第5节细胞中的无机物
一、知识结构
细胞中的水
细胞中的无机物
细胞中的无机盐
二、教学目标
知识方面
1.知道水和大多数无机盐在细胞中的存在形式及生理功能。
2.正确理解多种化合物的相互关系。
能力方面
1.通过阅读、收集、整理生活中遇到的有关水、无机盐的信息，获得自主学习的能力。通过对获得的资料相互交流，培养合作学习的能力。
2.通过对水含量的分析培养语言表达能力和听取他人意见对自己的见解进行解释证明和修改的能力。
情感价值观
积极参加讨论，列举自己的生活经验，发表自己的见解，在交流中建立自信，能够关注人类健康。
三、教学重点、难点及解决方法
1、 教学重点及解决方法
[教学重点]
水和无机盐在细胞中的作用
[解决方法]
通过具体的实例，让学生认识水和无机盐在细胞中的作用。
2、教学难点及解决方法
[教学难点]
⑴结合水的概念。
⑵无机盐的作用。
[解决方法]通过举例让学生认识结合水和无机盐的作用。
四、课时安排
1课时
五、教学方法
讲解法
六、教具准备
图片、视频资料等
七、学生活动
⑴指导学生阅读教材，找出新知识点。
⑵列举具体实例，启发学生发现事物的规律性。
八、教学过程
（一）明确目标
见教学目标
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
情境创设：一个人在极限状况下，可以坚持20d以上不进食，但是缺水不能超过1d；地球表面的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。究竟水在细胞和生物体中具有什么样的功能呢？
[问题探讨]出示教材P34运动员饮料中的化学成分，回答讨论题1。
一、细胞中的水
1、生物体内水的含量
⑴含量较多。在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多平均占细胞鲜量的85%——90%。
⑵不同的生物体内水的含量差别很大。例如，生活在海洋中的水母的身体里水的含量约为97%。
⑶生物体不同的生长发育阶段水的含量不同。幼儿时期>成年时期；幼嫩部分＞老熟部分。
2、水在细胞中的存在形式和功能
水在细胞中的存在形式有两种：自由水、结合水。
⑴自由水的功能
自由水在细胞内可以自由流动，是良好的溶剂，可溶解许多物质；可以参与物质代谢，如运送新陈代谢所需物质和代谢废物，自由水的含量影响细胞代谢强度，含量越大，新陈代谢越旺盛。
⑵结合水的功能
结合水在生物体内或细胞内与蛋白质，多糖等物质相结合，失去流动性。结合水是细胞结构的重要组成成分，不能溶解其他物质，不参与代谢作用，结合水赋予各种组织、器官一定形状，硬度和弹性。因此某些组织器官的含水量虽多（但人的心肌含水量为79%），仍呈现坚韧的状态。
⑶二者的关系
自由水和结合水在一定条件下可以相互转化，如血液凝固时，部分自由水转变成结合水。
⑷二者的存在形式及基本功能的验证
①鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻→自由水散失
②干种子用水浸泡后仍能萌发→失去自由水的种子仍保持其生理活性。
③干种子不浸泡则不萌发→自由水越多，代谢越旺盛。
④干种子放在试管中，用酒精灯加热，则试管壁上有水珠→结合水。
⑤失去结合水的种子浸泡后不萌发→失去结合水的细胞失去生理活性。
根据自己已有的知识和生活经验，你还能举出哪些实列，说明生命活动离不开水？
①在正常情况下，一个人一天需要2千克水。当人体失去6%的水分时，就会出现口渴，尿少和发烧等症状。
②当人体失水10%~20%时，就会出现幻觉，甚至死亡。对人来说，水比食物还要重要，一个人在饥饿时，可以损失40%的体重而不致毙命，但是如果损失了20%的水分，就能死亡。
③水在机体内还具有润滑剂的功能，如关节液。没有唾液不能进行吞咽食物。
④许多动植物的受精作用都离不开水。精子的移动离不开水，一些昆虫和蛙的受精作用要在水里发育。
二、细胞中的无机盐
1、无机盐在细胞中的存在形式
大多数无机盐以离子形式存在。
2、无机盐在细胞中的作用
[思考与讨论]⑴缺铁为什么会导致贫血？
⑵植物体缺镁为什么会影响光合作用？
⑶为什么要在食盐中加碘呢？
⑷血钙过低会出现什么症状？
教师总结：
无机盐的生理功能
①有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。如Mg2＋是构成叶绿素的重要成分；血红蛋白含有Fe2＋，碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分。
②参与并维持生物体的代谢活动。如人体内Ca2＋含量过低时，会导致抽搐。
细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。C、H、O、N等化学元素在细胞内含量丰富，是构成细胞中主要化合物的基础；以碳链为骨架的糖类、脂类、蛋白质、核酸等有机化合物，构成细胞生命大厦的基本框架；糖类和脂肪提供了生命活动的主要能源；水和无机盐与其他物质一道，共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能，活细胞中的这些化合物，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。
（三）总结
水在细胞中的存在形式、作用，大多数无机盐在细胞中的存在形式、作用。
