资源简介

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第二节
水和无机盐在生命活动中具有重要作用
沪科版
高中生物
学习目标
能指出水和无机盐在生命中具有重要作用，以及细胞中水以自由水和结合水的形式存在。
1.文化基础：水和无机盐在生命活动中的重要作用。
2.自主发展：植物组织中含水量的测定，测定不同种无机盐的作用。
3.社会参与：通过探究实验，掌握科学探究的基本思路，培养合作意识。
水是生命之源
一、水是细胞内含量最多的化合物
1.探究实验
植物组织中含水量的测定
（1）实验原理：
植物组织中的含水量以及水的存在状态是______________________和__________________的重要生理指标。称量一定量的_______________，鲜重为W1;将其___________再称重，干重为
W2;（W1-W2）/W1，即为该__________________________。
植物代谢活动
抗逆性强弱
植物组织
烘干
植物组织的含水量
（2）活动程序：
①取_________个称量瓶，编号，洗净后放入__________℃恒温箱中，烘烤
______h，用坩埚钳取出放入干燥器冷却至室温后，在分析天平上___________，如此重复2次（两次称重误差不超过
0.002g），求得____________质量平均值后，放入干燥器中待用。
2
105
2
称重
空瓶
称量瓶
干燥器
②将采集来的________________用打孔器钻取_____________（注意避开主叶脉），随机选取__________片，立即放入称量瓶中，加盖，准确称出被测样品___________。
植物叶片
叶圆片
10
鲜重
③将样品放入_________，打开称量瓶盖，先在
____________℃条件下烘烤
______min，
然后把烘箱的温度调至
_________℃烘烤
2~4h（注意防止材料焦化）。
烘箱
100~105
30
70~80
④用坩埚钳夹取__________，盖上____________，取出放在干燥器中冷却至室温，在分析天平上称重。然后再放入烘箱，在______________℃条件下烘烤1~2h，盖上瓶盖，放在干燥器中冷却至室温，__________。如此重复几次，直至恒重为止。记录被测样品_____________。
⑤计算不同植物组织的含水量。
瓶盖
称量瓶
70~80
称重
干重
分析讨论一
①在本实验的操作过程中，要注意哪些问题才能减少误差?
提示：称量瓶未完全干燥，还含有水分或水汽；烘烤的叶片还有水分或材料焦化。
②通过比较不同生物材料的含水量，可以得出什么结论?
提示：不同的生物材料的含水量不同。
③农民收获的种子在入仓前要充分地晾晒风干，在这个过程中丢失的水分是种子所含的全部水分吗?
提示：不是；晾晒风干丢失的水分主要是自由水。
干燥的种子必须吸足水才能萌发；
人的胚胎也要浸润在羊水中发育；
仙人掌身处如此干旱的环境，它那肥硕的变态茎中
仍贮存着大量的水分。
思考：以上种种现象说明什么问题?
提示：水是生物生存必不可少的，水是构成细胞的重要无机化合物。
3.
人体中几种不同器官或组织中水的含量
组织器官
牙齿
骨骼
骨骼肌
心肌
血液
所占比例%
10
22
76
79
83
1.
细胞中各种化合物所占比例
化合物
水
无机盐
蛋白质
脂质
糖类
核酸
所占比例%
85-90
1-1.5
7-10
1-2
1-1.5
2.
