生物必修1《分子与细胞》细胞中的无机物教案

这是一份生物必修1《分子与细胞》细胞中的无机物教案，共8页。
教学目标
1.生命观念: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。
2.理性思维:运用资料分析法,推理无机盐的生理功能,形成科学的思维方式。
评价目标
1.通过对水的组成和性质的描述,了解学生的掌握情况。
2.学生理解和运用资料,总结出无机盐的功能。
教学重难点
重点:水和无机盐在细胞中的作用。
难点:1.结合水的概念。
2.无机盐的作用。
教学方法
1.多媒体展示法
2.小组合作讨论法
3.模型展示法
课时安排
1课时
教学准备
多媒体,白板,学案,PPT等。
教学设计
导入新课
【师】展示人类探索火星的视频,显示资料:据探测,火星上有固态水,也有流动水的痕迹;土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科学家据此推测,火星上曾经或者现在存在生命。
【师】科学家的推测说明了什么?
【生】水和无机盐对于生命至关重要。(水是生命之源。)
【师】水和无机盐在生命活动中具体有哪些作用呢?那我们今天一块来学习水和无机盐的相关知识。
(设计意图:以火星探索图片激发学生的学习兴趣,引入新课。同时在学生心底埋下进行科学探索的种子。)
探究一、细胞中的水的含量
【师】分析下表中细胞中各种化合物所占比例,能得出什么结论?
【生】水是细胞中含量最多的化合物。
【师】比较下表中几种不同生物体中的含水量,能得出什么结论?
【生】生物体的含水量因生物种类的不同而有所差别。通常水生生物的含水量高于陆生生物。
【师】分析下表中幼儿和成人体内的含水量,能得出什么结论?
【生】生物体在不同的生长发育期含水量不同。
【师】分析下表中同一生物体不同组织、器官的含水量,能得出什么结论?
【生】同一生物个体不同组织、器官的含水量不同。
探究二、细胞中的水的作用
【师】请学生阅读课本P21,总结细胞中水的存在形式、定义与含量,完成学案中的[自主学习]。
【师】自主学习课本P20第1、2段,概括水的五大生理作用。通过让学生阅读课本,引导学生归纳出水的作用的相关要点。
【生】总结出水的五大生理作用。
构成细胞的重要成分;良好的溶剂;参与生化反应;提供液体环境;运输物质。
【师】让学生结合上述知识,完成学案中的[自主总结]。
探究三、水为什么能成为良好的溶剂
【师】引导学生阅读课本P20~21相关知识,结合老师提供的水分子的比例模型,小组讨论完成下列问题。
1.结合水的组成及特性,尝试解释水为什么能成为良好的溶剂。
答案:含氢键,容易断裂也容易形成。
2.结合氢键的形成及特点,说明水分子为什么具有流动性?
答案:氢键比较弱,易被破坏,只能维持极短时间,这样氢键不断地断裂,又不断地形成,使水在常温下能够维持液体状态,具有流动性。
3.水的哪一特性,对于维持生命系统的稳定性十分重要?
答案:作为良好的溶剂,可以参与生物化学反应等。
【师】先阅读课本知识,结合老师提供的水分子比例模型及课件上的水分子电荷模型,小组讨论。
小组讨论结束,安排学生上讲台解释水为什么能成为良好的溶剂以及具有流动性的原因。
【生】分组讨论,回答上述问题。
(设计意图:培养学生的阅读、提取信息能力,通过观察水分子电荷模型和水分子比例模型,培养学生的空间想象能力,通过小组讨论和讲台讲解,培养学生的小组合作及语言表达能力。)
探究四、水的特点
【师】细胞中的自由水和结合水,在一定条件下是可以相互转化的,二者在细胞中的含量是可变的。思考下列问题,总结自由水与结合水的关系及含量的变化。
【生】思考与讨论
(1)晒干葵花籽与炒干葵花籽的过程中,葵花籽失去的主要是什么形式的水?
(2)新鲜植物种子和干种子相比较,谁的新陈代谢相对更旺盛?
(3)同体积的水和同体积的果汁放入冰箱中,谁先结冰?
(4)自由水含量高的植物体与自由水含量低的植物体相比,谁的抗旱、抗寒、抗盐碱能力更强?
