水与无机盐
【教学目标与核心素养】
1．知识目标
说出水在细胞中的作用，概述细胞内无机盐的存在形式和生理作用。
2．核心素养
生命观念：在此过程中渗透核心素养中的生命观，任何生物都是自然界中的珍贵生命。
科学探究：科学推理，根据实例学会推理分析。
社会责任：我们应保护水源，热爱生命，善待生命，保护生命，维系地球。
【教学重难点】
水对生命的作用；无机盐的存在形式与生理作用。
【教学过程】
一、导入新课
人体细胞以及地球上其他生物的细胞都离不开水。水在细胞结构的维持和物质的运输过程中发挥了重要作用，几乎所有细胞内的代谢过程都需要在水环境下进行。水为什么对生物如此重要？这与水分子的哪些独特性质有关呢？
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？
今天，我们一起来认识一下水与无机盐！
二、讲授新课
（一）水在生命体中具有重要作用
教师依次展示课本P56页资料内容，引导学生观察，思考下列问题：
1．活细胞中含量最多的化合物是什么？
2．不同生物体以及人体不同器官或组织的含水量情况如何？
3．人体的心肌和血液含水量大体相似，但状态明显不同，你能尝试给出合理的解释吗？
师生共同讨论得出：
1．活细胞中含量最多的化合物是水。
2．不同生物体的含水量不同，人体不同器官或组织细胞的含水量也不同。
3．人体的心肌和血液细胞中水的存在形式不同导致其状态明显不同。
由此归纳细胞中水的几个特点：
特点一：水是所有生物体的重要组成部分，大约占细胞重量的三分之二。
特点二：不同生物含水量有所差别，同一生物不同的组织、器官中含水量也不相同。
特点三：同一生物体的不同组织、器官，水的存在形式不同。
由于水是极性分子，生命活动中很多分子也都是极性分子，易溶于水，因此，水在生命活动中具有非常重要的作用，具体表现在哪里呢？（引导学生阅读课本，查找答案）
师生共同讨论得出：
1．细胞中的良好溶剂；
2．参与生化反应；
3．为细胞提供液体环境；
4．运输营养物质和代谢废物；
5．水对温度的变化起到很好的缓冲作用。
6．细胞的组成成分。
前期资料分析中，我们得知水在生物体中的存在形式不同，那么又是哪些形式呢？
（二）水在细胞中以自由水和结合水的形式存在
水的存在形式及功能：
阅读课本总结出细胞中水的存在形式，各自的定义、含量及功能
形式
定义
含量
功能
自由水
结合水
提问：1．刚收获的小麦种子经过曝晒后种子变干，是不是小麦种子里就不含水分了呢？曝晒失去的水应该是哪一种形式？小麦干种子中的水主要是哪一种形式存在呢？
2．比较新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛？谁的自由水多？
3．沙漠植物比温带植物结合水多，寒带植物比温带植物结合水多，这说明了什么？
4．自由水和结合水可以相互转化吗？
师生共同讨论得出：
1．不是；曝晒失去的主要是自由水；干种子主要存在的是结合水。
2．新鲜种子。一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高。
3．植物体的结合水含量越高，抗干旱、寒冷等不良环境的能力就会相对较高。相对而言，植物体的自由水含量越高，抗干旱、寒冷等不良环境的能力就会相对较弱。
4．自由水和结合水在一定条件下存在着动态转化，自由水和结合水的转化受到温度的影响。
提问：烘干一粒小麦种子然后把它烧掉，烘干的是什么物质？烧掉的是什么物质？剩下的白色灰烬又是什么？
师生共同讨论得出：
烘干一粒小麦种子然后把它烧掉，烘干的是水，烧掉的是碳，剩下的白色灰烬是无机盐。由此引出细胞中的无机盐。
（三）无机盐与生命活动密切相关
1．含量：无机盐在生物体中含量________。
2．存在形式：大部分以_______形式存在。如：____________________________________
无机盐在细胞中含量是最低的，对生命活动来讲是不是可有可无呢？
阅读课本P58页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．缺铁性贫血是贫血中常见的一种类型，缺铁会导致贫血的原因是什么？
2．植物生长过程中缺镁会使植物的老叶出现变黄的现象，补充镁后症状缓解，植物缺镁失绿的原因是什么？
师生共同讨论：
1．缺铁导致血红蛋白合成受阻，不能运输氧气。
2．镁是叶绿素组成元素之一。
思考：在正常人的血浆中NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中NaHCO3含量减少时，会形成酸中毒，当血浆中H2CO3减少时，则形成碱中毒。这个事实表明什么呢？