几种不同生物体水的含量
生物
水母
鱼类
蛙
哺乳动物
藻类
高等植物
水含量%
97
80-85
78
65
90
60-80
细胞中含量最多的化合物是水
不同生物的含水量不同
同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同
细胞、生物体内水的含量比较，说明了什么？
同种生物，不同的生长发育时期含水量不同
幼儿和成人体内的含水量
①不同种生物的细胞含水量______________。
②同种生物处于________________阶段或者生活在不同环境中，细胞的含水量也会发生变化;
③同一生物个体的_______________，细胞含水量也会有差异。
2.归纳小结
不同
不同发育
不同器官
①结合水：
3、细胞中水的存在形式
细胞内的一部分水通过____________与细胞内的________________、多糖等亲水性物质相结合，不易蒸发和结冰，失去了_______________和溶解性。
氢键
蛋白质
流动性
作用：结合水约占细胞全部水分的
______________，是细胞结构的重要组分，也是形成和维持生物大分子三维空间结构的必要因素。
4.5%
细胞中的大部分水以___________的形式
存在，可以自由流动。
②自由水
游离
葡萄糖、氨基酸、核苷酸等各种________________和
NaCl等____________________都能够溶于水中。
溶剂
自由水是生物体内良好的______________和运输"工具"。
作用：
极性分子
自由水在生物体内的流动，可以将___________________运送给各个细胞，也可将_________________产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。
离子化合物
营养物质
细胞代谢
血液与心肌的比较
形态
含水量%
血液
液态
83
心肌
坚韧的固态
79
（2）农民晒干葵花籽与炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？
（1）血液是流动的，心肌是坚实的，为什么
两者含水量这么接近？
血液主要以自由水的形式存在
心肌主要以结合水的形式存在
自由水
结合水
分析讨论二
（3）比较新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛？
提示：结合水含量越高，抗性相对较强
提示：一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高
提示：果汁先冻结，因为H2O没有杂质的话在零度不会结冰，只有遇到凝结质它才能很快的结冰果较水来说里面的凝结质是非常多的。所以冻结的速度比水快。
（4）同体积的水和同体积水的果汁放入冰箱中谁最先结冰？
（5）根据问题（4），自由水多还是结合水多生物体的抗旱、抗寒、
抗热能力强？
③自由水和结合水的联系
植物细胞中自由水与结合水的___________和___________常与植物的____________及______________有密切的关系。
含量
比例
生长
抗逆性
自由水较多时，________________较强，_______________也较快，但_________________往往降低;而结合水含量相对较高时，则情况相反。举例说明。
代谢活动
生长速度
抗逆性
细胞中水的存在状态__________一成不变的，自由水和结合水在一定条件下可以______________。
不是
相互转化
水分子与亲水物质相结合，与____________等非极性分子相疏离，这对于形成和维持细胞中特定的__________________等具有极其重要的意义。
细胞中的物质只有在_____________中才会有足够多的相互"碰撞"机会而发生反应，因而绝大多数的代谢反应也都必须以__________为介质。
水分子还可作为_______________直接参与光合作用、细胞呼吸等多种细胞代谢过程。
脂质
生物膜结构
水溶液
水
反应物
③细胞中水的意义
二、无机盐在生命活动中的重要作用
广告一：健康体魄，来源于“碘碘”滴滴！
广告二：高钙片，一片顶两片！
广告三：补铁、补血，效果好！朴雪口服液！
上面的广告中提到了哪些无机盐？有何作用？
主要以离子状态存在
阳离子：Na+、K+、
Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
无机盐的存在形式
含量：很少，仅占1％－1.5％
有些与其他化合物结合
比如磷酸在核苷酸的存在方式，叶绿素中的Mg2+等
为什么缺镁会影响光合作用？
人体缺铁会怎样？
提示：如果人体缺少Fe2，血红蛋白的合成就会受到影响，导致缺铁性贫血。
无机盐的功能
功能1：构成细胞内化合物的重要组成成分
血钙具有约束神经、肌肉活动的本领。缺钙会引起神经肌肉的兴奋性增加而导致抽搐（痉挛），血钙过高会引起肌无力
富含钙的食品:
牛奶，豆制品，虾，芝麻等
功能1：构成细胞内化合物的重要组成成分
功能2：维持细胞和生物体的生命活动
当人得了急性肠胃炎的时候，医生为患者输入0.9%的氯化钠溶液有利于维持机体的渗透压平衡
功能1：构成细胞内化合物的重要组成成分
功能2：维持细胞和生物体的生命活动
功能3：维持生物体内水盐平衡
食物（蔬菜、水果）中往往含有一些碱性物质（如Na2CO3
），人吃后体内血液的pH值会不会有较大的变化？
提示：缓冲对：H2CO3\
NaHCO3
NaH2PO4\Na2HPO4
功能4：维持细胞和生物体的酸碱平衡
部分无机盐功能简介
Ca2+维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分
Mg2+叶绿素成分
Fe2+血红蛋白成分（缺铁性贫血）
I甲状腺激素成分（地方性甲状腺肿大）
P核酸、磷脂等的成分
Na+/K+维持细胞液的渗透压
P促进花粉萌发和花粉管伸长（油菜花而不实）
三、学业检测与巩固练习
1.刚收获的新鲜玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是______________水，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗。
2.把晒干的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是_______________水，这样的种子将不能萌发。
3.代谢旺盛的细胞内__________________水的含量相对高些。
自由
结合
自由
4.地球表面大部分被液态水覆盖，美丽的水圈成为生命诞生的"摇篮"。水赋予了细胞许多重要特性，几乎所有生物的生命活动都离不开水。
（1）与其他常见的液体相比，吸收或放出同样的能量，水的温度变化几乎是最小的，从这一角度分析，细胞"持有"足量的水对其生命活动有何重要意义?
