资源简介

2.2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】
1、通过对水和无机盐的存在形式与作用的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。（生命观念）
2、运用资料分析法，推理水和无机盐生理功能，养成归纳与概括的科学思维方式。（科学思维）
3、树立节约用水、保护水资源的环保意识和社会责任。
（社会责任）
【教学重、难点】
1、水的存在形式和作用。
2、无机盐的存在形式和作用。
3、水是良好的溶剂和水的流动性。
【教学方法】
1、多媒体展示法2、小组合作讨论法3、模型展示法
【教学过程】
学习阶段 教学活动 学生活动 设计意图
导入 提问： 1、上一节课我们学习过的细胞中的化合物有哪些？ 2、无机化合物有哪些？ 学生根据已有知识进行思考并回答：细胞中的化合物分为无机化合物和有机化合物。无机化合物包括水和无机盐。 由上节课学习过的知识导入新课使学生对上节课学习过的知识有一个清晰的 认识，达到温故知新的目的。
教师：展示本节的教学目标： 了解本节学习目标。 展示本节教学目标，让学生明确本节我们要学习那些内容，掌握到什么程度。
问题探讨 （1分钟） 教师活动： PPT 展示运动员饮料中化学成分表并提问： 提问1：运动饮料中什么成分最多？它在细胞中起什么作用？ 提问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？它们在细胞的生活中起什么作用？ 教师引导学生共同总结出：运动员需要补充水分和无机盐来维持机体的生命活动。 学生互相讨论并回答： 1运动饮料中水成分最多，它在细胞中的作用是参与新陈代谢等（回答正确即可） 2氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠；因为运动员在运动的过程中大量出汗，出汗的同时，带走了一部分盐，所以运动员要补充无机盐；无机盐是细胞中许多有机物的重要组成部分，对于生命活动是必不可少的。 初步联系生活实际，梳理对水和无机盐的认识
探究细胞中的水含量与水的存在形式 教师活动：教师利用ppt展示细胞中各化合物的含量表格、不同生物体内含水量的表格、同一生物不同生长发育时期含水量表格、同一生物不同组织器官含水量的表格。并提问：各个表格中含水量都有什么特点？ 教师提问：为什么同一生物个体心脏和血液中含水量差异不大但是存在形态却不相同？由此引出细胞中的水两种存在形式。 教师西瓜切开流出汁水和芦荟切开之后有粘稠的液体为例讲述自由水和结合水的定义，并阐述其在细胞中的含量。 学生观察表格中的数据分组互相讨论并总结出各个表格中含水量的特点： 水是细胞及生物体中含量最多的化合物； 不同生物体的含水量不同，且一般水生生物大于陆生生物； 同一生物不同生长发育时期含水量不同； 同一生物不同组织器官含水量不同。 学生认真倾听细胞中水的两种存在形式和含量的不同。 通过分析和整理数据，培养学生的逻辑思维能力，同时合理设疑，激发学生 进一步探究的欲望。
探究自由水的功能 教师组织学生小组讨论并回答以下问题： 1水蜜桃香甜多汁，当你咬开水蜜桃时冒出的汁水主要是什么形式的水？有哪些物质溶解其中？这说明自由水有什么功能？ 2回忆初中所学的知识，植物光合作用需要水的参与吗？这又说明自由水有什么功能？ 3血液中含有自由水较多。你能否根据血液功能判断自由水的功能？ 4血液是由血细胞和血浆组成，离开血浆的血细胞很快就会 死亡，这又说明自由水可以为细胞提供什么环境？ 教师对学生总结得出自由水的功能进行评价，再次提问：我们知道了自由水的功能，那么结合水有什么功能吗？ 学生思考并讨论教师提出的问题，交流结果、得出结论（2分钟） 1自由水；糖分；细胞内良好的溶剂。 2需要；自由水能够参与细胞内的生物化学反应 3为细胞提供液体环境 4运送营养物质和代谢废物 学生阅读P21页第二段知识并回答：结合水是细胞结构的重要组成部分。 以小组合作的形式，解释日常生活中的生命现象，比较并归纳自由水和结合水的作用，培养学生运用科学思维方法展开探讨、审视或论证的能力。
探究水的结构 教师提问：为什么自由水会具有这些功能？（引出对水的结构探究） 教师组织学生自主阅读课本知识小组讨论并回答以下问题： 1水分子中H、O原子的结合方式和带电情况如何？为什么说水是一种良好的溶剂？ 2水分子的氢键是怎样形成的？为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？ 3为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？ 学生阅读P20至P21楷体字部分内容，思考回答问题： 1水是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子(或离子)结合，是良好的溶剂。 2水分子间氢键不稳定，使水能在常温下保持液态;有利于运输营养物质和代谢废物。 3水分子间的氢键使水具有较高比热容，可作为热的缓冲剂。 组织学生进行自主学习和小组讨论，结合模型建构和展示环节，初步建立物质的结构和功能相适应的观念，同时训练学生的团队合作能力和语言表达能力。
