細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物教學(xué)設(shè)計(jì)

　　關(guān)于“水和無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和生理作用”，學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)豐富，可以通過(guò)提問(wèn)、對(duì)話的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生自己說(shuō)出現(xiàn)象、分析所反映的知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生在資料分析方面較為薄弱，本節(jié)可以提供鍛煉的機(jī)會(huì)。

　　教學(xué)目標(biāo)：

　　1、知識(shí)目標(biāo)

　　(1)說(shuō)出水在細(xì)胞中的存在形式和作用。

　　(2)說(shuō)出無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和主要作用。

　　2、能力目標(biāo)

　　(1)嘗試進(jìn)行自主性學(xué)習(xí)

　　(2)學(xué)會(huì)分析和歸納

　　3、情感目標(biāo)

　　(1)認(rèn)同細(xì)胞是由多種元素和化合物構(gòu)成的生命系統(tǒng)，以及生命的物質(zhì)性

　　(2)學(xué)會(huì)關(guān)注生活，關(guān)注身體健康

　　教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):

　　1.教學(xué)重點(diǎn):水和無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的作用。

　　2.教學(xué)難點(diǎn):(1)結(jié)合水的概念(結(jié)合水的概念學(xué)生以前沒(méi)有接觸過(guò)，而日常生活中見(jiàn)到的水都是流

　　動(dòng)的水，所以結(jié)合水的概念是本節(jié)課的難點(diǎn))

　　(2)無(wú)機(jī)鹽的作用

　　教具準(zhǔn)備： 教學(xué)課件 字串4

　　課時(shí)安排： 1課時(shí) 字

　　教學(xué)過(guò)程

　　導(dǎo)入：

　　多媒體課件展示：2004年1月24日美國(guó)“勇氣號(hào)”登陸火星表面尋找水的蹤跡。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析拍

　　攝的照片，美國(guó)宇航局聲稱(chēng)火星上曾被水淹沒(méi)過(guò)。為什么科學(xué)家在為尋找火星上是否有水而努力?找

　　到了水又能說(shuō)明什么呢?

　　對(duì)大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，沒(méi)有水就不能生存。水是生命之源，最早的生命是在水中誕生。我們現(xiàn)在判斷

　　一個(gè)星球是否存在過(guò)生命，也是主要看它是否存在過(guò)水。水在各種生物體內(nèi)含量都是最高的，但在不

　　同的生物體內(nèi)又存在著差異。

　　前面一段時(shí)間我們共同學(xué)習(xí)了細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、核酸、糖類(lèi)和脂質(zhì)，這些都是細(xì)胞中的有機(jī)物，

　　今天我們就要開(kāi)始新的一節(jié)——細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物，水和無(wú)機(jī)鹽。

　　知識(shí)目標(biāo)一：細(xì)胞中的水

　　課件展示不同動(dòng)、植物體內(nèi)含水量圖(水母、魚(yú)類(lèi)、蛙、哺乳動(dòng)物、高等植物等圖片以及其含水量)并提問(wèn):不同生物體內(nèi)的含水量是否一樣?有什么特點(diǎn)?

　　不同生物體的含水量不同 水生>陸生

　　課件展示老人與兒童和一個(gè)人不同時(shí)期的含水量的圖片，請(qǐng)學(xué)生進(jìn)行分析：在不同的生長(zhǎng)發(fā)育期，含水量有什么特點(diǎn)?女人是水做的，男人不是水做的嗎?

　　年年歲歲花相似，歲歲年年人不同。人老了臉上就會(huì)皺巴巴的，同學(xué)們知道這是為什么嗎?很主要一個(gè)原因，就是細(xì)胞的含水量變少了。所以現(xiàn)在很多女性，為了“青春永駐”，常買(mǎi)一些化妝品進(jìn)行保濕，防治皮膚過(guò)早出現(xiàn)皺紋。人在不同生長(zhǎng)發(fā)育期水的含量也是不同的。幼兒比成年男女要高，而成年男性比女性高。水的這個(gè)特征可以歸納為水在生物不同發(fā)育時(shí)期含量不同。

　　不同生長(zhǎng)發(fā)育期的含水量不同 幼兒>老年

　　課件展示人的不同組織含水量表，觀察并分析

　　同種一生物不同器官水的含量不同

　　心肌組織含水79%，血液含水82%，含水量很接近，但是其形態(tài)上卻有很大的區(qū)別，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況呢?