【生】学生回答:(1)自由水;结合水。(2)新鲜种子。(3)同体积的水。(4)自由水含量低的植物体。
【师】展示幻灯片并总结。
自由水与结合水的含量比值越高,生物的代谢越旺盛,生长发育越快,其抗旱、抗寒性能相对越弱;自由水与结合水的含量比值越低,生物的代谢越缓慢,生长发育越迟缓,其抗旱、抗寒性能相对越高。
(设计意图:培养学生提取信息的能力,引导学生归纳总结出水的存在形式、特点及含量。教师展示:引导学生阅读课本,总结出答案。)
探究五、细胞中的无机盐
【师】教师展示课件:阅读课本P21“细胞中的无机盐”。
【师】无机盐的存在形式是什么?
【生】大多数以离子的形式存在,例如,Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cl-,SO42−、PO43−、HCO3-等;少数以化合物形式存在。
【师】细胞中无机盐的含量很少,它们有何作用呢?请阅读课本P22文本及“思考·讨论”中的叶绿素分子和血红素分子局部结构简图,总结无机盐具有的功能。思考并回答下列问题。
(1)有一种贫血症叫缺铁性贫血症,为什么缺Fe会导致贫血?
(2)植物体缺Mg会影响光合作用,为什么?
(3)缺Fe会导致贫血与缺Mg会影响光合作用,说明细胞中的无机盐有什么功能?
(4)哺乳动物血钙浓度过低时会抽搐,说明无机盐有什么功能?
(5)人生病输液时,所输入的生理盐水的质量分数是多少?用高于或低于此质量分数的盐水可以吗?为什么?这说明无机盐有什么功能?
(6)人的血浆中,NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中NaHCO3的含量减少时,会造成酸中毒;当血浆中的H2CO3含量减少时,则造成碱中毒。这说明无机盐具有什么功能?
【生】阅读、思考,总结无机盐的功能,进行讨论并回答。
(1)Fe是构成血红素的元素。
(2)Mg是构成叶绿素的元素。
(3)无机盐是细胞中某些重要化合物的重要组成成分。
(4)无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。
(5)0.9%;不可以;高于这个质量分数细胞会失水皱缩,低于这个质量分数细胞会吸水膨胀。说明无机盐可以维持细胞的形态。
(6)无机盐能够维持细胞的酸碱平衡。
【师】让学生结合以上问题完成学案中的[自主总结]。
【生】完成学案中的[自主总结],并展示交流答案。
【师】课件展示无机盐的功能,并要求学生背诵一遍,以加强记忆。
功能一:无机盐是一些化合物的重要组成成分。
功能二:可以维持细胞和生物体的生命活动。
功能三:无机盐调节渗透压,维持细胞形态。
功能四:无机盐可以维持细胞的酸碱平衡。
(设计意图:展示无机盐的功能,要求学生背诵,以加强记忆。)
探究六、联系生活,理解水和无机盐的作用
资料1:对病人进行输液时,一般用质量分数为0.9%的NaCl溶液作为药物的载体,原因是什么?
等渗溶液,维持细胞形态。
资料2:贫血患者除了补铁以外,还应该多吃一些含蛋白质丰富的食物,为什么?
血红素的化学本质是蛋白质。
资料3:人长期缺钙会导致抽搐,缺碘会导致甲状腺肿大,那么,无机盐的摄入是否越多越好?
否,碘摄入过多,容易引起甲亢,盐的摄入适量最佳。
【师】水对生命如此重要,那么我们现在的水资源状况怎样呢?教师展示有关水资源状况的图片,引发学生思考与讨论,面对现状我们应该怎么做?
