分子與細胞第2章組成細胞的分子《細胞中的無機物》教學(xué)設(shè)計（李杰）

1、細胞中的無機物教學(xué)設(shè)計教材分析及學(xué)生分析必修1第二章第5節(jié)細胞中的無機物的內(nèi)容比較簡單，主要讓學(xué)生了解水和無機鹽在細胞中的存在形式和作用，并注意聯(lián)系日常生活的實例及解釋日常生活中的一些現(xiàn)象。結(jié)合初中接觸到的生物學(xué)實驗，及必修一之前學(xué)習(xí)到的檢測生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)的實驗基礎(chǔ)上，要求同學(xué)們開始嘗試科學(xué)地進行實驗設(shè)計，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，如科學(xué)思維、科學(xué)探究能力。教學(xué)目標【知識與能力目標】1說出水在細胞中的存在形式和作用；2說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用?！具^程與方法目標】能夠聯(lián)系生活實際說出水和無機鹽的作用，并解釋生活現(xiàn)象。能夠嘗試設(shè)計簡單的生物學(xué)實驗。3通過指導(dǎo)學(xué)生閱

2、讀、觀察討論、理解、分析、歸納出水和無機鹽的作用和存在形式，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析綜合和推理的思維能力。【情感態(tài)度價值觀目標】1認同水和無機鹽對于生命的重要性。2形成節(jié)約用水良好習(xí)慣。3學(xué)會關(guān)注生活，關(guān)注身體健康。教學(xué)重難點【教學(xué)重點】水和無機鹽在細胞中的作用?！窘虒W(xué)難點】1結(jié)合水的概念；2無機鹽的作用。課前準備1多媒體課件；2學(xué)生完成相應(yīng)預(yù)習(xí)內(nèi)容；3學(xué)生課前查閱相關(guān)背景資料，搜集有關(guān)資料。教學(xué)過程環(huán)節(jié)一：課程導(dǎo)入PPT投影展示NASA（美國宇航局）公布的最新火星圖片，引導(dǎo)同學(xué)們關(guān)注科學(xué)家在太空中去尋找可能存在的生命時，尤為關(guān)注尋找水，以此說明水在活細胞中的重要性。 【設(shè)計意圖】通過問題情境的

3、創(chuàng)設(shè)引出課題。環(huán)節(jié)二：講授新課一、細胞中的水1.細胞中水的含量的特點分別展示細胞中各種化合物所占的比例、不同生物含水量比較表格、同一生物個體不同器官、組織含水量表格、同一生物體不同發(fā)育時期含水量圖解，讓學(xué)生觀察分析，得到相關(guān)結(jié)論：化合物水無機鹽蛋白質(zhì)脂質(zhì)糖類核酸所占比例85%90%1%7%10%1%2%1%（1）水是細胞中含量最多的化合物生物水母魚類蛙哺乳類藻類高等植物含水量%9780857865906080（2）不同生物體含水量不相同生長發(fā)育階段幼兒成年(女)成年(男)質(zhì)量分數(shù)77%52%58%60%65%同一生物體不同發(fā)育時期含水量不相同組織器官牙齒骨髓骨骼肌心臟血液腦含水量% 10227

4、6798384（4）同一生物體不同器官、組織含水量不相同【設(shè)計意圖】通過比較分析，得出生物體含水量特點。水在細胞的存在形式（1）結(jié)合水：與細胞內(nèi)其它物質(zhì)相結(jié)合，約占細胞內(nèi)全部水的。（2）自由水：以游離形式存在，可以自由流動，占細胞內(nèi)全部水的95以上?！驹O(shè)計意圖】舉例說出水在細胞的兩種存在形式。3.水的作用教師結(jié)合實例分別講解結(jié)合水和自由水的作用。（1）結(jié)合水：細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。（2）自由水： = 1 * GB3 細胞內(nèi)良好的溶劑； = 2 * GB3 參與生物化學(xué)反應(yīng)； = 3 * GB3 構(gòu)成細胞的液體環(huán)境；運輸營養(yǎng)物質(zhì)和廢物。【設(shè)計意圖】舉例說出自由水和結(jié)合水的作用。展示血液與心臟的

5、含水量比較表格：血液與心肌的比較形態(tài)含水量血液液態(tài)83心肌固態(tài)79討論：血液和心臟的含水量很接近，為什么血液是流動的，心肌是堅實的？血液水分主要以流動的自由水的形式存在，心肌水分主要以不流動結(jié)合水的形式存在。【設(shè)計意圖】學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)的知識靈活運用，能舉一反三。自由水與結(jié)合水的關(guān)系展示曲線圖，并引導(dǎo)學(xué)生分析曲線圖，找出自由水與結(jié)合水之間的關(guān)系。學(xué)生思考、討論，并分享自己的觀點。得出結(jié)論：細胞中的自由水和結(jié)合水不是一成不變的，它們在一定條件下是可以轉(zhuǎn)化的。如隨著溫度降低，自由水轉(zhuǎn)變成結(jié)合水；隨著溫度升高，結(jié)合水轉(zhuǎn)變成自由水。教師引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)出：結(jié)合水和自由水的含量高低與抗逆性和新陳代謝之間的

