第5节细胞中的无机物优质课教案推荐

第5节　细胞中的无机物　 高中生物       人教2003课标版

1知识目标  说出水在细胞中的两种存在形式和主要作用。说出无机盐在细胞中的主要存在形式和作用。

2情感态度价值观目标  探讨水和无机盐对健康的影响，认同细胞的一切生命活动离不开水和无机盐的重要性；形成生命的物质观。

3能力目标  进行水和无机盐的资料搜集、模型建构和信息分析。

      本节是人教版高中生物《分子与细胞》第2章第5节，是学习细胞有机物的知识补充，与之后的细胞代谢、内环境稳态、生命活动调节有密切联系。核心概念为细胞的一切生命活动都离不开水；细胞的无机盐含量虽然少，但也非常重要。学生对水和无机盐方面的常识有所了解，因此教师从学生的日常生活入手，通过创设情境、科学探究、合作建模、分析资料和比较归纳等活动，调动学生的积极性，从而有效达成教学目标。

重点是水和无机盐在细胞中的作用.

难点是结合水的概念。

      在组成细胞的有机物中，生命活动的承担者、遗传信息的携带者、主要的能源物质、良好的储能物质分别是什么？由此看来，细胞中的有机物都很重要，那么，细胞中的无机物是否可有可无呢？

      PPT呈现：为了在本校运动会上取得佳绩，本班王同学积极备战，每天都运动得大汗淋漓，甚至肌肉抽搐。校医建议他科学训练，及时补水，并食用适量奶制品、虾皮、深海鱼和海带等食物。

问题1  当他大量排汗时，在碳酸饮料、纯净水、矿泉水、果汁以及其它饮品中，喝什么最有益健康呢？

问题2  细胞中的水分为哪些形式？水的主要作用是什么？

问题3  肌肉抽搐是因为血浆中缺少了哪种无机盐？无机盐在细胞中的形式和作用是什么？

4.2.1 活动一  教师引导学生联系个人生活习惯，说出自己喜爱的含水较多的饮品和食物。

4.2.2 活动二  教师呈现表1和表2，组织学生独立思考，相互交流，得出结论：生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别；同种生物体不同的器官或组织含水量也有差异。观察美国101岁老人怀抱曾孙的图片，对比幼儿、成年女性和成年男性体内的含水量，得出结论：同种生物体在不同的生长发育期，含水量不同。为什么这些组织、器官、个体的含水量不同？根据结构与功能相统一的观点，我们来研究水的功能。

表1 生物体含水量的比较

                                                       生物种类 水母 藻类 鱼类 蛙 高等植物

                                    哺乳动物 含水量（%） 97 90 80-85 78 60-80 65

表2 人体组织和器官的含水量

组织、器官 牙齿 骨骼 心肌 血液 脑 含水量（%）

10 22 79 83 84

 4.2.3 活动三  探究细胞中水的存在形式对心肌和血液形态差异的影响 由表2可知心肌含水量（79%）和血液含水量（83%）相近，让学生观察心肌和血液动画中的二者形态，质疑提问：为什么含水量相近的二者形态差异较大？ 图1 水分子结构示意图 教师引导学生利用水分子的模型，结合PPT的一系列图片和资料卡：由于氧原子核对共用电子的吸引力比氢原子强，因此水分子中氧原子凸出端略带负电，而氢原子凸出端略带正电，即水分子是极性分子。极性的水分子易与离子形成氢键（一种微弱的静电引力），也能与蛋白质、核酸、脂类等有机物中的极性分子形成氢键。教师讲解：像这样紧密吸附在胶体颗粒或大分子表面，难于流动的水，叫做结合水。绝大部分水以游离形式存在，可以自由流动，叫做自由水。在教师的指导下， 小组合作，建构模型，体验探究，深化结合水和自由水的概念。

4.2.4 活动四  教师进一步质疑提问：结合水和自由水有哪些作用呢？ 联系【课前先学】任务2，阅读助学资料，独思→互论→共享 水有哪些具体作用。

资料1：在细胞内液中，结合水可排列在离子表面“屏蔽”其电荷，降低离子间的静电作用；还可排列在大分子的极性基团表面，形成水合层，大分子和水分子间的氢键作用力会降低大分子间的作用力，从而使其溶入自由水中。

