第二章 第2节 细胞中的无机物

时间：2022年9月23日

教学目标

1.通过分析水的分子结构，认识水的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要的作用；

2.通过资料分析、思考讨论，认识无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。；

3.通过认识水和无机盐的作用进一步加深对于生命物质性的理解，学会用科学知识指导健康生活的意识。

重点：

1. 通过生物体或细胞中水存在形式及作用理解水对生物体尤其是人体的重要性；

2. 认识无机盐在生物体或细胞中的存在形式，及无机盐在构成生物体结构上的重要作用和缺乏无机盐时生物体表现出的相应症状，从而形成健康生活的意识；

难点：

1.通过分析水分子的结构，认识水的特性和功能是由其结构决定的，对生命有着重大意义。

课前准备：PPT，生鸡蛋，培养皿

板块

教师活动

学生活动

设计意图

一、细胞中的水

【导入】师述：课前请同学们观看一个短视频。看完请同学们谈一谈剧烈运动后，自身有什么感受，身体有什么明显的变化？

【水的存在形式】

1. 汗液的主要成分是？

2. 这部分水来自哪里？

3. 说明人体含有水分。初中物理我们就学过自然界中水的存在形式主要有3种——气态，液态，固态。

生物体或细胞中的水以什么形式存在呢？（教师引导：结合我们人体或者你了解的生物体中的水分说一说，也可以参考教材21页黑体字部分。）

4.我们通过几道判断题来检测一下你们能否分辨两种形式的水。（判断）以下实例中，水主要以什么形式存在？

（1）切西瓜汁流出的西瓜汁水。

（2）新鲜小麦种子晒干时丢失的水。

（3）烘烤晒干小麦种子时丢失的水。

（4）新鲜鸡蛋清里的水。

【水的作用】

1. 这两种形式的水在生物体或细胞中有什么作用？

2. （展示图片）这幅图展示的是人体细胞生存的内环境。分别是组织细胞、红细胞、组织液、血浆。请同学根据这幅图来说说水的作用有哪些？

3. 这里的化学反应是我们在后面章节中会学到，细胞有氧呼吸的化学反应式，从反应式中我们可以看出水作为反应物和产物参与其中，这体现了水不仅能为细胞提供液体环境、运输养料和废物，还能参与生物化学反应。

4. 除了刚才同学们说的几个功能，我们再来看一张表，这张表展示了血浆的化学组成，成分主要为水，除了水，还有尿素、肌酐、尿酸等人体代谢废物，葡萄糖、三酰甘油等以营养物质，以及无机盐。这么多成分都存在于血浆中，而且血浆中主要成分是水，这体现了水的什么功能？

5. 小结刚才同学们所说的水的功能。

（1）提供液体环境

（2）良好溶剂

（3）运输养料和废物

（4）参与生物化学反应

【水的特性】

水为什么能够作为良好的溶剂，又为什么具有流动性从而可以起到运输作用呢？这与水的特性密切相关。请大家对照表格，阅读20-21页小字部分，并填表。

（1）水是良好的溶剂——水分子具有极性，可以与带正电荷或负电荷的分子或离子结合。

（2）水具有流动性——水的极性使得水分子之间有弱的吸引力即氢键，氢键不断断裂和形成，因此没有固定形态可以流动。

（3）水的温度相对不易改变——氢键使得水比热容高。

【自由水和结合水的相互转化】

1.自然界中不同形态的水可以相互转化，细胞中的自由水和结合水是否可以？

2.来看一个例子，血液凝固时，血液中的水存在形式发生了何种变化？

3.人体和动物体中存在这两种形式的水，植物体是否存在？植物体中两种形式的水能否相互转化？

4.如图所示为某北方植物在9-12月份植株含水量变化曲线。观察并分析细胞水分如何变化，为什么？

5.图中随着月份变化植株含水量发生变化，实际上是什么影响含水量变化？（温度）

观看视频，结合自身经验和感受谈一谈剧烈运动后身体的变化。（举例：大量流汗，呼吸急促，心跳加快，运动后肌肉酸痛）

水分

人体内

（自由水，结合水）

自由水

自由水

结合水

结合水

结合水：

参与构成生物体

自由水：

①为细胞提供液体环境。

②运输养料和废物。

③参与生物化学反应。

④良好的溶剂

水是极性分子，可以与带正电荷或负电荷的分子或离子结合，因此可作为良好溶剂。其次由于水分子具有极性使得水分子之间可以相互以弱的引力（氢键）结合。氢键可以不断断裂又不断形成，因此具有流动性可以运输物质。

