第2节 细胞中的无机物
教学目标
1．说出水在细胞中的存在形式和作用。
2．说出无机物在细胞中的存在形式和主要作用。
3．尝试通过小组讨论将所获得的信息表达出来。
4．认同“细胞是多种元素和化合物构成的生命系统”。
教学重难点
【教学重点】
水和无机盐在细胞中的作用。
【教学难点】
1．结合水的概念。
2．无机盐的作用。
教学过程
一、导入新课
38亿年前，地球上形成了稳定的陆地。各种证据表明，那时液态的水圈是热的，甚至是沸腾的。现在的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式，其代谢方式可能是化学无机自养。而今，地球上已演化出无数复杂的生命形式，但生命活动仍然离不开无机物，这是为什么呢？
问题探讨：
教师展示运动员饮料的化学成分表，引导学生提问和讨论。
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？
二、讲授新课
（一）细胞中的水
1．生物体中水的含量
教师展示几种生物体内的含水量图（水母、鱼类、蛙、哺乳动物、藻类、高等植物）。引导学生观察，得出结论：生物体内的含水量：水生生物＞陆生生物。
教师展示人体不同生长时期体内水的含量（幼儿、成年、老年），引导学生得出结论：人体不同时期含水量不同。幼儿＞老年人。
教师展示人体几种不同组织器官中含水量图（牙齿、骨骼、骨骼肌、心脏、血液），引导学生得出结论：人体不同组织器官含水量不同。
教师提问：心脏和血液的含水量很接近，为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？引出下一部分内容：水在细胞中的存在形式和作用。
2．水在细胞中的存在形式和作用
（1）自由水和结合水的定义、含量和作用
水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部水分的4.5%。细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。
自由水的作用：①细胞内的良好溶剂；②参与细胞内的生化反应；③运送养料和代谢废物；④为化学反应提供液体环境。结合水的作用：细胞的组成成分。
（2）自由水和结合水的关系
自由水和结合水在一定条件下可以相互转化，当生命活动旺盛时，结合水向自由水转化，反之，当生命活动缓慢时，自由水向结合水转化。自由水含量少时生命活动缓慢，有利于保存，例如：种子要晒干来保存。反之为了使种子萌发，要先将种子浸泡在水中一段时间，让种子吸水，增加自由水的含量。
（3）自由水与结合水在生产实践中的应用
①种子储存前，晒干是为了减少______含量， 降低种子的_______速率，以延长种子的寿命。
②干种子用水浸泡后仍能萌发说明失去部分________的种子仍保持其生理活性。
③越冬作物________（减少或增加）灌溉，可以提高作物_____________。
④把晒干的种子放进一支洁净的试管中加热，试管壁上有水珠，形成这些水珠的水主要是小麦种子里的 _________，这样的种子将不能萌芽。原因是失去________，会导致___________的破坏，从而使代谢停止。
答案：①自由水 代谢 ②自由水 ③减少 对低温的抗性
④结合水 结合水 细胞结构
拓展：水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？它又为什么具有支持生命的独特性质呢？这是由它的分子结构所决定的。（建议使用知识卡片：【生物世界】水分子的结构与功能的关系，建议使用视频：【生物世界】水分子的特性与池黾的运动）
（二）细胞中的无机盐
引导学生思考：秋天，庄稼收获后，秸秆被烧掉，剩下的灰烬和动物的尸体焚烧后的灰烬都是无机盐，无机盐在细胞和生物体是如何存在的？有什么作用？
资料1：展示一种叶绿素分子（局部）和血红素分子（局部）图。提问：（1）缺铁会导致贫血。为什么？（2）植物缺镁会影响光合作用，为什么？
（因为铁是血红蛋白的重要组分。因为镁是叶绿素的重要组分。）
引导学生得出结论：一些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。
拓展：介绍人体所需的部分无机盐的功能及每日摄入量。
资料2： 哺乳动物血液中Ca2+的含量若太低，会出现抽搐等症状；人若在高温条件下工作，大量排汗，应多喝淡盐水等。以上例子又说明什么？
引导学生得出结论：许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。
资料3：进行激烈运动时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的pH没有因此而降低，还是维持在7.35~7.45之间，为什么呢？
乳酸＋NaHCO3=乳酸钠＋H2CO3 H2CO3会分解成CO2和H2O。
缓冲对：H2CO3 NaHCO3、NaH2PO4Na2HPO4
引导学生得出结论：一些无机盐可以维持细胞的酸碱平衡。
资料4：在正常情况下，人体内的无机盐浓度为0.9%。为患者输入0.9%的NaCl溶液而不是清水或浓盐水？
结合红细胞在无机盐浓度为9%的溶液中出现皱缩现象，在0.9%的无机盐溶液中出现膨胀现象，引导学生得出结论：一些无机盐可以维持细胞的形态和功能。
小结：无机盐在细胞中的存在形式及作用
1．细胞中无机盐的存在形式 ——离子形式。
阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
2．含量：很少，仅占细胞鲜重的1%~1.5%。
3．作用：
（1）组成细胞中的某些化合物；
（2）维持细胞和生物体的生命活动；
（3）维持细胞的酸碱平衡；
（4）维持细胞的正常形态。
三、课堂反馈
1．下面是关于细胞中水的叙述，其中错误的是（ C ）
A．水是人体细胞中含量最多的化合物
B．新陈代谢旺盛的植物细胞含自由水量较高
C．越冬植物的细胞内自由水含量较高
D．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，这些水主要是结合水
2．下列关于无机盐的叙述，错误的是（ B ）
A．Fe2+ 是合成血红蛋白不可缺少的成分