资料2：在动物和人体的消化道内，蛋白质和多糖等多聚体营养物质将水解成若干单体。绿色植物光合作用发生的总反应可表示为CO2+H2O→有机物+O2。细胞呼吸的第二阶段反应是C3H6O3+H2O→CO2+[H]。

资料3：人体的红细胞、白细胞和血小板等血细胞直接生活在含有90.7%水的血浆中，肌细胞、肝细胞和神经细胞等绝大多数组织细胞直接生活在含有大量水分的组织液中。

资料4：血浆中流动的自由水可以把人体吸收的营养物质运输到各个组织细胞，同时把组织细胞产生的代谢废物运输到排泄器官或者直接排出体外。

资料5 ：代谢旺盛的细胞的自由水的比例高于同种生物代谢不旺盛（如休眠的植物种子和越冬的植物）的细胞。新鲜菠菜放置几天后，细胞的自由水比例逐渐降低，结合水比例逐渐升高；将该萎蔫菠菜放置清水中后，细胞的自由水比例逐渐升高，结合水比例逐渐降低。

资料6：一般来说，细胞内含量最多的化合物是水。在极限状况下，一个人可坚持禁食20天，但禁水1天后就会丧失意识 ,濒临死亡。

在教师的引导下，学生分析、交流和归纳出结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是细胞内的良好溶剂，直接参与化学反应，运输营养物质和代谢废物，生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境（细胞外液）中；在一定条件下，结合水和自由水是可以相互转化的，从而深入理解细胞一切生命活动离不开水的重要概念。

4.2.5  调节生理，健康生长   正是因为细胞的一切生命活动都离不开水和人体每天都有水分排出，所以我们应该给机体细胞补充水分。那么，在炎炎夏日，你会科学饮水吗？观看科学饮水的视频，在教师的倡导下，师生知行合一，共同饮水。

      过渡：最佳饮品是什么？在纯净水中，钙和镁等人体所需的多种微量元素大都已被去除，长期饮用会影响体内电解质酸碱平衡，使神经、肌肉和多种酶的活性受到影响；而长期盲目饮用矿泉水可能导致微量元素过剩，成为诱发产生肾结石、尿道结石及胆结石等症的隐患。最佳饮品当属pH与体液相似，无任何污染的低无机盐天然水，从而引出无机盐内容的学习。

4.3.1 珍爱生命，维持生态     教师播放大黑山失火的视频，2015年3月22日，因中小学生玩火导致大黑山生态环境惨遭破坏，5人不幸死亡，燃烧殆尽的部分植物剩余一些灰白色的灰烬。教师指出灰烬的成分主要是无机盐。让学生浏览细胞中各种无机盐的名称，归纳出细胞中大多数无机盐是以离子的形式存在。

4.3.2 无机盐作用     教师设问：一般来说，无机盐仅占细胞鲜重的1%—1.5%，是细胞中含量很少的无机物。含量微少的无机盐在细胞中的作用是否微乎其微呢？ 联系【课前先学】任务2，阅读助学资料，独思→互论→共享 无机盐有哪些具体作用。

资料1：我们的日常食物中含有酸性物质和碱性物质。当体内的酸性物质(如乳酸[HL]）增加时，发生反应有HL+NaHCO3→NaL+H2CO3 ，H2CO3→H2O+CO2。当体内的碱性物质(如[Na2CO3])增多时，发生反应有Na2CO3+H2CO3→2NaHCO3。

资料2：①呈现叶绿素、血红蛋白和甲状腺激素的结构简图；②校园的梧桐树叶缺镁会变黄，影响光合作用；③人体缺铁易患缺铁性贫血；④为了预防患“大脖子病”，人们食用碘盐。

资料3：①钾促进植物细胞呼吸进程及核酸和蛋白质的形成。钾不足时，植物叶片细胞失水，蛋白质解体，叶绿素破坏。②硼能促进植物花粉萌发和花粉管伸长。缺硼时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。③哺乳动物血浆中必须含有适量的Ca2+，钙量过多时，会出现肌无力症状。钙量过少时，会出现抽搐症状。④唾液中的ɑ-淀粉酶需要适量的Cl-才能发挥催化作用。