（四）作业布置
教材P36练习
九、板书设计
第5节细胞中的无机物
十、课后反思：
本节课知识内容并不难，且与学生生活联系较密切，在老师的引导下，围绕老师提出的问题，学生讨论积极热烈，分析归纳并掌握了本节的知识尤其是重、难点内容，锻炼了通过多种途径收集、整理信息以及语言组织、表达的能力，参与小组合作与交流，体验了成功的乐趣。
【课后检测】
1、（5分）生物新陈代谢旺盛．生长迅速时，生物体内的结合水与自由水的比值 ( )
A．升高 B．下降 C．不变 D．变化与此无关
2、（5分）“朴雪”乳酸亚铁口服液可以有效地治疗人类缺铁性贫血，这是因为其中的Fe2+进入人体后能 ( )
A．调节血液的酸碱平衡 B．调节血液的渗透压
C．构成红细胞中的血红蛋白 D．促进更多红细胞的产生
3、（5分）沙漠植物的细胞中，含量最多的成分是 ( )
A．蛋白质 B．脂肪 C．核酸 D．水
4、（5分）人的红细胞必须在含有0.9%的氯化钠溶液中。医生常给脱水病人注射0.9%的生理盐水，因为红细胞在蒸馏水中会因为吸水过多而胀破；在浓盐水中会因失水过多而皱缩，从而失去输送氧气的功能。这说明 ( )
A．水分子容易进出细胞 B．无机盐离子容易进出细胞
C．细胞的特性造成的 D．无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用
5、（5分）已知Mn是许多酶的活化剂，例如能激活硝酸还原酶。缺Mn的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子 ( )
A．对维持细胞的形态和功能有重要作用 B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的酸碱平衡有重要作用 D．对调节细胞内的渗透压有重要作用
6、（5分）萌发的种子，细胞内代谢活动旺盛；干燥的种子，细胞内代谢缓慢，这说( )
A．水是细胞内代谢活动的产物 B．自由水是细胞内代谢活动的必要物质
C．水是细胞内的主要成分 D．以上三项都正确
7、（多选10分）下表分别是生物体及人体组织．器官的含水量。对表中数据分析可得出的正确结论是生物体的含水量 （ ）
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 |
人体组织、器官的含水量
组织器官 | 牙齿 | 骨骼 | 骨骼肌 | 心脏 | 血液 | 脑 |
含水量（%） | 10 | 22 | 76 | 79 | 83 | 84 |
A．构成生物体的成分中水的含量最多 B．生物体的含水量与生物体的生活环境密切相关
C．代谢旺盛的组织器官含水较多 D．组织器官的形态结构差异与水的存在形式相关
8、（多选10分）下列对无机盐的作用说法正确的是 ( )
A．是细胞主要组成成分 B．能调节生物体的新陈代谢
C．能维持生物体的生命活动 D．能维持细胞的形态和功能
9、(30分)有机化合物中具有不同的化学基团，它们对水的亲和力不同，易与水结合的基团称为亲水基团（如氨基．羧基和羟基），具有大量的亲水基团的一些蛋白质．淀粉等分子易溶于水；难与水结合的基团称为疏水基团，如脂类分子中的碳氢键，脂类分子往往有很长的碳氢键，难溶于水而聚集在一起。请回答：
（1）等量亲水性不同的两种物质分散在甲．乙两个含有等量水的容器中，如图2-4所示。容器中的自由水量甲比乙____________。
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（3）以占种子干重的比例计算，种子萌发时干燥大豆种子的吸水量比干燥花生种子吸水量 。
（4）种子入库前必须对其干燥处理，降低种子中的含水量，这是因为
① ；② 。
（5）各地规定的入库粮食的含水量标准不尽相同，其原因是 。
10、20分)分析下列事实，回答下列问题：
事实一：在正常人的血浆中，NaHCO3含量约为H2CO3含量的20倍，当血浆中的NaHCO3含量减少时，会形成酸中毒；当血浆中H2CO3含量减少时，则形成了碱中毒。
事实二：在初生蝌蚪或幼小植物体内，当自由水的比例减少时，机体代谢强度降低；当自由水的比例增大时，机体代谢强度活跃。
事实三：镁离子是植物细胞中叶绿素分子必需的组成成分，二价铁离子是血红蛋白的主要成分，碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分。
事实四：人体的某些组织的含水量虽然近似，但形态却不相同。例如：心肌含水量约为79%，呈坚韧的固态，血液含水量约82%，呈川流不息的液体。
（1）事实一表明 。
（2）你对事实二中现象的全面解释是
。
（3）事实三表明 。
（4）你对事实四中差异的正确解释为 。
参考答案：
1、B 2、C 3、D 4、D 5、B 6、B 7、ABC 8、 ACD
9、 ⑴少 ⑵花生 ⑶多
⑷①种子含水量高，呼吸作用强，种子内储藏的营养物质因分解而损失过多。
②种子含水量高，呼吸作用强，放出热量多，温度增高，种子易发芽、霉变。
⑸气候不同，特别是湿度、温度不同。
10、⑴某些无机盐有调节细胞的酸碱平衡的作用
⑵自由水是细胞内的良好溶剂，是细胞内新陈代谢中生物化学反应的介质，自由水还参与某些化学反应。
⑶无机盐是细胞内的某些复杂的化合物的重要组成成分。
⑷心肌中的水主要是结合水，血液中的水主要是自由水。