2.2细胞中的无机物教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

2.2细胞中的无机物一、教材分析本节出自生物人教版必修一第二章第二节，本节内容是对第二章第一节内容的扩展，让同学们充分认识到细胞中的无机物的特性与作用，为后面学习细胞的结构与细胞能量转化打基础。本节内容主要分为细胞中的水与细胞中的无机盐两部分进行介绍，在介绍细胞中的水与无机盐的作用时，主要通过生活中情景对同学们进行介绍，使同学们通过对实际问题的探讨理解细胞中的水与无机盐对生物体的作用。二、学情分析在进行了为期两周的学习生活，同学们对高中生物课程的要求已经慢慢适应，在前面的学习过程中，有小部分同学在生物学习过程中保持着非常认真的态度，作业完成质量也较好，对于这部分同学，在后面的学习过程中教师要重点培养，同时有部分同学在前面几节课上课过程中态度不是非常认真，前面没有打好基础，对与这部分同学在上课前要重点关注学生上课前的预习情况，保证这部分学生在上课的过程中能够跟上老师的步伐。前面第二章第一节的学习过程中，许多同学都已经掌握了细胞中无机物的种类及含量，在此基础上，本节课正式上课前要与前面的基础有所衔接。三、教学目标阐述水在细胞中的存在形式，描述细胞中自由水和结合水的定义、特点及相互关系。总结水在细胞代谢、物质运输、维持细胞形态与功能等方面的关键作用，深化对生命活动中水的重要性的认识。认识无机盐在细胞中的主要形式，阐述无机盐在维持细胞渗透压、调节酸碱平衡、构成生物体重要化合物、参与神经系统活动、肌肉收缩等多种生理活动中的作用。四、教学重难点重点：水的存在形式及作用、无机盐的作用难点：水的特性、自由水与结合水的转化教学方法直观讲授法、演示法、引导启发法六、教学过程一、新课导入提问：在上一节课的学习过程中，我们学习了细胞中的元素与化合物，细胞中含量最多的化合物是什么？二、细胞中的水细胞中含量最多的化合物是水，不同生物，同一生物不同年龄阶段生物的含水量是否相同？1.生物含水量PPT展示不同生物、不同年龄老人与婴儿的图片总结结论：生物种类不同含水量不同：(1)水生生物>陆生生物总结结论：同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同PPT展示同一个个体不同器官的含水量总结结论：同一生物体不同的组织、器官含水量不同血液>心肌>骨骼肌>骨骼>牙齿提问：心脏和血液含水量相近，为什么血液是流动的，心肌是坚实的？细胞中水的存在形式自由水：绝大部分水在细胞中呈游离状态，可以自由流动的叫自由水；含量占生物体全部水分的95.5%；特点：易蒸发，不受束缚，可流动。结合水：小部分水与细胞内其他物质相结合的水叫结合水，占生物体全部水分的4.5%。特点：不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性。生物体内水的作用教师：我们平常吃的新鲜水果含量最多的水是自由水，我们吃水果的时候流出的汁液，这些汁液里面除了含有大量的自由水之外还有什么？教师：这些糖分等化合物都溶解在了自由水中，所以水在细胞中是许多物质的良好溶剂。a.水是良好的溶剂，许多物质能够在水中溶解（P20要求学生划线）教师：头同学知道我们人体的血液组成有哪些物质吗？教师：我们的血液可以分为血浆和血细胞，血浆是血细胞生活的环境，血浆的主要成分就是自由水，因此b.自由水在生物体内是绝大多细胞的生活环境。教师：我们初中阶段的时候同学们学习了光合作用与呼吸作用，同学们还记得光合作用和呼吸作用的总反应式吗？光能叶绿体教师：光合作用是绿色植物通过叶绿体利用光能把二氧化碳和水转化为氧气和有机物的过程。板书：CO2+H2OO2+有机物光能叶绿体我们可以看到在光合作用过程中水也作为反应物参与了光合作用的过程，同样的呼吸作用中也有水的参与，所以c.细胞内的许多生物化学反应需要水的参与，如光合作用、呼吸作用。教师：我们身体的血液循环系统的作用主要是为机体运输营养物质以及细胞产生的代谢废物也是通过血液循环系统运输到泌尿系统排出体外，在我们血液循环系统中起到运输作用是物质主要是自由水，所以在生物体内自由水能够为机体运输养料和代谢废物。