师生共同讨论并总结无机盐的功能：
（1）维持细胞渗透压；（2）维持细胞酸碱平衡；（3）组成细胞中复杂的有机化合物（Mg→叶绿素
Fe→血红蛋白
I→甲状腺激素）；（4）维持细胞和生物体正常生命活动（血钙偏低会引起抽搐，血钙过高，会引起肌无力，甚至心脏、呼吸衰竭。缺铁引起贫血，缺锌引起生长发育不良）
教后总结：
（1）水是细胞中含量最多的化合物。没有水就没有生命。不同种类的生物体中，水的含量差别很大，不同的组织、器官中水的含量是不同的，生物体的不同生长发育期，含水量是不相同的。水在生物体中的存在形式有自由水和结合水。
（2）无机盐是构成细胞中某些复杂化合物的重要组成成分。
（3）无机盐对维持细胞和生物体正常生命活动有重要作用。无机盐能够维持细胞正常的渗透压，维持细胞内酸碱平衡，维持细胞正常形态和功能。
钠离子――――维持细胞外液的渗透压
钾离子――――维持细胞内液渗透压，促进糖类的合成与运输
碘离子――――甲状腺激素成分
镁离子――――叶绿素成分
钙离子――――维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分
二价铁――――血红蛋白的成分
氮――――蛋白质、核酸等的成分
硼――――促进花粉萌发和花粉管伸长(共29张PPT)
水与无机盐
贾宝玉
其实不仅女人是水做的，男人也是水做的，所有生物都是“水做的”！
贾宝玉
其实不仅女人是水做的，
男人也是水做的，所有
生物都是”水做的”哦！
水的重要性
水的重要性
水的重要性
水的重要性
运动员喝的饮料中添加无机盐
寻找证据
阅
读
一、水在生命体中具有重要作用
表3-1
大肠杆菌细胞中各种化合物所占比例
重点关注其中水的含量。
化合物
水
无机盐
蛋白质
脂质
糖类
核酸
其他
所占比例/%
70
1
15
2
3
7
2
1.活细胞中含量最多的化合物是什么？
水
特点一：水是所有生物体的重要组成部分，大约占细胞重量的三分之二。
寻找证据
阅
读
一、水在生命体中具有重要作用
表3-2
几种不同生物体中水的含量
重点关注其中水的含量。
生物
水母
鱼类
蛙
哺乳动物
藻类
高等植物
水的含量/%
97
80～85
78
65
90
60～80
2.不同生物体以及人体不同器官或组织的含水量情况如何？
3.人体的心肌和血液含水量大体相似，但状态明显不同，你能尝试给出合理的解释吗？
表3-3
人体中几种不同器官或组织中水的含量
器官或组织
牙齿
骨髓
骨骼肌
心肌
血液
水的含量/%
10
22
76
79
83
2.不同生物体以及人体不同器官或组织的含水量情况如何？
不同生物体的含水量不同，人体不同器官或组织细胞的含水量也不同。
特点二：不同生物含水量有所差别，同一生物不同的组织、器官中含水量也不相同。
同一生物不同生长发育阶段含水量也不相同
3.人体的心肌和血液含水量大体相似，但状态明显不同，你能尝试给出合理的解释吗？
人体的心肌和血液细胞中水的存在形式不同导致其状态明显不同。
特点三：同一生物体的不同组织、器官，水的存在形式不同
。
水的重要作用
4.运输营养物质和代谢废物；
2.参与生化反应
；
3.为细胞提供液体环境；
5.水对温度的变化起到很好的缓冲作用。
1.细胞中的良好溶剂;
6.细胞的组成成分。
心脏和血液的存在状态不同，但两者的含水量仅相差4%，这是为什么呢？
思考
提示：心脏中含有的是结合水，而血液中含有的是自由水。
自由水？结合水？
二、水在细胞中以自由水和结合水的形式存在
水在细胞中的存在形式
可以自由流动，以游离形式存在
占细胞内全部水的95％以上。
与细胞内其它物质相结合，
约占细胞内全部水的4.5％。
容易流动，容易蒸发。
不能自由流动，也不容易散失。
自由水：
结合水：
氢键
自由水
其他物质
结合水
思考与讨论：
1.刚收获的小麦种子经过曝晒后种子变干，是不是小麦种子里就不含水分了呢？曝晒失去的水应该是哪一种形式？小麦干种子中的水主要是哪一种形式存在呢？
不是；曝晒失去的主要是自由水；干种子主要存在的是结合水。
思考与讨论：
2.比较新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛？谁的自由水多？
新鲜种子。
一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高。
思考与讨论：
3.沙漠植物比温带植物结合水多，寒带植物比温带植物结合水多，这说明了什么?