      在教师的启发下，学生思考、讨论和归纳得出：虽然无机盐在细胞中含量很少，但是无机盐能调节酸碱平衡，是行使某些生理功能物质的合成原料，也是维持细胞和生物体生命活动的重要化合物。

4.3.3  调节生理，健康生长    观看《舌尖上的中国》的“食盐为五味之首”的微视频，思考：人为什么每天要吃点食盐？除了刺激舌头上的味蕾产生鲜味感觉以外，主要作用在于补充因流汗和排泄等生理活动而流失的NaCl。人每天食盐的摄入量仅需5g左右，过多的食盐将扰乱渗透压平衡，容易引起高血压以及肾功能病变等严重疾病。

【检测演练】

1、下列关于大连市树槐树体内水分的叙述，错误的是 （ ）

A．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的化学反应物             D．萌发种子和休眠种子结合水含量相同

2、闻名全国的大连樱桃的新鲜细胞比萎蔫细胞的自由水含量________。把晒干后的玉米种子放在一个洁净的试管中加热，试管壁上的水珠主要是_______水。结合水和自由水在一定条件下是可以__________的。

3、下列关于动物和人体细胞内化合物的叙述正确的是 （ ）

A.炖牛肉时，牛细胞内的蛋白质空间结构发生改变，但其特定功能保持不变

B.动物细胞内脱氧核苷酸和核糖核苷酸的唯一区别在于碱基不同

C.患急性肠炎的病人应该及时输入葡萄糖生理盐水

D.磷脂是人体细胞的膜结构的重要成分，而胆固醇是对人体有害的物质

4、设计实验，验证小麦生长发育需要镁。 材料用具：小麦幼苗、完全营养液、缺镁营养液、２００毫升广口瓶两只、量筒等． 实验步骤：

（1）取两只广口瓶，编号甲、乙．

（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

一段时间后，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

实验结果：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

实验结论：小麦生长发育需要镁。

【本章体系】细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。这些化合物的含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。请根据本章内容，按照自我理解，建构框架体系（课后完成）。

【课末总结】学生独立完成导学案上水与无机盐的比较表格和归纳填空。细胞中各种化合物的作用都很重要。其中，水是生命之源，因各种因素引起的水资源短缺属于全球性生态环境问题。课件呈现“小民梦”：I have a dream —— 珍爱生命，调节生理，健康生长，维持生态，顺应生存，幸福生活。身在学校、心系苍生、志向天下的我们现在能够做什么？将来应该做什么呢……

【反思感悟】课后完成：

“得在知”——我在学习哪些知识？

“更在行”——我在训练哪些能力？

“胜在道”——我在运用哪些方法？

“更在德”——我在体验哪些情感？

第5节　细胞中的无机物　

第5节　细胞中的无机物　

      在组成细胞的有机物中，生命活动的承担者、遗传信息的携带者、主要的能源物质、良好的储能物质分别是什么？由此看来，细胞中的有机物都很重要，那么，细胞中的无机物是否可有可无呢？

      PPT呈现：为了在本校运动会上取得佳绩，本班王同学积极备战，每天都运动得大汗淋漓，甚至肌肉抽搐。校医建议他科学训练，及时补水，并食用适量奶制品、虾皮、深海鱼和海带等食物。

问题1  当他大量排汗时，在碳酸饮料、纯净水、矿泉水、果汁以及其它饮品中，喝什么最有益健康呢？

问题2  细胞中的水分为哪些形式？水的主要作用是什么？

问题3  肌肉抽搐是因为血浆中缺少了哪种无机盐？无机盐在细胞中的形式和作用是什么？

4.2.1 活动一  教师引导学生联系个人生活习惯，说出自己喜爱的含水较多的饮品和食物。

4.2.2 活动二  教师呈现表1和表2，组织学生独立思考，相互交流，得出结论：生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别；同种生物体不同的器官或组织含水量也有差异。观察美国101岁老人怀抱曾孙的图片，对比幼儿、成年女性和成年男性体内的含水量，得出结论：同种生物体在不同的生长发育期，含水量不同。为什么这些组织、器官、个体的含水量不同？根据结构与功能相统一的观点，我们来研究水的功能。