教师：根据结合水的概念我们可以知道，结合水与细胞内其他物质相结合，是不可以流动的。因此结合水是构成生物体细胞结构的一部分，属于细胞结构的组成成分。细胞中水的特性提问：为什么许多物质能够溶解在水中，细胞作为良好溶剂的原因？PPT展示水分子模式图、水分子靠氢键结合图。教师：水分子的结构主要由两个氢原子和一个氧原子构成，氢原子与氧原子以共用电子对的方式结合，由于氧原子比氢有更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷，水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子都能与水结合，因此水是良好的溶剂。提问：前面我们提到的自由水是可以流动的，为什么自由水可以流动呢？教师：根据PPT展示的图片讲解水具有流动性的原因。请同学们观看PPT上水分子之间靠氢键结合的示意图，图中一共有几个水分子？水分子之间形成的化学键是什么键？教师：图中一共有五个水分子，水分子之间主要靠氢键连接，而氢键是比较弱的一种化学键，比共价键和离子键都要弱，因此水分子之间的氢键极易断裂，有极易形成，这样氢键不断地断裂又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态。教师：1千克水升高1摄氏度需要吸收4200焦耳的热量，每千克铁升高一摄氏度只需要460焦耳的热量，所以水的比热容是比较高的。这样就可以使水的温度能够保持相对稳定，对维持生命系统的稳定性十分重要。因此水的特性总结一共三个特性：1.水是一个极性分子，因此水是良好溶剂；2.水分子之间的氢键极易断裂与形成，因此水具有流动性；3.水具有比较高的比热容，因此水能够保持温度的相对稳定。自由水和结合水之间的关系【课堂任务】阅读以下资料回答问题并总结自由水与结合水的关系1、将刚收获的新鲜大豆种子在阳光下晒干，重量会减轻。干燥后的大豆种子浸泡后在适宜的条件下，仍能萌发成幼苗。问题1：刚收获的新鲜种子在阳光下晒干，主要会失去什么形式的水？问题2：若晒干的种子不浸泡，会不会萌发呢？为什么？不会因为自由水的减少，导致新陈代谢活动下降问题3：将晒干种子放在试管中用酒精灯加热，管壁上有水珠，为什么？这时候的种子还能发芽？自由水/结合水比例越大，细胞的代谢强度越大【课堂任务】阅读以下资料回答问题并总结自由水与结合水的关系取等量的西瓜汁和鸡蛋清置于相同的开放环境下，西瓜汁蒸发得快，如果放入冰箱中，西瓜汁先结冰。问题1：西瓜汁和鸡蛋清中的水分分别主要以什么形式存在？问题2：以上现象说明，与自由水相比，结合水有什么特点？问题3：由以上实验结论可推测，和热带植物相比，沙漠植物和寒带植物哪种形式的水比例更高？问题4：总结结合水的比例与抗旱抗寒能力（即抗逆性）的关系？结合水/自由水的比例越大，细胞的抗性能力越强自由水与结合水的相对含量决定细胞代谢程度。自由水和结合水在一定条件下可相互转化练一练：问题：将骨和小麦的种子烧尽,最终都会得到一些灰白色的灰烬,请问这些灰烬是什么呢?细胞中的无机盐存在形式：以离子形式存在。举例：阳离子、阴离子；含量：占细胞鲜重1%1.5%【分析以下事例，总结无机盐的功能】例1：植物体缺Mg会影响光合作用，为什么?例2：有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？例3：植物缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺P会影响其生长发育？功能一：无机盐是一些重要化合物的组成成分例4：Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞兴奋性降低，进而引发肌肉酸痛、无力等。例5：哺乳动物血钙太低时，会出现抽搐现象；Ca2+过多，肌无力。例6：人若在高温条件下工作，大量排汗，应多喝淡盐水等。功能二：无机盐能维持细胞和生物体的正常生命活动例7：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