人教版高一生物必修一《第二章第五节细胞中的无机物》教案.doc

第5节细胞中的无机物一教学目标说出水在细胞中的存在形式和作用说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用二教学重点和难点教学重点水和无机盐在细胞中的作用教学难点结合水的概念无机盐的作用三教学策略情境创设学生对于水的认识比较丰富许多概念来自生活中的经验但是站在活细胞的角度去看学生的认识还有需要补充纠正和待完善的地方因此教师在教学时可以从学生熟悉的事实切入吸引学生的注意力教师可以查找有关资料如一个人在极限状况下可以坚持以上不进食但是缺水不能超过地球表面约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究竟水在细胞和生物体中具有什么样的功能呢由此引入新课的学习同时利用课本上的问题探讨将学生带到对水的内容的学习中教学过程水和无机盐的知识在课标中的要求都是了解层次因此教师在课堂上更多的是让学生认识水和无机盐与生命的关系通过列举生活中的现象事实和学生的体验来加深学生对水在生命中的作用的认识比如让学生知道生命活动包括一系列的化学反应而几乎所有的化学反应都离不开水让学生思考我们味觉的产生必须是在舌尖有唾液浸润的情况下才能感知若擦去舌尖的唾液或用舌头接触一块不能溶解于水的玻璃我们会感受不到什么味觉这说明水作为溶剂的作用以及溶剂对于生命活动中的化学反应的重要性细胞的代谢活动与水的多少及其自由水的含量密切相关让学生想一想种子的库存需要条件之一就是通风干燥想一想干种子细胞中的含水量与其生命活动的关系学生就不难理解水在代谢中的作用了学习无机盐的知识同样要让学生认识到无机盐的含量在细胞中是最少的但是对于生命活动却是必不可少的事实教学中教师可以举出许多实例如血红蛋白和叶绿素的结构中都含有特定的无机盐离子可以根据课本中提供的这两种分子的结构简图来认识无机盐在构成生物大分子中的重要作用还可以列举人体或植物体缺乏某种无机盐所产生的症状加深学生对无机盐与细胞和生物体关系的认识总之教师在准备教学时生动丰富的素材包括文字图片视频资料等都是本节教学所需要的在大量的事实面前学生获得的关于水和无机盐的印象最为深刻也就比较容易达到课标所要求的知识层次难点的处理本节课的难点是要让学生明确结合水的概念和作用以及无机盐在细胞和生物体中的重要作用因为学生对结合水与无机盐的作用没有多少生活经验可以借鉴尤其是无机盐的各种生理作用是学生比较陌生的因此通过一些生活现象让学生有所感受后再接受概念就比较容易学生对水的认识多半来自自由水而对于结合水不太了解要让学生认识结合水可以简单介绍水分子的物理化学特性水作为极性分子的特性致使其容易与那些大分子结合在一起让学生想一想新鲜鸡蛋清的液态胶状的存在形式告诉学生这就是富有生命的状态这部分结合在蛋白质等大分子周围的水已经失去了流动性和作为溶剂的作用仅是细胞和生物体的组成成分同时让学生联想臭鸡蛋是不会有这样胶体状的鸡蛋清的因此鸡蛋臭了意味着鸡蛋已经没有生命功能了通过这样的例子让学生体会结合水在细胞组成成分中的作用学生在学习无机盐的作用时可以列举人体生活和健康中的各种实例来加深感性认识比如利用课本中运动员饮料的资料让学生讨论由此再引申到人体发生的一些与无机盐有关的疾病通过对疾病的介绍和讨论学习无机盐在细胞和生物体构成调节渗透压和酸碱平衡等方面的功能四答案和提示一问题探讨提示水在细胞中的重要作用水是细胞结构的重要组成成分是细胞内的良好溶剂许多种物质溶解在水中细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与多细胞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中水在生物体内的流动可以把营养物质运送到各个细胞同时也把各个细胞在代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外总之各种生物体的一切生命活动都离不开水提示无机盐在细胞中的重要作用细胞中许多有机物的重要组成成分调节细胞的生命活动等二旁栏思考题提示世纪年代以前人们普遍认为缺碘只能引起甲状腺肿大还没有认识到缺碘对儿童智力的影响进入年代以后人们认识到缺碘对人类危害最大的不是甲状腺肿而是造成不同程度的脑发育落后只有补足了碘才能确保婴幼儿脑的正常发育根据年的统计结果中国缺碘地区的人口达亿约占全国人口总数的轻度缺碘或碘营养不足已波及所有省市年的儿童碘营养调查结果表明许多经济发达的大城市儿童尿碘也在以下甲状腺肿大率在以上证明城市也存在不同程度的碘缺乏目前公认标准为人群尿碘水平在以上才能基本上消除碘缺乏危害从这个全新的认识出发我国几乎所有地区包括以前认为的非病区实际上都是缺碘地区因此需要补碘的范围已扩大