高中生物新北師大版必修1水與無機鹽教案

第一節(jié)水與無機鹽課標要求核心素養(yǎng)素養(yǎng)對接素養(yǎng)水平1.簡述水在細胞中的存在形式和作用。2．說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。生命觀念：認同一切生命活動都離不開水。水平一科學(xué)思維：利用生活中的現(xiàn)象(如新鮮種子晾曬前后)理解自由水與結(jié)合水的轉(zhuǎn)化及其與代謝的關(guān)系。水平二一、水在生命體中具有重要作用1．水的含量(1)水是所有生物體的重要組成部分，大約占細胞重量的三分之二。(2)不同生物體的含水量不同，同一生物體的不同組織細胞的含水量也不同。2．水的作用(1)水分子是極性分子，是生命活動中各種化學(xué)反應(yīng)的理想介質(zhì)。(2)水能溶解許多化學(xué)物質(zhì)，有利于物質(zhì)在生物體內(nèi)的運輸。(3)水能對溫度變化起較好的緩沖作用。(4)生物體內(nèi)的很多化學(xué)反應(yīng)都以水作為反應(yīng)原料。二、水在細胞中以自由水和結(jié)合水的形式存在1．自由水(1)自由水的作用：自由水在運輸、溶解、參與化學(xué)反應(yīng)時承擔(dān)了重要作用。(2)自由水與代謝的關(guān)系：自由水的含量制約細胞代謝的強度，一般來說，自由水占總含水量的比例越大，細胞代謝越旺盛。2．結(jié)合水：與蛋白質(zhì)和糖類等物質(zhì)結(jié)合在一起的水。結(jié)合水含量的高低與植物的抗性大小有密切關(guān)系。3．自由水和結(jié)合水在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。三、無機鹽與生命活動密切相關(guān)1．存在形式：無機鹽在細胞中主要以離子的形式存在。2．含量：在生物體內(nèi)的含量很少，占1%～1.5%。3．功能(1)參與構(gòu)成血紅蛋白、葉綠素等許多化合物。(2)維持細胞的形態(tài)和功能。(3)維持細胞的滲透壓和酸堿平衡。(1)種子貯存前，先要晾曬，目的是減少結(jié)合水的含量，降低種子的代謝速率，以延長種子的壽命。(×)(2)水不僅是細胞代謝所需的原料，也是細胞代謝的產(chǎn)物。(√)(3)生理鹽水能維持人體滲透壓的平衡，防止細胞因過度吸水而漲破。(√)(4)鎂是構(gòu)成葉綠素和類胡蘿卜素的元素。(×)知識點一細胞中水的存在形式和功能1．自由水與結(jié)合水之間的轉(zhuǎn)化(1)轉(zhuǎn)化條件eq\x(自由水)eq\o(,\s\up7(降溫),\s\do5(升溫))eq\x(結(jié)合水)(2)轉(zhuǎn)化實例①烘干種子時，部分結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水散失掉。②水果放入冰箱冷藏時，部分自由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水。2．自由水與結(jié)合水相對含量與細胞代謝的關(guān)系(1)圖示(2)曲線(3)在生產(chǎn)中的應(yīng)用①種子萌發(fā)時，需要吸收水分，增加自由水含量。②種子貯存前曬干是為了降低自由水含量，降低代謝速率，以延長貯存時間。③越冬作物減少灌溉，可提高作物對低溫的抗性。發(fā)展素養(yǎng) 科學(xué)探究結(jié)合實例分析其中蘊含的生物學(xué)原理材料一：播種之前需要將曬干的種子浸水，利于種子的萌發(fā)。材料二：將干燥的種子在酒精燈上加熱后再浸水，種子不再萌發(fā)。材料三：動物冬眠時體內(nèi)自由水的含量減少，結(jié)合水的含量增加。提示：(1)材料一中種子吸收的是自由水，說明它與新陳代謝的關(guān)系是自由水含量越多則細胞代謝越旺盛。(2)材料二中加熱時干燥的種子失去的主要是結(jié)合水，說明它的作用是細胞結(jié)構(gòu)的組成成分。(3)材料三說明結(jié)合水與生物的抗寒性之間的關(guān)系是結(jié)合水含量相對越多，生物的抗寒性就越強。1．2020年3月22日是第28個“世界水日”。水污染、水資源短缺導(dǎo)致的水危機日趨嚴重，研究表明，80%的疾病是由水污染引起的。下列有關(guān)生物體內(nèi)水的敘述，錯誤的是()A．自由水和結(jié)合水在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化B．水是良好的溶劑，是各種代謝活動的介質(zhì)C．同種植物冬天結(jié)合水所占比值比夏天高D．心肌堅韌，血液呈液態(tài)，但它們的含水量相差無幾，原因是心肌內(nèi)全是結(jié)合水解析：選D。