提示：水的比热较大,水的温度升高或降低会吸收或释放较多的热量，因此对于维持生物体的体温具有一定的作用,有利于生物体在生命活动调节中维持相对稳定。
（2）"热胀冷缩"是物体的基本性质，但是水在低于3.98℃逐渐结冰的过程中，体积会变大、密度会变小。水的这种特性对于水生生物的生存有何益处?
提示：水在低于3.98°C逐渐结冰的过程中，体积会变大、密度会变小，冰层覆盖在水面，形成一层隔热层，使下面的水温保持在0°C以上，对于水生生物的生存具有重要意义。
（3）探索太空，人类的终极梦想之一就是寻找到地外生命，而寻找液态水则是最关键的一步。持这种观点的理由是什么?
提示：生物体的生命活动离不开水，水是生命之源，生物体内的水反应都必须在以水为基质的液态环境中进行，因此探索太空，人类的终极梦想之一就是寻找到地外生命，而寻找液态水则是最关键的一步。
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水和无机盐在生命活动中具有重要作用教学设计
课题
第二节
水和无机盐在生命活动中具有重要作用
单元
第二章
学科
生物
年级
高一
学习目标与核心素养
指出水和无机盐在生命中具有重要作用，以及细胞中水以自由水和结合水的形式存在。1.文化基础：水和无机盐在生命活动中的重要作用。2.自主发展：植物组织中含水量的测定，测定不同种无机盐的作用。3.社会参与：通过探究实验，掌握科学探究的基本思路，培养合作意识。
重点
水和无机盐在生命活动中的重要作用。
难点
通过探究实验，分析水和无机盐的作用。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
播放《水是生命之源》视频，分析水的重要作用。
课前查阅资料，观看视频，
借助视频，让学生认识学习本节课的重要意义，激发学生学习兴趣。
讲授新课
一、水是细胞内含量最多的化合物1.探究实验（1）实验原理：植物组织中的含水量以及水的存在状态是________________和__________________的重要生理指标。称量一定量的_______________，鲜重为W1;将其___________再称重，干重为
W2;（W1-W2）/W1，即为该______________。①取2个称量瓶，编号，洗净后放入105℃恒温箱中，烘烤
2h，用坩埚钳取出放入干燥器冷却至室温后，在分析天平上称重，如此重复2次（两次称重误差不超过
0.002g），求得空瓶质量平均值后，放入干燥器中待用。将采集来的植物叶片用打孔器钻取叶圆片（注意避开主叶脉），随机选取10片，立即放入称量瓶中，加盖，准确称出被测样品鲜重。③将样品放入_________，打开称量瓶盖，先在
____________℃条件下烘烤
______min，
然后把烘箱的温度调至
_________℃烘烤
2~4h（注意防止材料焦化）。④用坩埚钳夹取__________，盖上____________，取出放在干燥器中冷却至室温，在分析天平上称重。然后再放入烘箱，在______________℃条件下烘烤1~2h，盖上瓶盖，放在干燥器中冷却至室温，__________。如此重复几次，直至恒重为止。记录被测样品_____________。⑤计算不同植物组织的含水量。分析讨论一①在本实验的操作过程中，要注意哪些问题才能减少误差?