B．细胞中的大多数无机盐以化合物的形式存在
C．植物缺Mg2+ 会影响光合作用
D．人体内缺少CaCO3会导致骨质疏松
四、课堂小结
教师与学生一起小结本节知识，学生边讲教师边板书，或通过课件展示。
课件25张PPT。第2节 细胞中的无机物第2章 组成细胞的分子一、导入新课 38亿年前，地球上形成了稳定的陆地。各种证据表明，那时液态的水圈是热的，甚至是沸腾的。现在的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式，其代谢方式可能是化学无机自养。
而今，地球上已演化出无数复杂的生命形式，但生命活动仍然离不开无机物，这是为什么呢？
原始地球表面想象图一、导入新课运动员饮料的化学成分表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？问题探讨二、讲授新课（一）细胞中的水1．生物体中水的含量不同生物含水量不同水生生物＞陆生生物二、讲授新课（一）细胞中的水1．生物体中水的含量人体不同时期含水量不同。幼儿＞老年人。二、讲授新课（一）细胞中的水1．生物体中水的含量人体不同组织器官含水量不同。二、讲授新课（一）细胞中的水1．生物体中水的含量 心脏和血液的含水量很接近，为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？心脏血液二、讲授新课（一）细胞中的水2．水在细胞中的存在形式和作用95%以上约4.5%1．细胞内的良好溶剂
2．参与细胞内的生化反应
3．运送养料和代谢废物
4．为化学反应提供液体环境细胞的组成成分二、讲授新课（一）细胞中的水2．水在细胞中的存在形式和作用（1）自由水和结合水在一定条件下可以相互转化（2）两者的相对含量（自由水/结合水）影响生物组织细胞的代谢速率结合水代谢旺盛代谢缓慢自由水自由水的比例高——代谢活跃
结合水的比例高——代谢下降，动植物抗旱、抗寒、抗热
性能提高，以适应不良条件二、讲授新课（一）细胞中的水2．水在细胞中的存在形式和作用（1）种子储存前，晒干是为了减少________含量， 降低种子
的_______速率，以延长种子的寿命。自由水（3）越冬作物________（减少或增加）灌溉，可以提高作物_____________。减少对低温的抗性代谢（2）干种子用水浸泡后仍能萌发说明失去部分________的种子
仍保持其生理活性。自由水自由水与结合水在生产实践中的应用二、讲授新课（一）细胞中的水2．水在细胞中的存在形式和作用（4）把晒干的种子放进一支洁净的试管中加热，试管壁上有水
珠，形成这些水珠的水主要是小麦种子里的 _________，这样的
种子将不能萌芽。原因是失去________，会导致___________的
破坏，从而使代谢停止。结合水细胞结构结合水自由水与结合水在生产实践中的应用水分子的结构与功能的关系 水是良好的溶剂
氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷，水分子的空间结构及电子分布的不对称性使得水分子是一个极性分子。这使得带正电荷或负电荷的分子或离子都易与水结合。水分子的结构与功能的关系水分子的结构与功能的关系 水对于维持生命系统的稳定性非常重要
一个水分子的氧端和另一个水分子的氢端可以形成氢键。水分子之间靠氢键相互作用在一起。
氢键不稳定，使水在常温下维持液态，具有流动性。氢键的存在使得水具有较高的比热容，水的温度相对不易发生改变。水分子的结构与功能的关系二、讲授新课【生物世界】水分子的特性与池黾的运动。二、讲授新课（二）细胞中的无机盐 秋天，庄稼收获后，秸秆被烧掉，剩下的灰烬和动物的尸体焚烧后的灰烬都是无机盐，无机盐在细胞和生物体是如何存在的？有什么作用？二、讲授新课（二）细胞中的无机盐资料1一种叶绿素分子
（局部）血红素分子
（局部）（1）缺铁会导致贫血。为什么？
（2）植物缺镁会影响光合作用，为什么？因为铁是血红蛋白的重要组分。因为镁是叶绿素的重要组分。一些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。人体所需的部分无机盐人体所需的部分无机盐二、讲授新课（二）细胞中的无机盐资料2 许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。 哺乳动物血液中Ca2+的含量若太低，会出现抽搐等症状；人若在高温条件下工作，大量排汗，应多喝淡盐水等。以上例子又说明什么？二、讲授新课（二）细胞中的无机盐资料3一些无机盐可以维持细胞的酸碱平衡。 进行激烈运动时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的pH没有因此而降低，还是维持在7.35~7.45之间，为什么呢？乳酸＋NaHCO3=乳酸钠＋H2CO3缓冲对：H2CO3 NaHCO3、NaH2PO4Na2HPO4 二、讲授新课（二）细胞中的无机盐资料4一些无机盐可以维持细胞的形态和功能。在正常情况下，人体内的无机盐浓度为0.9%。为患者输入0.9%的NaCl溶液而不是清水或浓盐水？皱缩膨胀二、讲授新课（二）细胞中的无机盐无机盐在细胞中的存在形式及作用1．细胞中无机盐的存在形式 ——离子形式。阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。2．含量：很少，仅占细胞鲜重的1%~1.5%。（1）组成细胞中的某些化合物 （2）维持细胞和生物体的生命活动 （3）维持细胞的酸碱平衡 （4）维持细胞的正常形态3．作用：三、课堂反馈下面是关于细胞中水的叙述，其中错误的是（ ）
A．水是人体细胞中含量最多的化合物
B．新陈代谢旺盛的植物细胞含自由水量较高
C．越冬植物的细胞内自由水含量较高
D．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，这些水主要是结合水C 三、课堂反馈下列关于无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．Fe2+ 是合成血红蛋白不可缺少的成分
B．细胞中的大多数无机盐以化合物的形式存在
C．植物缺Mg2+ 会影响光合作用
D．人体内缺少CaCO3会导致骨质疏松B 四、课堂小结再见