在一定條件下，自由水和結(jié)合水可以相互轉(zhuǎn)化，A正確；水的作用有多個方面，例如水是良好的溶劑，是化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，B正確；同種植物在冬天時結(jié)合水含量相比夏天相對較高，以增強其抗寒能力，C正確；心肌與血液的含水量相差不大，但心肌中的結(jié)合水相對較多，血液中的自由水相對較多，所以心肌呈固態(tài)而血液呈液態(tài)，D錯誤。2．下圖甲表示幾種生物體內(nèi)的含水量，圖乙表示人體內(nèi)有關(guān)組織或器官的含水量，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．水生生物的含水量一般比陸生生物高B．代謝旺盛的組織或器官結(jié)合水一般較多C．生物體內(nèi)含量最多的化合物是水D．血液中自由水與結(jié)合水之比大于1，而心臟中則相反解析：選B。代謝旺盛的組織或器官結(jié)合水相對含量較少，自由水相對含量較多，故B錯誤。3．“綿綿的春雨潤醒了小草，潤綠了楊樹，潤開了報春花?！毕铝懈鲌D為植物在復(fù)蘇過程中細胞內(nèi)自由水與結(jié)合水相對含量變化的曲線圖，其中表示正確的是()解析：選B。植物在復(fù)蘇過程中新陳代謝增強，因此自由水相對含量上升，結(jié)合水相對含量下降，故選B。知識點二細胞中無機鹽的功能1．某些重要化合物的組成成分(1)Mg2＋是葉綠素必需的成分。(2)Fe2＋是血紅蛋白的組成部分。(3)CaCO3是動物和人體的骨骼、牙齒中的重要成分。(4)POeq\o\al(3－,4)是DNA、RNA和生物膜中磷脂的組成成分。2．維持正常的生命活動(1)維持細胞的正常功能：如Ca2＋可調(diào)節(jié)肌肉收縮和血液凝固，血鈣過高會造成肌無力，血鈣過低會引起抽搐。(2)維持細胞的形態(tài)和功能：如紅細胞在質(zhì)量分數(shù)為9%的NaCl溶液中失水皺縮，失去輸送氧的功能。3．維持生物體內(nèi)的平衡(1)滲透壓平衡：Na＋、Cl－對細胞外液滲透壓起重要作用，K＋則對細胞內(nèi)液滲透壓起決定作用。(2)酸堿平衡(即pH平衡)：HCOeq\o\al(－,3)、HPOeq\o\al(2－,4)等離子調(diào)節(jié)生物體的酸堿平衡。發(fā)展素養(yǎng) 科學(xué)探究無機鹽功能的實驗驗證方法1．實驗?zāi)康模禾骄繜o機鹽X是否是植物生長發(fā)育所必需的。2．實驗設(shè)計3．實驗中的對照(1)空白對照eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(對照組：植物＋完全培養(yǎng)液,實驗組：植物＋缺無機鹽X的培養(yǎng)液))(2)eq\a\vs4\al(自身,對照)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(對照組：缺無機鹽X的培養(yǎng)液加入無機鹽,X之前,實驗組：加入無機鹽X之后))1．下列關(guān)于無機鹽的敘述，錯誤的是()A．缺鐵性貧血是由體內(nèi)缺乏鐵，不能合成血紅蛋白引起的B．Mg2＋是構(gòu)成葉綠素的成分之一，缺Mg2＋會影響光合作用的進行C．細胞中的無機鹽大多數(shù)以化合物形式存在，如CaCO3是骨骼、牙齒的重要成分D．碘是合成甲狀腺激素的原料，所以常在食鹽中加碘解析：選C。鐵是血紅蛋白的組成成分，缺鐵則不能合成血紅蛋白，A正確；Mg2＋是葉綠素的組成成分，缺Mg2＋植物則不能合成葉綠素，進而影響光合作用，B正確；細胞中的無機鹽大多數(shù)以離子的形式存在，C錯誤；碘是合成甲狀腺激素的原料，在食物中加碘是為了補充碘，預(yù)防因食物中缺碘而引起的地方性甲狀腺腫，D正確。2．已知Mn2＋是許多酶的活化劑，例如Mn2＋能激活硝酸還原酶。缺Mn2＋的植物無法利用硝酸鹽，這說明無機鹽離子()A．對維持細胞的形態(tài)和功能有重要作用B．對維持生物體的生命活動有重要作用C．對維持細胞的酸堿平衡有重要作用D．對調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的滲透壓有重要作用解析：選B。Mn2＋能激活硝酸還原酶，使硝酸發(fā)生化學(xué)變化后被植物體利用，這說明Mn2＋對于維持生物體的生命活動有重要作用。3．與完全營養(yǎng)液培養(yǎng)的植物相比，缺Fe的營養(yǎng)液培養(yǎng)的植物顯出缺綠癥狀，當(dāng)補充鐵鹽時，上述癥狀得以緩解，這說明()A．鐵是葉綠素合成代謝的必需元素B．缺綠病癥是因為細胞缺少運輸Fe的載體C．鐵是構(gòu)成葉綠素分子的必需元素D．細胞內(nèi)供能不足會影響Fe的吸收解析：選A。