资源简介

《细胞中的无机物》
教学设计
【教材分析】
本节是2019版新人教高中生物学必修1《分子与细胞》的第2章第2节细胞中的无机物，本节知识主要从水和无机盐的存在形式和作用两个方面展开。整体难度不大，但教材新增内容水的组成和性质，学生理解时有一定困难，应结合水分子模型和化学相关知识，予以重点突破。
【学情分析】
学生刚刚步入高中，还未养成良好的自学习惯，语言的组织能力和表达能力也有待提高，针对上述问题，本节课在教学过程设计上更多注重对学生自学能力以及语言表达能力、分析问题和解决问题，得出结论等方面能力的培养。
【教学目标】
生命观念：
1.通过分析水的分子结构，能从结构与功能相适应的视角说明水在细胞中的存在形式和作用；认同水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主要作用。
科学思维：通过分析资料、思考与讨论，能举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
社会责任：了解水的重要性，树立节约用水、保护水资源的环保意识和社会责任。
【教学重点】
水和无机盐在细胞中的作用。
【教学重点】
1.结合水的概念。
2.无机盐的作用。
【教学方法】
多媒体展示法
【教学过程】
<导入新课> 展示运动员饮料的化学成分表。
教师提问：
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？
学生回答：水和无机盐的作用。
教师：水和无机盐在生命活动中具体有哪些作用呢？那我们今天一块来学习水和无机盐的相关知识。
设计意图：通过创设学生熟悉的生活情境，激发学生学习生物学的兴趣，引入新课。
教师：展示与水相关的生命现象；
干燥的种子必须吸足水才能萌发；
陆生生物的胚胎必须浸润在羊水中完成发育；
仙人掌的变态茎中仍储存着大量的水分；
一个人在极限状况下，可坚持20d以上不进食，但是缺水不能超过1d；
细胞中含量最多的化合物是水；
地球表面约3/4的部分是水。
水是生命之源，人们普遍认为，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。
设计意图：认同一切生命活动中离不开水的观点，并进一步激发了学生学习水的相关知识的欲望。
一、细胞中的水
教师：解释生物体中的水包括细胞外的水和细胞内的水，先从宏观上认识一下生物体中的水。分别展示不同生物、同一生物不同生长发育阶段以及不同的组织器官中的含水量，让学生总结生物体中水的分布特点。
学生：通过分析表格得出：
不同生物体内的含水量不同，一般为60% -95%；同种生物不同生长发育阶段含水量不同；同种生物，在不同的组织和器官中的含水量不同。明确水的重要性以及水在生物体内的含量有差异。
设计意图：培养学生分析表格、归纳总结的能力。
教师：提供真实情境，收割的小麦种子晒干后重量会减轻，若将晒得很干的种子盛在试管内，放在酒精灯上加热，在试管壁上仍然有水珠的出现，以上事实说明哪些问题？列举大量自由水和结合水的例子。
学生：分析图片，结合课本p21文字，得出生物体中水的两种存在形式，自由水和结合水，通过分析具体事例理解自由水、结合水的概念和特点。
自由水：绝大部分水呈游离状态，可以自由流动，约占95.5%，特点：易蒸发、易散失、不受束缚、可流动。
结合水：与细胞内的其他物质（蛋白质、多糖）相结合，大约占细胞内全部水分的4.5%，特点：不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性。
教师：自主学习教材第20页第1、2段，概括水的五大生理作用。通过让学生阅读课本，引导学生归纳出水作用的相关要点。
水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解，比如葡萄糖，无机盐离子等；细胞内的许多化学生物化学反应也需要水的参与，比如水解反应、光合作用、呼吸作用等。多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中，血细胞生活在血浆中，组织细胞生活在组织液中。水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。生活中我们应该适量喝水，让代谢废物及时排出体外。
学生：根据生活经验，在老师的引导下得出水的作用。
设计意图：培养学生的阅读能力、提取信息和归纳总结的能力。