可以；

自由水转变为结合水；

存在；

随着温度降低，自由水占比降低，结合水占比升高，防止细胞结冰。

调动学生的积极性，结合自身及生活经验说说剧烈运动时和运动后生理变化，为后面对水和无机盐的学习做铺垫。

从学生学习过的自然界水的形态引发思考生物体或细胞中水的存在形式。

通过让学生举例以及判断教师给出的例子，让学生真正做到区分自由水和结合水的差别。

通过人体内环境图片分析水在生物体或细胞中的作用，让学生看图分析和总结，教师提供支架帮助学生理解归纳。同时认识到水对生命的重要性。

自行阅读水分子特性总结其结构和功能的关系，锻炼表达能力，初步形成结构决定功能的生命观念。

认识到细胞中两种形式的水不是泾渭分明的，会随着具体环境因素发生变化。通过折线图提高分析能力。

二、细胞中的无机盐

【过渡】

1.前面我们说到剧烈运动时，人体会大量出汗，衣服上的汗渍干了以后，有的同学衣服上留下白色的物质，其主要成分是什么呢？（无机盐）这说明人体除了含水还含有无机盐。无机盐在生物体或细胞内以什么形式存在呢？

【无机盐的存在形式】

1. 主要以离子的形式存在

2. 极少数以化合物存在：比如血红素分子（一种化合物）中的铁。骨骼和牙齿中含羟基磷酸钙和少量碳酸钙，其中钙就是以化合物形式存在。

【无机盐作用】

无机盐对人体而言有哪些作用呢？

1. 材料一：有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺铁会导致贫血？（当我们剧烈运动时，有些缺铁性贫血症的患者会表现出不同程度的缺氧症状，大家能否解释一下原因，看图说话）——体现无机盐功能1：构成细胞中的化合物。

2. 人体内钠离子缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。人和其他哺乳动物血液中必须含有一定量的钙离子，如果钙离子含量低，会出现抽搐等症状。（剧烈运动时，有的人还会表现出肌肉酸痛无力、甚至会表现出肌肉痉挛，这与我们体内的哪些无机盐有关，为什么会出现这种症状？）——体现无机盐功能2：维持生物体生命活动。

3. 生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液（渗透压与血浆渗透压基本相等）。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸水涨破。（剧烈运动后，有的同学体力不支突然晕倒，严重的可能要送往医院输液，护士输液时有时会输氯化钠注射液，你们关注过其浓度吗？为什么是这个浓度？用清水不行吗？）——体现无机盐功能3：维持渗透压平衡。

4. 人体代谢过程中产生的一些代谢废物会改变体液的酸碱度，人体血液中存在碳酸/碳酸氢钠、磷酸二氢钠/磷酸氢钠等缓冲物质，可以中和这些变化。（剧烈运动后，细胞产生乳酸会使人感到身体酸痛，这一症状过段时间又会自行消失，这是为什么？乳酸是一种弱酸，但人体并不会因为产生了乳酸就呈酸性，这是因为体内有碱性物质可以与其发生酸碱中和反应）——体现无机盐功能4：维持酸碱平衡。

5. 小结无机盐作用：

（1）构成细胞中的化合物

（2）维持生命活动

（3）维持渗透压平衡

（4）维持酸碱平衡

【联系实际】

如果咱们剧烈运动大量出汗后，你会选择哪款饮用水？（普通白开水，运动员饮料，脉动的营养成分表）

【本节收获】

通过本节课的学习你有哪些收获？

无机盐

铁是构成血红素的成分，缺铁不能合成血红素从而血红蛋白不足，红细胞形成不足，而红细胞运输氧气，因此会导致缺氧。

缺乏钠离子导致肌肉酸痛无力，缺乏钙离子导致抽搐。

不行，注射清水可能会使细胞吸水膨胀，严重甚至涨破，细胞死亡，浓度过高，细胞皱缩，严重的导致细胞失活。生理盐水的浓度和细胞生活的液体环境差不多，因此可以维持细胞正常形态。

酸碱中和反应。

选择含有无机盐的饮料，因为大量流汗不仅失水还失去无机盐。

水和无机盐都是细胞中的无机物，平时要注意补充水，而且不能会因为无机盐在体内含量少就认为其不重要。

通过具体的生活实例，认识人体存在无机盐。

了解无机盐主要以离子形式存在，但也有少量以化合物形式存在。

学生通过具体的材料分析无机盐的功能。

学以致用，利用本节学习的知识，形成健康生活的意识。