植物體的綠色是葉綠體中的葉綠素所表現(xiàn)出的顏色，缺鐵影響到葉綠素的含量，所以鐵與葉綠素的合成代謝有關(guān)。核心知識小結(jié)[要點回眸][答題必備]水是細胞內(nèi)含量最多的物質(zhì)，以自由水和結(jié)合水兩種形式存在。水不僅是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，而且是細胞內(nèi)理想的溶劑和化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)，并具有運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物等多種功能。大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在于細胞中，是細胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的重要組成成分，而且對維持或調(diào)節(jié)生物體的生命活動有重要作用。[隨堂檢測]1．下列關(guān)于細胞中水分子的敘述，錯誤的是()A．只能以游離形式存在B．是活細胞中含量最多的成分C．是細胞代謝活動的介質(zhì)D．是細胞中多種物質(zhì)的溶劑解析：選A。細胞中的水分子以自由水和結(jié)合水的形式存在，是活細胞中含量最多的成分，其中自由水是細胞代謝活動的介質(zhì)和細胞中多種物質(zhì)的溶劑，故A錯誤。2．細胞內(nèi)的無機鹽離子(如K＋、Ca2＋、H2POeq\o\al(－,4)等)的主要生理作用不包括()A．是細胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)之一B．維持細胞形態(tài)C．維持細胞正常的生理功能D．維持細胞的酸堿平衡解析：選A。無機鹽不僅參與構(gòu)成許多化合物，還參與維持細胞的形態(tài)和功能、維持細胞的滲透壓和酸堿平衡等重要的生命活動。3．隨著人們生活水平的不斷提高和環(huán)境保護意識的不斷增強，家庭綠化日益普及。對綠色觀葉植物適當(dāng)補充鎂元素，可使其正常生長，其原因是()A．鎂是合成蛋白質(zhì)的原料B．鎂是合成核酸的原料C．鎂能夠促進植物對水分的吸收D．鎂是組成葉綠素的重要元素解析：選D。鎂是組成葉綠素的重要元素。適當(dāng)補充鎂，能保證葉綠素的正常合成，使葉色蔥綠，故選D。4．人的紅細胞可在0.9%的氯化鈉溶液中保持正常的形態(tài)，若將紅細胞置于濃鹽水中，紅細胞會失水皺縮，從而喪失輸送氧氣的功能。這些事實說明()A．無機鹽對維持生物體的新陳代謝有重要作用B．無機鹽對于維持細胞的形態(tài)和功能有重要作用C．無機鹽離子容易進出細胞D．水分子容易進出細胞解析：選B。人體內(nèi)的紅細胞生活在血漿里，血漿的滲透壓與0.9%的氯化鈉溶液的滲透壓相等，紅細胞生活在這種環(huán)境中能維持正常的形態(tài)和功能。如果將紅細胞放在濃鹽水中，紅細胞會失水皺縮，從而喪失輸送氧氣的功能。這些事實說明無機鹽對維持細胞的形態(tài)和功能有重要作用，故選B。5．廣告語“聰明的媽媽會用心(鋅)”道出了鋅的重要性。研究發(fā)現(xiàn)生物體內(nèi)有70多種酶的活性與Zn2＋有關(guān)，這說明無機鹽()A．對維持酸堿平衡有重要作用B．對維持細胞形態(tài)有重要作用C．對維持生物體的生命活動有重要作用D．對調(diào)節(jié)細胞內(nèi)溶液的濃度有重要作用解析：選C。由題干信息可知，Zn2＋與生物體內(nèi)的70多種酶的活性有關(guān)，這體現(xiàn)了無機鹽對維持生物體的生命活動有重要作用，故選C。6．下圖曲線能正確反映大豆種子萌發(fā)至幼苗過程中細胞中自由水/結(jié)合水的值(縱坐標)數(shù)量變化的是()解析：選B。種子在萌發(fā)之前，處于休眠狀態(tài)，代謝很弱，細胞中的水主要以結(jié)合水的形式存在，自由水/結(jié)合水的值較小；種子在萌發(fā)時，自由水逐漸增多，代謝旺盛，至發(fā)育成幼苗，自由水含量趨于穩(wěn)定，所以種子萌發(fā)至幼苗過程中自由水/結(jié)合水的值不斷增大，最終達到穩(wěn)定狀態(tài)，結(jié)合題圖可知，B符合題意。7．水在生命活動中有極其重要的作用，細胞內(nèi)含水量的多少直接影響新陳代謝。請回答下列問題：(1)下表是幾種不同生物體中水的含量：生物水母魚類蛙哺乳動物藻類高等植物水的含量(%)9780～8578659060～80由此表得到的結(jié)論是_______________________。(2)種子在入倉之前需晾曬，所去除的水分主要是細胞中的________水。(3)將干種子用水浸泡后種子能萌發(fā)，但干種子不經(jīng)水浸泡不能萌發(fā)，這說明_____