【生】学生激烈讨论后,提出节约用水、保护水资源等建议。
(设计意图:通过对细胞中水的重要作用的学习,了解目前水资源的状况,形成保护水资源的社会责任。)
评价反馈
分析资料,概述水和无机盐的作用。构建思维导图,进行知识小结。
布置作业
完成学案后的核心素养专练。
教学反思
本节课是必修1第2章第2节,包括细胞中的水和无机盐两大块教学内容。针对整个教学过程,现总结反思如下。
火星的研究是当下的热点,通过展示一组火星探索图片,提问:“科学家的推测说明了什么?”来导入本节课的学习,从而激发学生的学习兴趣。通过提出问题,来培养学生的自学能力。接下来引导学生回答给出的问题,学习细胞中的水和无机盐的作用,并进行合作探究。
参与听课的老师提出很多宝贵的意见,本节课有如下优点:
1.课件制作精美,图片素材丰富,充分发挥了多媒体教学的优势。
2.普通话标准,语言表达准确、简练,富有亲和力,教态自然。
3.充分发挥学生自学能力、合作探究能力、语言组织和表达能力等,体现了以学生为主的新课标的教学理念。
4.备课充分,课堂应变能力强,思路清晰,连贯性强。
5.学生积极发言,课堂气氛活跃。
6.注重培养了学生节约用水和保护水资源的社会责任感。
不足之处有:
1.学生回答问题后,可以让其他同学提问和补充,提高学生的学习兴趣。
2.可以考虑减少陈述讲解的内容,更加充分发挥学生的学习主动性。
3.上课前认真备课,尤其是在备学生方面。
4.课堂上引导学生提问和补充,使课堂气氛更加活跃。
板书设计
第2节 细胞中的无机物
备课资源
1.一个人在极限状况下,可以坚持20天以上不进食,但是缺水不能超过1天;地球表面约3/4的部分是水;细胞内含量最多的化合物是水;许多国家的科学家都在为寻找火星上的水而努力工作,既有成效又有争议。这些事实说明水对于生命的重要性。
2.不良的饮水习惯
(1)每日饮水量不足。有人认为不渴就不用喝水,其实,人体内细胞不断进行代谢、排出废物、散发热量都会损失水分,因此保持人体每日水分摄入与排出平衡十分必要。当饮水不足时,身体内缺水程度严重者会引起血液渗透压增高,若这时水分补充不及时,细胞内液的水则流向组织间隙,产生细胞内脱水。要是等到口渴时再喝水,表明体内失水已经严重,因此我们应养成随时主动饮水的习惯。
(2)喝饮料等同于饮水。许多人不爱喝水,而喜欢喝带气、带甜味、带酸味的饮料。其实喝饮料不能代替饮水,喝饮料不但容易造成厌食与厌水,长期下去会造成营养缺乏症,而饮用过多酸性饮料会使机体血液呈酸性,不利于血液循环,且肌肉内乳酸堆积多,容易产生疲劳感,进而导致机体免疫力下降,并容易患感冒、龋齿、牙周炎等多种疾病。
(3)生饮自来水。一些人错误地认为自来水有营养,尤其是在夏天喜欢图方便,对着自来水龙头拧开就喝,这很容易引起痢疾、伤寒、霍乱等肠道疾病。
(4)经常饮用矿泉水和纯净水。矿泉水是通过天然矿泉水加工、除菌而得到的水,几乎不含任何杂质,各种微量元素含量丰富。但作为日常饮用水,它的价位较高,难以适应人们的生活需要。但长期饮用纯净水,可能会由于各种元素的缺乏导致疾病,轻者会吃不香、睡不着、浑身乏力,重者会神经紊乱、骨质疏松、贫血等。
3.讲解自由水和结合水的关系时可以采用的例子
(1)动物冬眠时,体内的生物化学反应应该是减慢还是加快呢?
(2)冬眠的动物为了使吃的食物足以支持它们度过漫长的冬天,要尽量减慢体内的生物化学反应。应该是哪种水向哪种水转化?
(3)冬天过后,动物苏醒了,这时体内的生物化学反应逐渐加快,那么这时又应该是什么水向什么水转化呢?
4.无机盐在调节酸碱平衡中的作用
动物的体液具有正常的pH,如人的血浆pH为7.35~7.45,在酸碱平衡的维持中,无机盐直接参与了缓冲对的构成。血液中最主要的缓冲对是由碳酸氢钠(钾)和碳酸所构成的,即NaHCO3/H2CO3或KHCO3/H2CO3。
除此之外,还存在其他的缓冲对。在血浆中有Na2HPO4/NaH2PO4、血浆蛋白质钠盐/蛋白质等,在红细胞中有K2HPO4/KH2PO4、红细胞蛋白体系钾盐/红细胞蛋白(血红蛋白钾盐/血红蛋白、氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白)等缓冲对,这些缓冲对对于调节体液的酸碱平衡都是很有效的。
5.无机盐在调节渗透压中的作用
在机体内形成渗透压的有效物质包括有机物和无机物。由于体内无机盐的浓度、解离程度都比有机物高得多,所以体液中无机盐提供的渗透压最大,而有机物提供的渗透压很小。细胞内液及细胞外液的容积决定于它们的渗透压,只有当机体细胞内外的渗透压恒定时,组织细胞的形态和机能才能维持正常,各种正常的物质代谢才能有条不紊地进行,这是维持内环境稳定的一个极为重要的方面。化合物
水
无机盐
蛋白质
脂质
糖类和核酸
所占比例/%
70~90
1~1.5
7~10
1~2
1~1.5
生物
水母
鱼类
蛙
哺乳动物
藻类
高等植物
含水量/%
97
80~85
78
65
90
60~80
生长发育阶段
幼儿
成年(女)
成年(男)
质量分数/%
77
52~58
60~65
组织器官
牙齿
骨髓
骨骼肌
心脏
血液
质量分数/%
10
22
76
79
83