植物体的结合水含量越高，抗干旱、寒冷等不良环境的能力就会相对较高。
相对而言，植物体的自由水含量越高，抗干旱、寒冷等不良环境的能力就会相对较弱。
思考与讨论：
4.自由水和结合水可以相互转化吗？
结合水
自由水
温度升高
温度降低
下列结合水相对含量比较多的是
A.休眠的大豆子叶细胞
B.玉米的胚乳细胞
C.洋葱的分生细胞
D.成熟西瓜的果肉细胞
A
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
A B
C D
E
以自由水方式存在的有：
以结合水方式存在的有：
三、无机盐与生命活动密切相关
当你烘干一粒小麦种子，然后点燃烧尽，最终会得到一些白色灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的无机盐。
在炎热的夏天，人们在大出汗后往往感觉很疲惫，这时候需要喝加盐的开水或是富含矿物质的饮料才能使精力恢复的更快。
三、无机盐与生命活动密切相关
2.含量：很少，仅占1％~1.5％
1.存在形式：离子形式
3.作用：非常大
寻找证据
阅
读
阅读课本P58页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.缺铁性贫血是贫血中常见的一种类型，缺铁会导致贫血的原因是什么？
2.植物生长过程中缺镁会使植物的老叶出现变黄的现象，补充镁后症状缓解，植物缺镁失绿的原因是什么？
1.缺铁性贫血是贫血中常见的一种类型，缺铁会导致贫血的原因是什么？
2.植物生长过程中缺镁会使植物的老叶出现变黄的现象，补充镁后症状缓解，植物缺镁失绿的原因是什么？
缺铁导致血红蛋白合成受阻，不能运输氧气。
镁是叶绿素组成元素之一。
(3)组成细胞中复杂的有机化合物
(4)维持细胞和生物体正常生命活动
血钙偏低会引起抽搐，血钙过高，会引起肌无力，甚至心脏、呼吸衰竭。缺铁引起贫血，缺锌引起生长发育不良
(1)维持细胞渗透压
(2)维持细胞酸碱平衡
Mg→叶绿素
Fe→血红蛋白
I→甲状腺激素
无机盐的功能
知识梳理
水与无机盐
水在生命体中具有重要作用
无机盐与生命活动密切相关
水在细胞中以自由水和结合水的形式存在
谢
谢水与无机盐
【学习目标】
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。
【学习重难点】
水对生命的作用；无机盐的存在形式与生理作用。
【学习过程】
一、新知探究
1．根据所学知识回答下列问题：
（1）化合物含量能占到植物体70%的是______________。?
（2）在冬季来临之前，植物体内的________含量增加，________含量减少，以适应低温变化。?
（3）晒干的种子中水的含量约为13%～15%，这些水存在的状态主要是______。
（4）一年中，盆栽植物的土壤干重仅减少了几克，你认为土壤中减少的物质是______。
2．探究镍是植物生活所必需的无机盐。
材料用具：完全营养液甲、缺镍的营养液乙、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐。
（1）方法步骤。
①将长势相似的玉米幼苗分成数量相同的两组；
②将一组玉米幼苗放在缺镍的营养液乙中培养，另一组玉米幼苗放在__________________；
③_______________________________________________________________。?
（2）实验预期：甲营养液中玉米幼苗正常生长；__________________________________
_____________________________________________________________________________。
（3）为进一步验证镍一定是必需的无机盐，还应增加的实验步骤是___________________
_____________________________________________________________________________；
结论是_________________________________________________。
答案：
1.【解析】（1）化合物含量能占到植物体70%的是水。
（2）在冬季来临之前，代谢减慢，植物体内的结合水含量增加，自由水含量减少，以适应低温变化。
（3）晒干的种子中水的含量约为13%～15%，这些水存在的状态主要是结合水。
（4）盆栽植物从土壤中吸收无机盐。
答案：（1）水
（2）结合水
自由水
（3）结合水
（4）无机盐
2.【解析】（1）实验设计要遵循对照和单因子变量原则。一组玉米幼苗放在缺镍的营养液乙中培养，则另一组玉米幼苗应放在等量的完全营养液甲中培养。然后将两组玉米幼苗放在相同的适宜环境中培养数天。（2）若乙营养液中玉米幼苗不能正常生长（或表现出缺素症），则镍可能是必需的无机盐，若乙营养液中的玉米幼苗也能正常生长，则镍不是玉米必需的无机盐。（3）要确定不能正常生长的一组确实是因缺镍导致的，要进行二次实验，应在缺镍的营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后，观察玉米幼苗能否恢复正常生长。
答案：（1）②等量的完全营养液甲中培养
③将两组玉米幼苗放在相同的适宜环境中培养数天，观察实验结果
（2）若乙营养液中玉米幼苗也正常生长，则镍不是植物必需的无机盐；若乙营养液中玉米幼苗不能正常生长（或表现出缺素症），则镍可能是植物必需的无机盐
（3）在缺镍的营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后，原来异常的玉米幼苗恢复正常生长（或病症消失）