教师：水是所有生物体内最重要的分子，对生命的重要性不言而喻，但为什么水的作用如此重要呢？播放水分子结构视频，引导学生思考问题：
1.结合水的组成及特性，尝试解释水为什么能成为良好的溶剂
2.结合氢键的形成及特点，说明水分子为什么具有流动性
3.水的那一特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要
学生：阅读课本20页楷体字部分，结合老师提供的水分子结构视频。思考问题，尝试作答。
教师：从结构与功能相适应的角度，建立水分子结构与功能的关系，帮助学生理清脉络，引导学生建立知识间的联系。
设计意图：从水分子结构视角理解它所承担的重要功能，帮助学生建立结构与功能相适应的观点。
资料1：血液凝固时，部分自由水转变成结合水；变质的蛋清会变稀原因是结合水转变为自由水。
1.在一定条件下自由水和结合水可相互转化
自由水 结合水
2.两者相对含量和生物组织的代谢速率相关
设计意图：通过分析具体事例，帮助学生梳理自由水和结合水的关系，认同二者是相互转化的。通过分析自由水、结合水与温度的关系，培养学生的分析问题的能力，结合课本文字，理解自由水、结合水与细胞代谢、植物抗逆性的关系。
教师：通过以上学习，我们知道了水对生命如此重要，生物体的生命活动离不开水。然而由于环境污染和严重浪费，我国的水资源已日益匮乏，希望同学们从日常点滴做起，做一个节水、爱水的有心人，不要让“地球上最后一滴水成为人类的眼泪。”
学生：与老师产生共鸣，提出节约用水、保护水资源等建议。
设计意图：通过对细胞中水的重要作用的学习，了解目前水资源的状况，形成保护水资源的社会责任。
课件展示习题：
联系生活，判断以下哪些是结合水，哪些是自由水？
（1）切西瓜时流出的瓜汁水 （2）鸡蛋清里的水
（3）新鲜小麦种子晒干时丢失的水（4）晒干的花生、稻谷中主要含有的水
（5）晒干后的种子再烘干，失去的水
设计意图：检验学生对自由水、结合水的掌握情况。
二、细胞中的无机盐
教师课件展示：阅读教材P21“细胞中的无机盐”,并填空。
1.含量：很少，占细胞鲜重的 。
2.存在形式：大多数以 形式存在如：Na+、K+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Cl-等。
教师课件展示资料：学生阅读资料，总结出无机盐的作用。
思考1.为什么缺磷会影响植物的生长发育 缺镁会影响植物的光合作用 为
什么人体缺铁会导致贫血 这些事例说明无机盐具有什么功能
思考2.大量出汗后为什么会出现肌肉抽搐的症状 人体内缺乏Na+会引发什
么病症 你根据这些事例又能得出什么结论
钙离子负责肌肉的收缩和舒张，当身体内钙离子缺乏之后，就会导致肌肉神经系统的兴奋性增加，骨骼肌异常的神经激动，从而产生肌肉频繁极度收缩的现象，所以缺钙之后才特别容易引起抽搐。
人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。
思考3.你知道为什么生理盐水为质量分数0.9%的氯化钠溶液吗 人体剧烈运动后会产生乳酸导致肌肉酸痛，为什么体液的pH却没有因此而明显降低 这两个事例又能说明什么问题
设计意图：
1.学生阅读资料获取信息，运用不完全归纳法，推理出无机盐的功能。注重学生科学思维能力的培养。
2.认同无机盐对生物体的重要性。
教师课件展示：无机盐的功能，并要求学生背诵一遍，以加强记忆。
功能一：无机盐是一些化合物的重要组成成分。
功能二：可以维持细胞和生物体的生命活动。
功能三：无机盐调节渗透压和酸碱平衡。
设计意图：展示无机盐的功能，要求学生背诵，以加强记忆，强化落实。
探究实验：探究 Mg 元素是否为植物生长发育所必需的。
设计意图：认同无机盐的重要性，学会简单的实验设计。
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，保证了细胞各项生命活动的正常进行。
【构建思维导图，进行知识小结】
降温
升温
乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3
生长状况相同的正常同种植物分两组
甲组： 缺Mg的完全培养液
乙组： 完全培养液
植物正常生长
加入Mg元素再培养
出现缺乏症
缺乏症消失
Mg为植物生长的必需元素
植物正常生长
Mg为植物生长的非必需元素
细胞中的无机物
水
无机物
含量
存在形式
功能
含量
存在形式
作用
探究实验

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