提示：称量瓶未完全干燥，还含有水分或水汽；烘烤的叶片还有水分或材料焦化。②通过比较不同生物材料的含水量，可以得出什么结论?提示：不同的生物材料的含水量不同。③农民收获的种子在入仓前要充分地晾晒风干，在这个过程中丢失的水分是种子所含的全部水分吗?提示：不是；晾晒风干丢失的水分主要是自由水。干燥的种子必须吸足水才能萌发；人的胚胎也要浸润在羊水中发育；仙人掌身处如此干旱的环境，它那肥硕的变态茎中仍贮存着大量的水分。思考：以上种种现象说明什么问题?提示：水是生物生存必不可少的，水是构成细胞的重要无机化合物。细胞、生物体内水的含量比较，说明了什么？细胞中含量最多的化合物是水不同生物的含水量不同同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同3、细胞中水的存在形式①结合水：细胞内的一部分水通过氢键与细胞内的蛋白质、多糖等亲水性物质相结合，不易蒸发和结冰，失去了流动性和溶解性。作用：结合水约占细胞全部水分的
4.5%，是细胞结构的重要组分，也是形成和维持生物大分子三维空间结构的必要因素。②自由水细胞中的大部分水以游离的形式存在，可以自由流动。作用：自由水是生物体内良好的______________和运输"工具"。葡萄糖、氨基酸、核苷酸等各种____________和
NaCl等________________都能够溶于水中。自由水在生物体内的流动，可以将____________运送给各个细胞，也可将___________产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。分析讨论二血液是流动的，心肌是坚实的，为什么
两者含水量这么接近？血液主要以自由水的形式存在心肌主要以结合水的形式存在（2）农民晒干葵花籽与炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？自由水、结合水（3）比较新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛？提示：一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高同体积的水和同体积水的果汁放入冰箱中谁最先结冰？提示：果汁先冻结，因为H2O没有杂质的话在零度不会结冰，只有遇到凝结质它才能很快的结冰果较水来说里面的凝结质是非常多的。所以冻结的速度比水快。（5）根据问题（4），自由水多还是结合水多生物体的抗旱、抗寒、
抗热能力强？提示：结合水含量越高，抗性相对较强③自由水和结合水的联系植物细胞中自由水与结合水的含量和比例常与植物的生长及抗逆性有密切的关系。自由水较多时，代谢活动较强，生长速度也较快，但抗逆性往往降低;而结合水含量相对较高时，则情况相反。举例说明。细胞中水的存在状态不是一成不变的，自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。③细胞中水的意义水分子与亲水物质相结合，与____________等非极性分子相疏离，这对于形成和维持细胞中特定的__________________等具有极其重要的意义。细胞中的物质只有在_____________中才会有足够多的相互"碰撞"机会而发生反应，因而绝大多数的代谢反应也都必须以__________为介质。水分子还可作为_______________直接参与光合作用、细胞呼吸等多种细胞代谢过程。无机盐在生命活动中的重要作用广告一：健康体魄，来源于“碘碘”滴滴！广告二：高钙片，一片顶两片！广告三：补铁、补血，效果好！朴雪口服液！上面的广告中提到了哪些无机盐？有何作用？无机盐的存在形式主要以离子状态存在阳离子：Na+、K+、
Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等阳离子：Na+、K+、
Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等有些与其他化合物结合比如磷酸在核苷酸的存在方式，叶绿素中的Mg2+等含量：很少，仅占1％－1.5％人体缺铁会怎样？提示：如果人体缺少Fe2，血红蛋白的合成就会受到影响，导致缺铁性贫血。无机盐的功能功能1：构成细胞内化合物的重要组成成分血钙具有约束神经、肌肉活动的本领。缺钙会引起神经肌肉的兴奋性增加而导致抽搐（痉挛），血钙过高会引起肌无力