镍是必需的无机盐
二、精炼反馈
1．某细胞中的含水量为：结合水/自由水=1/8，在水分总量不变的情况下，适当降低温度，则上述比值将
(
)
A．增大
B．减小
C．不变
D．不能确定
2．下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是
(
)
A．休眠的蚕豆子叶细胞
B．玉米的叶肉细胞
C．洋葱根尖分生区细胞
D．成熟柑橘的果肉细胞
3．英国医生塞达尼·任格在对离体蛙的心脏进行的实验中发现，用不含钙的生理盐水灌注蛙的心脏，收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙的心脏可持续跳动数小时。该实验证明，钙盐和钾盐
(
)
A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的形态有重要作用
D．为蛙心脏的持续跳动提供能量
4．下列关于植物体内水分的叙述，错误的是
(
)
A．植物体内的水分参与营养物质的运输
B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一
C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物
D．同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的含水量相同
5．如图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化，下列叙述错误的是
(
)
A．随着种子的成熟，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态
B．种子的鲜重随着种子的成熟发生改变
C．种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少
D．种子成熟期间的这两种物质的变化和种子萌发时相反
6．医院里为病人输液给药时，使用0.9%的NaCl溶液的目的是
(
)
A．消毒
B．维持细胞正常形态
C．增强免疫能力
D．提供能量
7．无机盐在细胞中发挥着重要的作用，下列与其功能无关的是
(
)
A．是细胞中的能源物质之一
B．是某些复杂化合物的重要组成成分
C．能维持生物体的生命活动
D．能维持细胞的酸碱平衡
8．某人近来脸色苍白、四肢无力，总是感到头昏眼花，到医院里进行血常规化验，医生发现其血红蛋白含量减少。如果你是医生，除了对他进行药物治疗外，还应建议他在饮食上补充下列哪种食品
(
)
A．含糖较多的食品
B．含铁丰富的食品
C．含钙丰富的食品
D．含锌丰富的食品
9．Mg2+是许多酶的激活剂，能激活硝酸还原酶，缺乏Mg2+的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子的作用是
(
)
A．细胞内某些复杂化合物的重要组成成分
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的酸碱平衡有重要作用
D．对维持细胞的渗透压有重要作用
答案：
1.【解析】选A．在水分总量不变的情况下，适当降低温度，细胞代谢活动减弱，自由水含量减少，结合水含量增加，则结合水/自由水的比值增大。
2．【解析】选A．与玉米叶肉细胞、洋葱根尖分生区细胞、成熟柑橘果肉细胞相比，休眠的种子，细胞代谢活动最弱，结合水相对含量最高，自由水相对含量最低。
3．【解析】选B．用不含钙的生理盐水灌注蛙的心脏，收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙的心脏可持续跳动数小时。蛙心脏的细胞收缩与持续跳动属于生命活动的范畴，因此两者对比分析，能说明钙盐和钾盐对维持生物体的生命活动有重要作用，B正确。
4．【解析】选D．大部分营养物质必须溶解在水中才能在细胞中运输，A项正确；水是细胞鲜重中最重要的组成成分，B项正确；水作为反应物参与光合作用和细胞呼吸过程，C项正确；休眠种子里的水分远远小于萌发种子里的水分，D项错误。
5．【解析】选C．由图可知，小麦种子成熟过程中水分的相对含量逐渐降低，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态，A正确；种子的鲜重在成熟过程中由于含水量降低的幅度大于干物质增加的幅度，因此种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减小，B正确；种子中水分减少的主要原因是生物体自身的调节，不是植物吸收水分减少，C错误；种子成熟期间干物质相对含量升高，水分的相对含量下降，种子萌发时干物质的相对含量降低，水分的相对含量上升，D正确。
6．【解析】选B．生理盐水与体液为等渗溶液，注射时不会引起内环境渗透压改变，在生理盐水溶液中细胞可保持正常形态。
7．【解析】选A．无机盐不是能源物质；无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分；无机盐能维持生物体的生命活动；无机盐能维持细胞的酸碱平衡。
8．【解析】选B．糖类是能源物质，不会影响血红蛋白的含量，故A错误。血红蛋白的合成需要铁的参与，血红蛋白减少很可能是缺少铁，所以应多补充含铁丰富的食品，故B正确。含钙少会引起抽搐，故C错误。锌参与代谢但不影响血红蛋白的形成，故D错误。
9．【解析】选B．Mg2+是许多酶的激活剂，能激活硝酸还原酶，缺乏Mg2+的植物就无法利用硝酸盐，说明无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用。综上所述，A．C、D不符合题意，B符合题意。
