2.2細胞中的無機物教學設計-2024-2025學年高一上學期生物人教版必修1

2.2細胞中的無機物一、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)內容是對第二章第一節(jié)內容的擴展，讓同學們充分認識到細胞中的無機物的特性與作用，為后面學習細胞的結構與細胞能量轉化打基礎。本節(jié)內容主要分為細胞中的水與細胞中的無機鹽兩部分進行介紹，在介紹細胞中的水與無機鹽的作用時，主要通過生活中情景對同學們進行介紹，使同學們通過對實際問題的探討理解細胞中的水與無機鹽對生物體的作用。二、學情分析在進行了為期兩周的學習生活，同學們對高中生物課程的要求已經慢慢適應，在前面的學習過程中，有小部分同學在生物學習過程中保持著非常認真的態(tài)度，作業(yè)完成質量也較好，對于這部分同學，在后面的學習過程中教師要重點培養(yǎng)，同時有部分同學在前面幾節(jié)課上課過程中態(tài)度不是非常認真，前面沒有打好基礎，對與這部分同學在上課前要重點關注學生上課前的預習情況，保證這部分學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)的學習過程中，許多同學都已經掌握了細胞中無機物的種類及含量，在此基礎上，本節(jié)課正式上課前要與前面的基礎有所銜接。三、教學目標闡述水在細胞中的存在形式，描述細胞中自由水和結合水的定義、特點及相互關系?？偨Y水在細胞代謝、物質運輸、維持細胞形態(tài)與功能等方面的關鍵作用，深化對生命活動中水的重要性的認識。認識無機鹽在細胞中的主要形式，闡述無機鹽在維持細胞滲透壓、調節(jié)酸堿平衡、構成生物體重要化合物、參與神經系統(tǒng)活動、肌肉收縮等多種生理活動中的作用。四、教學重難點重點：水的存在形式及作用、無機鹽的作用難點：水的特性、自由水與結合水的轉化教學方法直觀講授法、演示法、引導啟發(fā)法六、教學過程一、新課導入提問：在上一節(jié)課的學習過程中，我們學習了細胞中的元素與化合物，細胞中含量最多的化合物是什么？二、細胞中的水細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結論：生物種類不同含水量不同：(1)水生生物>陸生生物總結結論：同一生物在生長發(fā)育的不同時期，含水量也不同PPT展示同一個個體不同器官的含水量總結結論：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，為什么血液是流動的，心肌是堅實的？細胞中水的存在形式自由水：絕大部分水在細胞中呈游離狀態(tài)，可以自由流動的叫自由水；含量占生物體全部水分的95.5%；特點：易蒸發(fā)，不受束縛，可流動。結合水：小部分水與細胞內其他物質相結合的水叫結合水，占生物體全部水分的4.5%。特點：不易散失、含量較穩(wěn)定、失去流動性和溶解性。生物體內水的作用教師：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，所以水在細胞中是許多物質的良好溶劑。a.水是良好的溶劑，許多物質能夠在水中溶解（P20要求學生劃線）教師：頭同學知道我們人體的血液組成有哪些物質嗎？教師：我們的血液可以分為血漿和血細胞，血漿是血細胞生活的環(huán)境，血漿的主要成分就是自由水，因此b.自由水在生物體內是絕大多細胞的生活環(huán)境。教師：我們初中階段的時候同學們學習了光合作用與呼吸作用，同學們還記得光合作用和呼吸作用的總反應式嗎？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化為氧氣和有機物的過程。板書：CO2+H2OO2+有機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.細胞內的許多生物化學反應需要水的參與，如光合作用、呼吸作用。教師：我們身體的血液循環(huán)系統(tǒng)的作用主要是為機體運輸營養(yǎng)物質以及細胞產生的代謝廢物也是通過血液循環(huán)系統(tǒng)運輸?shù)矫谀蛳到y(tǒng)排出體外，在我們血液循環(huán)系統(tǒng)中起到運輸作用是物質主要是自由水，所以在生物體內自由水能夠為機體運輸養(yǎng)料和代謝廢物。教師：根據結合水的概念我們可以知道，結合水與細胞內其他物質相結合，是不可以流動的。因此結合水是構成生物體細胞結構的一部分，屬于細胞結構的組成成分。細胞中水的特性提問：為什么許多物質能夠溶解在水中，細胞作為良好溶劑的原因？PPT展示水分子模式圖、水分子靠氫鍵結合圖。教師：水分子的結構主要由兩個氫原子和一個氧原子構成，氫原子與氧原子以共用電子對的方式結合，由于氧原子比氫有更強的吸引共用電子的能力，使氧的一端稍帶負電荷，氫的一端稍帶正電荷，水分子的空間結構及電子的不對稱分布，使水分子成為一個極性分子。帶有正電荷或負電荷的分子都能與水結合，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的，為什么自由水可以流動呢？教師：根據PPT展示的圖片講解水具有流動性的原因。請同學們觀看PPT上水分子之間靠氫鍵結合的示意圖，圖中一共有幾個水分子？水分子之間形成的化學鍵是什么鍵？教師：圖中一共有五個水分子，水分子之間主要靠氫鍵連接，而氫鍵是比較弱的一種化學鍵，比共價鍵和離子鍵都要弱，因此水分子之間的氫鍵極易斷裂，有極易形成，這樣氫鍵不斷地斷裂又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體狀態(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穩(wěn)定，對維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要。因此水的特性總結一共三個特性：1.水是一個極性分子，因此水是良好溶劑；2.水分子之間的氫鍵極易斷裂與形成，因此水具有流動性；3.水具有比較高的比熱容，因此水能夠保持溫度的相對穩(wěn)定。自由水和結合水之間的關系【課堂任務】閱讀以下資料回答問題并總結自由水與結合水的關系1、將剛收獲的新鮮大豆種子在陽光下曬干，重量會減輕。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光下曬干，主要會失去什么形式的水？問題2：若曬干的種子不浸泡，會不會萌發(fā)呢？為什么？不會因為自由水的減少，導致新陳代謝活動下降問題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？這時候的種子還能發(fā)芽？自由水/結合水比例越大，細胞的代謝強度越大【課堂任務】閱讀以下資料回答問題并總結自由水與結合水的關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，結合水有什么特點？問題3：由以上實驗結論可推測，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：總結結合水的比例與抗旱抗寒能力（即抗逆性）的關系？結合水/自由水的比例越大，細胞的抗性能力越強自由水與結合水的相對含量決定細胞代謝程度。自由水和結合水在一定條件下可相互轉化練一練：問題：將骨和小麥的種子燒盡,最終都會得到一些灰白色的灰燼,請問這些灰燼是什么呢?細胞中的無機鹽存在形式：以離子形式存在。舉例：陽離子、陰離子；含量：占細胞鮮重1%1.5%【分析以下事例，總結無機鹽的功能】例1：植物體缺Mg會影響光合作用，為什么?例2：有一種貧血癥叫缺鐵性貧血癥，為什么缺Fe會導致貧血？例3：植物缺P常表現(xiàn)為生長發(fā)育不正常，這說明什么？分析為什么植物體缺P會影響其生長發(fā)育？功能一：無機鹽是一些重要化合物的組成成分例4：Na＋缺乏會引起神經、肌肉細胞興奮性降低，進而引發(fā)肌肉酸痛、無力等。例5：哺乳動物血鈣太低時，會出現(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，應多喝淡鹽水等。功能二：無機鹽能維持細胞和生物體的正常生命活動例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