6、關(guān)系，即自由水相對含量越多，新陳代謝越強，抗逆性越弱；結(jié)合水相對含量越多, 新陳代謝越弱, 抗逆性越強?！驹O(shè)計意圖】清楚自由水與結(jié)合水的比值與新陳代謝和抗逆性之間的關(guān)系。【課堂討論】1、新鮮種子放在太陽下曬干，重量減輕，失去的是那種形式的水？2、曬干的種子用水浸泡后還能萌發(fā)嗎？3、曬干種子不浸泡會不會萌發(fā)？4、已經(jīng)曬干的種子放在試管中，用酒精燈烘干，試管壁上會有水珠，失去的是那種形式的水？5、烘干的種子用水浸泡后還能萌發(fā)嗎？總結(jié)：曬干種子失去自由水，失去自由水的種子仍然保持生理活性；烘干種子失去結(jié)合水，失去結(jié)合水的種子失去生理活性?！驹O(shè)計意圖】通過問題探討，查漏補缺，突破重、難點。【反饋練習(xí)】

7、下列屬于結(jié)合水的是（多選） A.切西瓜流出的汁 B.擠菜餡擠出的菜汁 C.蛋清里所含的水 D.剛收獲的小麥曬干時曬出的水 E.小麥烘烤時丟失的水答案：CE【設(shè)計意圖】通過針對訓(xùn)練，查漏補缺，突破重、難點。導(dǎo)入：一次性或短期內(nèi)飲水過多，會導(dǎo)致“水中毒”，“水中毒”是由于長期飲水過量或短時間內(nèi)大量飲水，身體必須借著尿液和汗液將多余的水分排出，但隨著水分的排出，人體內(nèi)以鈉為主的無機鹽離子也會受到稀釋，血液中的鹽分越來越少，吸水能力隨之降低，一些水分就會很快被吸收到組織細胞中，使細胞水腫。說明細胞中的無機鹽也發(fā)揮著重要作用。二、細胞中的無機鹽PPT展示烘干的種子繼續(xù)點燃燒盡，最終得到不能燃燒的灰白色的

8、灰燼。讓學(xué)生思考：灰燼是什么？答案：無機鹽。1.存在形式講述：細胞中大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在。例如細胞中的氯化鈉，就是以Na+和Cl的形式存在的。另外含量較多的陽離子還有、K、Ca、Mg2、Fe等等。陰離子就有Cl、SO42、PO43、HCO3等。細胞中少數(shù)無機鹽以化合物的形式存在。例如人牙齒和骨骼的成分是碳酸鈣。2.含量：同學(xué)們觀察表格，得出結(jié)論：細胞中無機鹽的含量是很少的，大約只占1。教師引導(dǎo)：細胞中的無機鹽含量雖然少，但是卻承擔著重要的作用。無機鹽有什么作用呢？3.作用（1）構(gòu)成細胞某些復(fù)雜化合物的重要組成成分讓學(xué)生觀察教材P35“思考與討論”中葉綠素和血紅蛋白分子局部簡圖，討論回答

9、問題：為什么缺鐵會導(dǎo)致缺鐵性貧血？為什么缺鎂會影響光合作用？在以上兩個例子中，F(xiàn)e是構(gòu)成血紅蛋白的組成成分，缺鐵會導(dǎo)致血紅蛋白合成受阻，從而貧血；而鎂是構(gòu)成葉綠素的組成成分，缺鎂會導(dǎo)致葉綠素合成受阻，從而影響光合作用。提問：現(xiàn)在有許多食鹽都是加碘的，為什么要在食鹽中加碘？學(xué)生回答。教師補充：碘是構(gòu)成甲狀腺激素的重要組成成分，缺碘，甲狀腺激素合成減少，成人缺少甲狀腺激素會患大脖子?。ɑ虻胤叫约谞钕倌[大），幼兒缺少甲狀腺激素會患呆小癥，影響智力發(fā)育。由此，我們可以得到無機物的第一個作用：構(gòu)成細胞某些復(fù)雜化合物的重要組成成分。（2）維持細胞和生物體生命活動展示圖片并說明：哺乳動物的血液中必須含有一定

10、濃度的鈣離子。如果鈣離子濃度過低，會出現(xiàn)抽搐，俗稱抽筋；反過來，如果鈣離子濃度過高，會出現(xiàn)肌無力。對于某些植物而言，缺硼會導(dǎo)致花而不實（只開花不結(jié)果）。由此，我們可以得到無機物的第二個作用：維持細胞和生物體生命活動。（3）維持細胞的酸堿平衡展示圖片并說明：激烈運動后會感到腰酸、膝蓋酸的原因是運動時產(chǎn)生了乳酸，但人體血液的pH沒有因此而降低,還是維持在之間。由此，我們可以得到無機物的第三個作用：維持細胞的酸堿平衡。維持細胞的滲透壓平衡（水鹽平衡），維持細胞的正常形態(tài)提問：某人生病到醫(yī)院輸液，你知道用的生理鹽水是多少濃度的？為什么要配制這一濃度，其它濃度可以嗎？為什么？引導(dǎo)學(xué)生思考回答：生理鹽水指質(zhì)量分數(shù)為%的氯化鈉溶液，說明其與細胞中的液體濃度相等。高于生理鹽水的濃度細胞會失水皺縮，低于生理鹽水的濃度細胞會吸水膨脹。由此，我們可以得到無機物的第三個作用：維持細胞的滲透壓平衡（水鹽平衡），維持細胞的正常形態(tài)。【設(shè)計意圖】深入分析細胞中的無機鹽的作用及原因，讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上掌握重難點。環(huán)節(jié)三：實驗設(shè)計課后探究：請同學(xué)們根據(jù)實驗原理、提供的實驗材料、實驗設(shè)計的基本原則、實驗設(shè)計的基本流程模板，嘗試進行一個簡單的實驗設(shè)計，驗證鎂離子是小麥生長發(fā)育所必需的無機鹽?！驹O(shè)計意圖】逐漸培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)探究能力，與生物學(xué)核心素養(yǎng)接軌。教學(xué)反思本節(jié)課以指導(dǎo)學(xué)生提