所以在生物體內(nèi)自由水能夠?yàn)闄C(jī)體運(yùn)輸養(yǎng)料和代謝廢物。教師：根據(jù)結(jié)合水的概念我們可以知道，結(jié)合水與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合，是不可以流動(dòng)的。因此結(jié)合水是構(gòu)成生物體細(xì)胞結(jié)構(gòu)的一部分，屬于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組成成分。細(xì)胞中水的特性提問：為什么許多物質(zhì)能夠溶解在水中，細(xì)胞作為良好溶劑的原因？PPT展示水分子模式圖、水分子靠氫鍵結(jié)合圖。教師：水分子的結(jié)構(gòu)主要由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成，氫原子與氧原子以共用電子對(duì)的方式結(jié)合，由于氧原子比氫有更強(qiáng)的吸引共用電子的能力，使氧的一端稍帶負(fù)電荷，氫的一端稍帶正電荷，水分子的空間結(jié)構(gòu)及電子的不對(duì)稱分布，使水分子成為一個(gè)極性分子。帶有正電荷或負(fù)電荷的分子都能與水結(jié)合，因此水是良好的溶劑。提問：前面我們提到的自由水是可以流動(dòng)的，為什么自由水可以流動(dòng)呢？教師：根據(jù)PPT展示的圖片講解水具有流動(dòng)性的原因。請(qǐng)同學(xué)們觀看PPT上水分子之間靠氫鍵結(jié)合的示意圖，圖中一共有幾個(gè)水分子？水分子之間形成的化學(xué)鍵是什么鍵？教師：圖中一共有五個(gè)水分子，水分子之間主要靠氫鍵連接，而氫鍵是比較弱的一種化學(xué)鍵，比共價(jià)鍵和離子鍵都要弱，因此水分子之間的氫鍵極易斷裂，有極易形成，這樣氫鍵不斷地?cái)嗔延植粩嗟匦纬桑顾诔叵履軌蚓S持液體狀態(tài)。教師：1千克水升高1攝氏度需要吸收4200焦耳的熱量，每千克鐵升高一攝氏度只需要460焦耳的熱量，所以水的比熱容是比較高的。這樣就可以使水的溫度能夠保持相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要。因此水的特性總結(jié)一共三個(gè)特性：1.水是一個(gè)極性分子，因此水是良好溶劑；2.水分子之間的氫鍵極易斷裂與形成，因此水具有流動(dòng)性；3.水具有比較高的比熱容，因此水能夠保持溫度的相對(duì)穩(wěn)定。自由水和結(jié)合水之間的關(guān)系【課堂任務(wù)】閱讀以下資料回答問題并總結(jié)自由水與結(jié)合水的關(guān)系1、將剛收獲的新鮮大豆種子在陽(yáng)光下曬干，重量會(huì)減輕。干燥后的大豆種子浸泡后在適宜的條件下，仍能萌發(fā)成幼苗。問題1：剛收獲的新鮮種子在陽(yáng)光下曬干，主要會(huì)失去什么形式的水？問題2：若曬干的種子不浸泡，會(huì)不會(huì)萌發(fā)呢？為什么？不會(huì)因?yàn)樽杂伤臏p少，導(dǎo)致新陳代謝活動(dòng)下降問題3：將曬干種子放在試管中用酒精燈加熱，管壁上有水珠，為什么？這時(shí)候的種子還能發(fā)芽？自由水/結(jié)合水比例越大，細(xì)胞的代謝強(qiáng)度越大【課堂任務(wù)】閱讀以下資料回答問題并總結(jié)自由水與結(jié)合水的關(guān)系取等量的西瓜汁和雞蛋清置于相同的開放環(huán)境下，西瓜汁蒸發(fā)得快，如果放入冰箱中，西瓜汁先結(jié)冰。問題1：西瓜汁和雞蛋清中的水分分別主要以什么形式存在？問題2：以上現(xiàn)象說明，與自由水相比，結(jié)合水有什么特點(diǎn)？問題3：由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論可推測(cè)，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？問題4：總結(jié)結(jié)合水的比例與抗旱抗寒能力（即抗逆性）的關(guān)系？結(jié)合水/自由水的比例越大，細(xì)胞的抗性能力越強(qiáng)自由水與結(jié)合水的相對(duì)含量決定細(xì)胞代謝程度。自由水和結(jié)合水在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化練一練：?jiǎn)栴}：將骨和小麥的種子燒盡,最終都會(huì)得到一些灰白色的灰燼,請(qǐng)問這些灰燼是什么呢?細(xì)胞中的無機(jī)鹽存在形式：以離子形式存在。舉例：陽(yáng)離子、陰離子；含量：占細(xì)胞鮮重1%1.5%【分析以下事例，總結(jié)無機(jī)鹽的功能】例1：植物體缺Mg會(huì)影響光合作用，為什么?例2：有一種貧血癥叫缺鐵性貧血癥，為什么缺Fe會(huì)導(dǎo)致貧血？例3：植物缺P常表現(xiàn)為生長(zhǎng)發(fā)育不正常，這說明什么？分析為什么植物體缺P會(huì)影響其生長(zhǎng)發(fā)育？功能一：無機(jī)鹽是一些重要化合物的組成成分例4：Na＋缺乏會(huì)引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞興奮性降低，進(jìn)而引發(fā)肌肉酸痛、無力等。例5：哺乳動(dòng)物血鈣太低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象；Ca2+過多，肌無力。例6：人若在高溫條件下工作，大量排汗，應(yīng)多喝淡鹽水等。功能二：無機(jī)鹽能維持細(xì)胞和生物體的正常生命活動(dòng)例7：生病到醫(yī)院輸液，你知道用的生理鹽水是多少濃度的？為什么要配制這一濃度，用0.09%或9