　　(通過(guò)這個(gè)事例過(guò)渡到水的存在形式：自由水和結(jié)合水)

　　在人體中某些器官組織的含水量相似，但形態(tài)卻不相同，說(shuō)明生物體內(nèi)水的存在形式不同。

　　自由水：在細(xì)胞中以游離形式存在的水

　　易蒸發(fā)、不受束縛、可流動(dòng)

　　結(jié)合水：在細(xì)胞中與其他物質(zhì)結(jié)合的水

　　不易蒸發(fā)、含量穩(wěn)定、失去流動(dòng)性和溶解性

　　剛收獲的谷子經(jīng)晾曬后，質(zhì)量會(huì)變輕，變化的是自由水。假如加熱已經(jīng)曬干的谷子，會(huì)不會(huì)有水產(chǎn)生?這個(gè)水是什么水?(演示實(shí)驗(yàn)，加熱已經(jīng)曬干的谷子。強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的單一變量、去除環(huán)境的干擾)

　　請(qǐng)同學(xué)們回想一下在家里打雞蛋的情形：新鮮的雞蛋清呈液態(tài)膠狀，臭雞蛋清相對(duì)更“稀”的液體，水狀。為什么會(huì)這樣呢?那是因?yàn)樵谛迈r的雞蛋清中的水與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成液態(tài)膠體，這時(shí)的水為結(jié)合水，只是細(xì)胞和生物體的組成成分;而臭雞蛋中的蛋白質(zhì)被微生物分解成小分子物質(zhì)，使這部分結(jié)合水釋放出來(lái)，轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤?/p>

　　練習(xí)區(qū)分結(jié)合水和自由水

　　總結(jié)自由水和結(jié)合水的關(guān)系：

　　1.在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換

　　2. 自由水/ 結(jié)合水的比值越高，新陳代新越旺盛，生長(zhǎng)發(fā)育越迅速，抗旱、抗寒、抗熱性能相對(duì)較弱;反之，自由水 /結(jié)合水的比值越低，新陳代新越緩慢，生長(zhǎng)發(fā)育越遲緩，抗旱、抗寒、抗熱性能相對(duì)提高。

　　生物體中含量最多的化合物是水，那么大家總結(jié)一下，水有什么功能呢?

　　1.我們吃西瓜的時(shí)候之所以會(huì)覺(jué)得甜是由于西瓜細(xì)胞里面的糖類(lèi)物質(zhì)溶解于細(xì)胞中的自由水，味覺(jué)。生物體內(nèi)還有很多物質(zhì)都是溶解在水中的。因此得到自由水水的第一個(gè)作用：細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑。

　　2. 回憶初中所學(xué)的光合作用和呼吸作用，需不需要水的參與?

　　水是光合作用的原材料，在呼吸作用以及一些有機(jī)物的合成和分解過(guò)程中都有水分子的參加。如蛋白質(zhì)的脫水縮合，多糖的水解等等。因此可以得到自由水的第二個(gè)功能，參與生物化學(xué)反應(yīng)。沒(méi)有水,這些重要的生化過(guò)程都不能進(jìn)行。

　　3大家再想想，人體血液有什么樣的功能呢?

　　血液中的水主要是自由水，它可以自由流動(dòng)，可以把其中溶解的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)細(xì)胞，同時(shí)又把細(xì)胞代謝產(chǎn)生的廢物運(yùn)送到排泄器官或者直接運(yùn)輸?shù)襟w外。因此得到自由水的第三個(gè)作用：運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢物

　　4.結(jié)合水是細(xì)胞的組成成分

　　小結(jié)：從上面的學(xué)習(xí)我們可以看出各種生物體的生命活動(dòng)都離不開(kāi)水。無(wú)論是地球的生命形式，還是生命的維持和成長(zhǎng)，都離不開(kāi)水。因此，水被譽(yù)為“生命之源”?，F(xiàn)在全球的水資源都處于一個(gè)匱乏的狀態(tài)，加上日常生活中浪費(fèi)水的現(xiàn)象嚴(yán)重。所以有一副漫畫(huà)寫(xiě)：地球上的最后一滴水可能是人的眼淚，所以我們應(yīng)該提高警惕。“節(jié)水刻不容緩”，希望同學(xué)們從生活中的點(diǎn)滴做起，愛(ài)護(hù)水資源。

　　知識(shí)目標(biāo)二：細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽

　　提出問(wèn)題：將烘干的谷子燒盡，最終會(huì)得到一些灰白色的灰燼，這些灰燼是什么?(無(wú)機(jī)鹽)

　　引導(dǎo)學(xué)生分析課本中的“運(yùn)動(dòng)員飲料中的化學(xué)成分”表

　　問(wèn)題：1.表中哪些成分屬于無(wú)機(jī)鹽?含量如何?