探究自由水和结合水之间的相互转化 教师讲述结合水和自由水的关系：⑴在一定条件下自由水和结合水可相互转化 温度升高部分结合水转化成自由水，温度降低部分自由水转化成结合水。 ⑵两者的相对含量和生物组织的代谢速率相关： 自由水/结合水比值变大新陈代谢速度加快，抗逆性变差 自由水/结合水比值变小新陈代谢速度变慢，抗逆性变强 学生倾听思考： 种子晒干后损失的主要是什么水分？是否可以萌发？ 在瓶中烘烤损失的主要是什么水？是否可以萌发？ 培养学生的节水意识和环保理念，树立可持续发展的观念。
探究无机盐的存在形式和种类 教师学生分析并回答以下问题： 将种子直接在酒精灯火焰上燃烧，烧尽时会看到灰白色粉末。种子燃尽后产生的粉末主要物质是什么？ （从而引出无机盐，为后续内容的进行做出铺垫） 要求学生阅读P21页相关内容回答：无机盐存在的形式和种类？ 学生观察实验并分组讨论得出答案： 将植物种子进行燃烧，最后得到灰烬就是无机盐。 学生小组合作共同回答： 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，阳离子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等 阴离子有：Cl-等 含量占到细胞的1-1.5% 学生根据资料思考并讨论教师提出的问题，小组合作探究，进行交流。
探究无机盐的功能 教师ppt展示植物缺乏镁元素出现的病症的图片、叶绿素分子和血红素分子的局部结构简图，生理盐水，以及运动后腿部肌肉抽筋的图片，组织学生阅读课本P22页资料，小组讨论以下问题： 1植物体缺乏镁元素会影响光合作用，为什么？ 2有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺铁元素会导致贫血？ 3从这两个实例，尝试概括无机盐有怎样的生理功能？ 4人体内缺Na+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。 哺乳动物的血液中Ca2+含量过低，会出现抽搐等症状。 从上述实例，尝试概括无机盐还有怎样的生理功能？ 5正常人血浆pH应稳定在7.35~7.45间，否则出现酸碱中毒。那剧烈运动后会产生乳酸或摄入较多酸性食物后为什么不会出现酸中毒？ 医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。为什么是质量分数为0.9%的氯化钠溶液？ 6植物体缺磷元素常表现出生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺磷元素会影响其生长发育。 学生自主学习书本P22页资料，思考并讨论教师提出的问题，进行交流，回答问题： 1叶绿素分子结构中含有镁元素，它对于光合作用具有重要意义，缺镁元素会使叶绿素的形成收到阻碍，进而影响光合作用。 2人体红细胞中的血红素含有铁元素，缺铁元素会导致血红素合成障碍，从而引起贫血。 3参与构成细胞中的某些化合物 4维持细胞和生物体的生命活动 5人体血液中存在着缓冲物质（Na2CO3/ NaHCO3等）,它们能将乳酸或酸性食物对血液PH的影响降低到最低点；0.9%的氯化钠溶液产生的渗透压和血液中红细胞所处的渗透压是相当的，红细胞能够维持形态不变从而使其功能正常。 6磷元素作为植物生长发育必需的大量元素之一，是许多重要化合物和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺乏P元素的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，并且长得矮小、结实率低。 小组合作探究，熟悉资料分析的基本思路和方法，探讨、阐释生命现象及规律。在探究中，乐于并善于团队合作，在此基础上归纳形成概念。
课堂小结 根据板书让学生进行总结，教师补充。
基础练习 下列有关细胞中水的叙述，错误的是(　　) A. 细胞内参与物质运输的水是自由水 B. 越冬的动物体内结合水的比例相对较高 C. 同一个体的不同器官的含水量相同 D. 植物蒸腾作用中失去的水主要是自由水 Key:C
板书 2.2 细胞中的无机物
【教学反思】：本节课注重学科间知识的交叉，通过深入了解水分子的化学结构和氢键的形成与断裂，帮助学生理解为什么水是良好的溶剂及水的流动性，有力地突破自由水的作用这个难点。

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