到全国高碘地区除外提示不同细胞内的化合物都是由无机物和有机物组成的其种类有一定差别例如淀粉只存在于植物细胞中糖原只存在于动物细胞中不同细胞中各种化合物的含量也有一定差别例如肌细胞中含蛋白质较多脂肪细胞中含脂肪较多但是各种细胞中的化合物组成及含量又有许多共性例如所含的有机物都是糖类脂质蛋白质和核酸无机物中都有无机盐和水各种化合物在不同细胞中的含量一般维持在一定范围内这体现了生命世界在物质组成上的统一性三思考与讨论提示人类贫血症中有缺少红细胞和缺少血红蛋白两种类型它们都可导致贫血而血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是铁所以缺铁会导致血红蛋白的合成障碍引起贫血缺铁性贫血是一种常见的贫血症正常人体内含铁量约为它是制造血红蛋白的主要原料之一当铁缺乏时血红蛋白就不能合成从而发生缺铁性贫血提示光合作用不能缺少叶绿素而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是镁镁是叶绿素的组成元素之一因此镁对于光合作用有重要意义缺镁时叶绿素的形成受到阻碍从而影响光合作用此外镁还是许多酶的活化剂镁还能促进脂肪的合成因此镁是重要的生命元素四练习基础题拓展题提示质量分数为的氯化钠溶液的浓度正是人体细胞所处液体环境的浓度所以叫生理盐水当人体需要补充盐溶液或输入药物时应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态五参考资料水的物理化学性质与生命的关系水是生命的源泉活细胞中绝大多数化学反应是在水环境中进行的水在许多生物化学反应中是一个活泼的参与者而且是大分子如蛋白质性质的重要决定因素水之所以成为生命活动中最重要的溶剂是由它的物理化学性质所决定的而它的物理化学性质取决于它的分子结构即水是一个带有氢键的极性分子水的极性分子结构特性决定了它有许多独特的物理性质较高的介电常数比热蒸发热沸点熔点及抗张强度等水的介电常数是溶液中最高的这就意味着按单位容积计算没有任何溶剂能比水溶解更多种类和数量的溶质所以水成为最理想的生物溶剂比热是指提高单位数量的某物质单位温度所需要的热量水的比热在液体中排第二位汞的比热最大这种高比热特性意味着水的温度相对不容易发生改变可作为热的缓冲剂这样以水为介质的生命体系就可以维持在相对稳定的状态使生物体少受外界温度变化的影响蒸发热是指在恒定温度下使某物质由液态转变为气态所需要的热量水的蒸发热大能为部分脊椎动物所利用以汗水的蒸发作为一种冷却机制同样对于植物来说也是非常重要的植物叶片通过水分蒸发消耗过多吸收的光能从而避免温度升高对细胞造成伤害氢键使水的沸点高达100所以在正常温度下水是液体有利于生命活动的进行水的熔解热最高这样在临近结冰温度时温度下降的趋势大大降低从而防止了零度以下的快速降温这对于地球气温的调节以及水生生物的生存都有十分重要的意义物体抵抗拉力而不被拉断的能力称为抗张强度由于水分子间的内聚力水分子间的氢键使水分子具有的相互吸引力水具有很高的抗张强度因此水柱可以抵抗外界的拉力而不会被拉断这种特性在植物体内水和无机盐的向上运输中发挥着重要作用即使冰的密度低于水而能漂浮水上的现象对水生生物的生活也很重要水的表面张力可以维持植物导管中水流的连续性细胞的含水量与其生理活动是否活跃常常是密切相关的当细胞含水量充足时其生理活动常较活跃而当含水量降低时细胞的生命活动也会减弱植物细胞所具有的膨压也是通过水分的平衡建立起来的另外水的热传导性在非金属物质中是最好的水的黏度是较低的水还具有渗透作用等这些对于生命活动来说都是至关重要的综上所述水是细胞中各种生物化学反应的基本介质是生命的源泉2无机盐在调节酸碱平衡中的作用下面以动物体为例来介绍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值如人的血浆pH值约为735745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NaHCO3H2CO3或KHCO3H2CO3除此之外还存在有其他的缓冲对在血浆中有Na2HPO4NaH2PO4血浆蛋白质钠盐蛋白质等在红细胞中有K2HPO4KH2PO4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3无机盐在调节渗透压中的作用渗透压是衡量溶液中溶质浓度的一种方法其计算公式为CRT其中C为溶液中溶质的浓度R是气体常数T为热力学温度由公式可以看出溶液中渗透压的高低与溶液中溶质粒子的大小电荷的多少及其化学性质无关而取决于溶液中溶质粒子的浓度在机体内引起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4人体对无机盐的需求