　　2.無(wú)機(jī)鹽以什么方式存在細(xì)胞中?

　　3.為什么要在運(yùn)動(dòng)員的飲料中添加無(wú)機(jī)鹽?

　　4.無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞的生活中起什么作用?

　　1、2問(wèn)請(qǐng)學(xué)生回答，3、4問(wèn)請(qǐng)學(xué)生思考引入無(wú)機(jī)鹽的生理功能。

　　總結(jié)學(xué)生的回答：無(wú)機(jī)鹽的存在形式 多數(shù)以離子形式 少數(shù)以化合形態(tài)

　　無(wú)機(jī)鹽的含量：1%——1.5%

　　課件展示課本35《思考與討論》

　　請(qǐng)學(xué)生回答：為什么缺鐵會(huì)導(dǎo)致缺鐵性貧血?

　　為什么缺鎂會(huì)影響光合作用?

　　總結(jié)：Fe是構(gòu)成血紅細(xì)胞中血紅蛋白的重要元素之一，缺Fe會(huì)導(dǎo)致血紅蛋白合成受阻，因而，缺Fe會(huì)導(dǎo)致缺鐵性貧血。

　　鎂是構(gòu)成葉綠體中葉綠素的重要組成成分，缺鎂將導(dǎo)致葉綠素合成障礙，而光合作用離不開(kāi)葉綠素，因而缺鎂會(huì)影響植物的光合作用。

　　在以上兩個(gè)例子中，F(xiàn)e是構(gòu)成血紅蛋白的成分，而鎂是構(gòu)成葉綠素的組成。由此，我們可以得到無(wú)機(jī)物的第一個(gè)作用：構(gòu)成細(xì)胞中的化合物。

　　課件展示“加碘食鹽”、“缺鈣”、“植物缺硼”的結(jié)果以及一些有關(guān)無(wú)機(jī)鹽的廣告詞，由此我們可以得出無(wú)機(jī)鹽的二個(gè)作用：維持生物體正常的生命活動(dòng)。無(wú)機(jī)鹽的這種作用記體現(xiàn)在多了也不行，少了也不行，而是應(yīng)該維持在一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài)。

　　舉例激烈的運(yùn)動(dòng)之后肌肉會(huì)有酸痛的感覺(jué)，這是因?yàn)榧∪庵挟a(chǎn)生的乳酸，但是體液中的PH值卻沒(méi)有下降，因?yàn)槿樗?NaHCO3==乳酸鈉+H2CO3(CO2+H2O)得出結(jié)論三:維持細(xì)胞內(nèi)的酸堿平衡

　　生理鹽水的濃度0.9%的NaCl溶液，假如用9%的溶液會(huì)有什么后果呢?

　　得出結(jié)論四：維持細(xì)胞的正常形態(tài)

　　小結(jié)：無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的含量雖然很低，但是對(duì)細(xì)胞具有非常重要的作用，是細(xì)胞正常生活所必不可少的，所以大家平時(shí)應(yīng)該注意補(bǔ)充一定的無(wú)機(jī)鹽。

　　課堂小結(jié)：水和無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞中的無(wú)機(jī)化合物，其中在細(xì)胞中水是含量最高的化合物，水在細(xì)胞中以兩種形式存在，一種是自由水，一種是結(jié)合水。自由水和結(jié)合水在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換。無(wú)機(jī)鹽含量雖然比較少，但對(duì)細(xì)胞具有很重要的做用，是不可缺少的。誰(shuí)和無(wú)機(jī)鹽與其他有機(jī)化合物一起，共同承擔(dān)起構(gòu)建細(xì)胞、參與細(xì)胞生命活動(dòng)等重要生理功能。

　　細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物知識(shí)點(diǎn)歸納

　　一.學(xué)習(xí)目標(biāo)

　　1.概述水在細(xì)胞中的存在形式和作用

　　2.概述無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和主要作用

　　3.認(rèn)同“細(xì)胞是多種元素和化合物構(gòu)成的生命系統(tǒng)”

　　二.本節(jié)聚焦

　　1.水在細(xì)胞中以什么形式存在?

　　2.水在細(xì)胞中的作用是什么?

　　3.大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中以什么形式存在?

　　4.為什么細(xì)胞中無(wú)機(jī)鹽含量很少，作用卻很重要?