表1 生物体含水量的比较

                                                       生物种类 水母 藻类 鱼类 蛙 高等植物

                                    哺乳动物 含水量（%） 97 90 80-85 78 60-80 65

表2 人体组织和器官的含水量

组织、器官 牙齿 骨骼 心肌 血液 脑 含水量（%）

10 22 79 83 84

 4.2.3 活动三  探究细胞中水的存在形式对心肌和血液形态差异的影响 由表2可知心肌含水量（79%）和血液含水量（83%）相近，让学生观察心肌和血液动画中的二者形态，质疑提问：为什么含水量相近的二者形态差异较大？ 图1 水分子结构示意图 教师引导学生利用水分子的模型，结合PPT的一系列图片和资料卡：由于氧原子核对共用电子的吸引力比氢原子强，因此水分子中氧原子凸出端略带负电，而氢原子凸出端略带正电，即水分子是极性分子。极性的水分子易与离子形成氢键（一种微弱的静电引力），也能与蛋白质、核酸、脂类等有机物中的极性分子形成氢键。教师讲解：像这样紧密吸附在胶体颗粒或大分子表面，难于流动的水，叫做结合水。绝大部分水以游离形式存在，可以自由流动，叫做自由水。在教师的指导下， 小组合作，建构模型，体验探究，深化结合水和自由水的概念。

4.2.4 活动四  教师进一步质疑提问：结合水和自由水有哪些作用呢？ 联系【课前先学】任务2，阅读助学资料，独思→互论→共享 水有哪些具体作用。

资料1：在细胞内液中，结合水可排列在离子表面“屏蔽”其电荷，降低离子间的静电作用；还可排列在大分子的极性基团表面，形成水合层，大分子和水分子间的氢键作用力会降低大分子间的作用力，从而使其溶入自由水中。

资料2：在动物和人体的消化道内，蛋白质和多糖等多聚体营养物质将水解成若干单体。绿色植物光合作用发生的总反应可表示为CO2+H2O→有机物+O2。细胞呼吸的第二阶段反应是C3H6O3+H2O→CO2+[H]。

资料3：人体的红细胞、白细胞和血小板等血细胞直接生活在含有90.7%水的血浆中，肌细胞、肝细胞和神经细胞等绝大多数组织细胞直接生活在含有大量水分的组织液中。

资料4：血浆中流动的自由水可以把人体吸收的营养物质运输到各个组织细胞，同时把组织细胞产生的代谢废物运输到排泄器官或者直接排出体外。

资料5 ：代谢旺盛的细胞的自由水的比例高于同种生物代谢不旺盛（如休眠的植物种子和越冬的植物）的细胞。新鲜菠菜放置几天后，细胞的自由水比例逐渐降低，结合水比例逐渐升高；将该萎蔫菠菜放置清水中后，细胞的自由水比例逐渐升高，结合水比例逐渐降低。

资料6：一般来说，细胞内含量最多的化合物是水。在极限状况下，一个人可坚持禁食20天，但禁水1天后就会丧失意识 ,濒临死亡。

在教师的引导下，学生分析、交流和归纳出结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是细胞内的良好溶剂，直接参与化学反应，运输营养物质和代谢废物，生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境（细胞外液）中；在一定条件下，结合水和自由水是可以相互转化的，从而深入理解细胞一切生命活动离不开水的重要概念。

4.2.5  调节生理，健康生长   正是因为细胞的一切生命活动都离不开水和人体每天都有水分排出，所以我们应该给机体细胞补充水分。那么，在炎炎夏日，你会科学饮水吗？观看科学饮水的视频，在教师的倡导下，师生知行合一，共同饮水。

      过渡：最佳饮品是什么？在纯净水中，钙和镁等人体所需的多种微量元素大都已被去除，长期饮用会影响体内电解质酸碱平衡，使神经、肌肉和多种酶的活性受到影响；而长期盲目饮用矿泉水可能导致微量元素过剩，成为诱发产生肾结石、尿道结石及胆结石等症的隐患。最佳饮品当属pH与体液相似，无任何污染的低无机盐天然水，从而引出无机盐内容的学习。

4.3.1 珍爱生命，维持生态     教师播放大黑山失火的视频，2015年3月22日，因中小学生玩火导致大黑山生态环境惨遭破坏，5人不幸死亡，燃烧殆尽的部分植物剩余一些灰白色的灰烬。教师指出灰烬的成分主要是无机盐。让学生浏览细胞中各种无机盐的名称，归纳出细胞中大多数无机盐是以离子的形式存在。