富含钙的食品:
牛奶，豆制品，虾，芝麻等功能2：维持细胞和生物体的生命活动当人得了急性肠胃炎的时候，医生为患者输入0.9%的氯化钠溶液有利于维持机体的渗透压平衡功能3：维持生物体内水盐平衡功能4：维持细胞和生物体的酸碱平衡食物（蔬菜、水果）中往往含有一些碱性物质（如Na2CO3
），人吃后体内血液的pH值会不会有较大的变化？提示：缓冲对：H2CO3\
NaHCO3
NaH2PO4\Na2HPO4部分无机盐功能简介Ca2+维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分Mg2+叶绿素成分Fe2+血红蛋白成分（缺铁性贫血）I甲状腺激素成分（地方性甲状腺肿大）P核酸、磷脂等的成分Na+/K+维持细胞液的渗透压P促进花粉萌发和花粉管伸长（油菜花而不实）三、学业检测与巩固练习1.刚收获的新鲜玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是______________水，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗。2.把晒干的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是_______________水，这样的种子将不能萌发。3.代谢旺盛的细胞内__________________水的含量相对高些。4.地球表面大部分被液态水覆盖，美丽的水圈成为生命诞生的"摇篮"。水赋予了细胞许多重要特性，几乎所有生物的生命活动都离不开水。（1）与其他常见的液体相比，吸收或放出同样的能量，水的温度变化几乎是最小的，从这一角度分析，细胞"持有"足量的水对其生命活动有何重要意义?提示：水的比热较大,水的温度升高或降低会吸收或释放较多的热量，因此对于维持生物体的体温具有一定的作用,有利于生物体在生命活动调节中维持相对稳定。（2）"热胀冷缩"是物体的基本性质，但是水在低于3.98℃逐渐结冰的过程中，体积会变大、密度会变小。水的这种特性对于水生生物的生存有何益处?提示：水在低于3.98°C逐渐结冰的过程中，体积会变大、密度会变小，冰层覆盖在水面，形成一层隔热层，使下面的水温保持在0°C以上，对于水生生物的生存具有重要意义。（3）探索太空，人类的终极梦想之一就是寻找到地外生命，而寻找液态水则是最关键的一步。持这种观点的理由是什么?提示：生物体的生命活动离不开水，水是生命之源，生物体内的水反应都必须在以水为基质的液态环境中进行，因此探索太空，人类的终极梦想之一就是寻找到地外生命，而寻找液态水则是最关键的一步。
【学习活动一】学生阅读课本P24—25，联系实际，思考以下问题，完成实验探究。通过探究实验，对知识点进行概括总结。【学习活动二】学生阅读课本P26—27，联系实际，概括细胞中水的存在形式及作用。联系实际，提出问题，回答问题【学习活动二】学生阅读课本P28，联系实际，分析无机盐在生命活动中的重要作用。根据所学，完成相关练习
认识植物组织中的含水量。通过阅读及探究实验，培养学生动手实验的能力，并获取信息的能力，概括细胞含水量的内容。提高学生分析概括能力。通过阅读，培养学生获取信息的能力，加深细胞质水的存在形式和作用的认识。联系实际，通过问题探究，锻炼学生独立思考，提高，激发学生自主学习的积极性。通过阅读，培养学生获取信息的能力，加深无机盐在生命活动中作用的认识。回顾旧知，巩固和应用所学知识。
课堂小结
细胞中水的存在形式①结合水：细胞内的一部分水通过氢键与细胞内的蛋白质、多糖等亲水性物质相结合，不易蒸发和结冰，失去了流动性和溶解性。②自由水细胞中的大部分水以游离的形式存在，可以自由流动。无机盐的存在形式主要以离子状态存在有些与其他化合物结合含量：很少，仅占1％－1.5％无机盐的功能功能1：构成细胞内化合物的重要组成成分功能2：维持细胞和生物体的生命活动功能3：维持生物体内水盐平衡功能4：维持细胞和生物体的酸碱平衡
板书
水和无机盐在生命活动中具有重要作用细胞中的水细胞中水含量细胞中水的存在形式细胞中水的作用及意义细胞中的无机盐存在形式作用及意义
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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