　　三.知識(shí)梳理

　　(一)細(xì)胞中的水

　　1.一般而言，細(xì)胞中含量最多的化合物是水。

　　2.細(xì)胞中水的存在形式有：結(jié)合水和自由水

　　3.細(xì)胞中自由水與結(jié)合水的比值與生物的代謝和抗逆性有關(guān)。正常情況下，自由水/結(jié)合水的比值越大，細(xì)胞代謝越旺盛，但抗逆性卻越差;自由水/結(jié)合水比值越小，細(xì)胞代謝越弱，但抗逆性卻越強(qiáng)。植物在光周期的影響下越冬，其細(xì)胞中的自由水/結(jié)合水的比值將下降。

　　例1：有機(jī)化合物中具有不同的化學(xué)基團(tuán)，它們對(duì)水的親和力不同。易與水結(jié)合的基團(tuán)稱(chēng)為親水基團(tuán)(如-NH2、-COOH、-OH)，具有大量親水基團(tuán)的一些蛋白質(zhì)、淀粉等分子易溶于水;難與水結(jié)合的基團(tuán)稱(chēng)為疏水基團(tuán)，如脂類(lèi)分子中的碳?xì)滏?。脂?lèi)分子往往有很長(zhǎng)的碳?xì)滏湥y溶于水而聚集在一起。請(qǐng)回答：

　　(1)等量親水性相同的物質(zhì)分散在甲、乙兩個(gè)含有等量水的容器中，如下圖所示。容器中的自由水量甲比乙____________。

　　(2)相同質(zhì)量的花生種子(含油脂多)和大豆種子(含蛋白質(zhì)多)，當(dāng)它們含水量相同時(shí)，自由水含量較多的是____________種子。

　　解析：(1)甲、乙容器中的水量相同，而親水性物質(zhì)在甲、乙容器中的存在有不同之處，在甲中親水性物質(zhì)分成體積較小的幾小團(tuán)，從而其總表面積較大，結(jié)合的水會(huì)更多，則甲容器中的自由水的量更少。

　　(2)油脂的親水性差，蛋白質(zhì)的親水性強(qiáng)，因此，大豆種子中蛋白質(zhì)結(jié)合水較多，自由水較少。

　　答案(1)少(2)花生

　　(二)無(wú)機(jī)鹽

　　1.無(wú)機(jī)鹽的存在形式

　　大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中以離子的形式存在，但也有少數(shù)無(wú)機(jī)鹽以化合物的形式存在，例：葉綠素分子中的Mg，血紅蛋白分子的Fe等。

　　2.無(wú)機(jī)鹽的含量：無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞中含量很少的無(wú)機(jī)物，僅占鮮重的1%～1.5%。

　　3.無(wú)機(jī)鹽的生理作用

　　1能影響生物體的生命活動(dòng)，調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)。Zn能促進(jìn)生長(zhǎng)素的合成，缺Zn植物得小葉病和叢葉病;油菜缺B“花而不實(shí)”;Fe能促進(jìn)葉綠素的合成，缺Fe植物有黃化現(xiàn)象等。

　　2組成細(xì)胞中的化合物。Fe：能參與形成血紅蛋白，細(xì)胞色素等;Zn：DNA聚合酶、RNA聚合酶等;

　　3維持生物體內(nèi)的平衡：滲透壓的平衡、酸堿平衡、離子平衡等。血液中有HPO42-/H2PO42-、H2CO3/HCO3-緩沖物質(zhì);動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外的Na+/K+比例是相對(duì)穩(wěn)定的，細(xì)胞外的Na+濃度大，細(xì)胞內(nèi)的K+濃度大。

　　4.影響植物光合作用的化學(xué)元素

　　1N：是各種酶的成分，葉綠素的成分

　　2P：是生成ATP的成分

　　3Mg：是葉綠素的成分

　　4Mn、K：是光合作用中一些酶的輔助因子

　　5S：是酶的成分

　　例2.正常人的血漿中，NaHCO3的含量約為H2CO3含量的20倍。當(dāng)血漿中的NaHCO3減少時(shí)會(huì)形成酸中毒;當(dāng)血漿中的H2CO3含量減少時(shí)會(huì)形成堿中毒。這個(gè)事實(shí)說(shuō)明，無(wú)機(jī)鹽的生理作用：

　　A.對(duì)維持細(xì)胞形態(tài)和功能有重要作用 B.對(duì)維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用

　　C.對(duì)維持細(xì)胞的酸堿平衡有重要作用 D.對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓有重要作用

　　解析：無(wú)機(jī)鹽的生理作用有：影響生物體的生命活動(dòng)，調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng);組成細(xì)胞中的化合物;維持生物體內(nèi)的平衡。本題的題干中強(qiáng)調(diào)的是酸堿平衡，故正確選項(xiàng)是C。 答案：C

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