4.3.2 无机盐作用     教师设问：一般来说，无机盐仅占细胞鲜重的1%—1.5%，是细胞中含量很少的无机物。含量微少的无机盐在细胞中的作用是否微乎其微呢？ 联系【课前先学】任务2，阅读助学资料，独思→互论→共享 无机盐有哪些具体作用。

资料1：我们的日常食物中含有酸性物质和碱性物质。当体内的酸性物质(如乳酸[HL]）增加时，发生反应有HL+NaHCO3→NaL+H2CO3 ，H2CO3→H2O+CO2。当体内的碱性物质(如[Na2CO3])增多时，发生反应有Na2CO3+H2CO3→2NaHCO3。

资料2：①呈现叶绿素、血红蛋白和甲状腺激素的结构简图；②校园的梧桐树叶缺镁会变黄，影响光合作用；③人体缺铁易患缺铁性贫血；④为了预防患“大脖子病”，人们食用碘盐。

资料3：①钾促进植物细胞呼吸进程及核酸和蛋白质的形成。钾不足时，植物叶片细胞失水，蛋白质解体，叶绿素破坏。②硼能促进植物花粉萌发和花粉管伸长。缺硼时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。③哺乳动物血浆中必须含有适量的Ca2+，钙量过多时，会出现肌无力症状。钙量过少时，会出现抽搐症状。④唾液中的ɑ-淀粉酶需要适量的Cl-才能发挥催化作用。

      在教师的启发下，学生思考、讨论和归纳得出：虽然无机盐在细胞中含量很少，但是无机盐能调节酸碱平衡，是行使某些生理功能物质的合成原料，也是维持细胞和生物体生命活动的重要化合物。

4.3.3  调节生理，健康生长    观看《舌尖上的中国》的“食盐为五味之首”的微视频，思考：人为什么每天要吃点食盐？除了刺激舌头上的味蕾产生鲜味感觉以外，主要作用在于补充因流汗和排泄等生理活动而流失的NaCl。人每天食盐的摄入量仅需5g左右，过多的食盐将扰乱渗透压平衡，容易引起高血压以及肾功能病变等严重疾病。

【检测演练】

1、下列关于大连市树槐树体内水分的叙述，错误的是 （ ）

A．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的化学反应物             D．萌发种子和休眠种子结合水含量相同

2、闻名全国的大连樱桃的新鲜细胞比萎蔫细胞的自由水含量________。把晒干后的玉米种子放在一个洁净的试管中加热，试管壁上的水珠主要是_______水。结合水和自由水在一定条件下是可以__________的。

3、下列关于动物和人体细胞内化合物的叙述正确的是 （ ）

A.炖牛肉时，牛细胞内的蛋白质空间结构发生改变，但其特定功能保持不变

B.动物细胞内脱氧核苷酸和核糖核苷酸的唯一区别在于碱基不同

C.患急性肠炎的病人应该及时输入葡萄糖生理盐水

D.磷脂是人体细胞的膜结构的重要成分，而胆固醇是对人体有害的物质

4、设计实验，验证小麦生长发育需要镁。 材料用具：小麦幼苗、完全营养液、缺镁营养液、２００毫升广口瓶两只、量筒等． 实验步骤：

（1）取两只广口瓶，编号甲、乙．

（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

一段时间后，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

实验结果：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

实验结论：小麦生长发育需要镁。

【本章体系】细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。这些化合物的含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。请根据本章内容，按照自我理解，建构框架体系（课后完成）。

【课末总结】学生独立完成导学案上水与无机盐的比较表格和归纳填空。细胞中各种化合物的作用都很重要。其中，水是生命之源，因各种因素引起的水资源短缺属于全球性生态环境问题。课件呈现“小民梦”：I have a dream —— 珍爱生命，调节生理，健康生长，维持生态，顺应生存，幸福生活。身在学校、心系苍生、志向天下的我们现在能够做什么？将来应该做什么呢……

【反思感悟】课后完成：

“得在知”——我在学习哪些知识？

“更在行”——我在训练哪些能力？

“胜在道”——我在运用哪些方法？

“更在德”——我在体验哪些情感？