2022--2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1-2.2 细胞中的无机物教案

组成细胞的分子
第二节细胞中的元素和化合物
教学目标
说出水在细胞中的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要作用
举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用
教学重点和难点
教学重点
水和无机盐在细胞中的作用
教学难点
结合水的概念
无机盐的作用
教学安排
教案、多媒体课件
教学过程
导入：问题探讨
引导学生思考：我们喝的饮料主要给身体补水，水在细胞中起什么作用？表中哪些成分是无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生命活动中又起什么作用
新课讲授
细胞中的水
细胞中的水
特点1：构成活细胞化合物中水含量最多
特点2：生物种类不同含水量不同（水生＞两栖类＞陆生）
特点3：同一生物体不同发育时期含水量不同（幼年＞成年＞老年，幼嫩细胞＞成熟细胞＞衰老细胞）
特点4：同一生物体不同组织器官的含水量不同
思考： 血液与心脏含水量相差无几，但两者的形态却截然不同，这是为什么？
水在细胞中的存在形式及作用
水在细胞中的存在形式
结合水：与细胞内其他物质相结合的水（4.5%），如：蛋白质、多糖 特点：不容易流动，不容易蒸发。
自由水：以游离的形式存在，可以自由流动（95.5%） 特点：能自由流动，容易散失。
判断：以下实例中水主要以什么形式存在？
（A） 切西瓜时流出的瓜汁水 （B）新鲜小麦种子晒干时丢失的水 （Ｃ）小麦烘烤时丢失的水
（D）鸡蛋清里的水 （Ｅ）浆糊中的水
以自由水方式存在的有：Ａ、Ｂ　　 以结合水方式存在的有：C、D、E
2.水在细胞中作用
（1）自由水： ①细胞内良好的溶剂 ②运输营养物质和代谢废物 ③参与生物化学反应
④为细胞提供液体环境维持细胞形态 增强细胞代谢
（2）结合水：组成细胞结构的重要成分
增强细胞抗逆性(如：植物的抗旱、抗寒等。)
3.水的理化性质与水分子结构的关系
①水是极性分子,带正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合因此水是良好的溶剂。
②水分子之间的氢键易被破坏，也易形成，这样水中的氢键不断地断开，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体的状态，具有流动性。
③由于氢键的存在，水具有较高的比热容，可作为热的缓冲剂。这就意味着水的温度相对不容易改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
水的含量与代谢和抗逆性的关系
正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞代谢越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力越强。
血液凝固时，血液中的（ 自由水 ）转变成（ 结合水 ），说明自由水和结合水可以自由转换。
结合水 种子萌发时，温度升高；种子休眠时，温度降低
1.刚收获的小麦种子，农民往往将其晒干后储存的，在这个过程中，种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？减少自由水含量，降低新陈代谢水平，便于储藏。失去大量自由水的种子仍具有活性,浸泡后还能萌发
2.如果将晒干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠，该过程中丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？
干种子已经失去自由水，这时形成的水珠是结合水
失去结合水的细胞，失去生理活性
3.冬小麦在冬季来临时，结合水增多，自由水减少增强抗冻能力。
4.衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。
细胞中的无机盐
1.含量：很少，仅占细胞鲜重的1％～1.5％。
2.存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合物形式存在
含量较多的阳离子： Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
含量较多的阴离子： Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
3.生理作用
①无机盐是细胞中复杂化合物的重要组成成分
镁是叶绿素的重要成分；铁是血红素的重要成分
CaCO3是动物和人体的骨骼、牙齿中的重要成分
PO43-参与构成ATP分子。还参与构成生物膜(如:细胞膜、核膜)中的磷脂。
②维持细胞和生物体的生命活动
哺乳动物血液中Ca2+太低时，会出现抽搐现象。含量过高，会引起肌无力。
③维持细胞的酸碱平衡
缓冲对：H2CO3/ NaHCO3 NaH2PO4/Na2HPO4
④维持细胞渗透压平衡
渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力，其大小取决于单位体积中溶质微粒的数目
患者到医院输液，用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。
如：多细胞动物细胞，Na+主要维持细胞外液渗透压 K+主要维持细胞内液渗透压
4.探究无机盐X是否为植物生长发育所必需
甲组：实验组，
乙组：对照组；
实验中应保证实验组和对照组中实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同；
实验组中加入Fe的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。
该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。
每组放入的植物不能是一株，因为一株植物存在偶然性。
课堂小结
课堂练习
1．人患急性肠胃炎时，往往会有抽搐的症状，原因是(　　)
A．失水过多 B．炎症造成人体吸收糖类减少
C．炎症造成人体吸收无机盐(如钙)减少 D．炎症造成人体吸收氨基酸减少
2.下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是（ ）
A. 自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应
B. 结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中
C. 无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成
D. 无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用
3.关于生物体内水和无机盐的叙述，不正确的是（ ）
A.体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水
B.某些无机盐是组成DNA、RNA和纤维素的必需成分
C.哺乳动物的血液中Ca2+含量过低，会出现抽搐现象
D.细胞中自由水和结合水的比例不是固定不变的
4.华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的，现有如下材料，请你完成下列实验，探究上面猜测哪个正确？
材料用具：三株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。
实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相
应的症状，根据全素培养和相应缺锌、缺镁的培养对苹果生长发育的比较，判断小叶
病的病因。方法步骤：
（1）首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液和_____培养液，分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。
（2___________________________________________________。
（3）放在适宜的条件下培养一段时间，________________________。
（4）结果预测和分析：
① 缸内的苹果幼苗正常生长。
②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有，则说明_______________________ 。
③若_____________________________________，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。
④若_________________________，则说明苹果小叶病既与缺镁有关，又与缺锌有关。
⑤若__________________________________，则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。
教学反思
水和无机盐内容相对单一，知识结构简单，学生以自学为主，教师适当进行点拨，在结合水和自由水的功能时通过举例让学生感知区别加深记忆。无机盐部分帮助学生理解游离态无机盐和化合物无机盐的功能。