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教学课题 第5节 细胞中的无机物
所用教材 教材名称： 第 册，第 章 节，第 课时
自用参考书 《世纪金榜》—高中新课程全程学习方略（必修一•生物） 教学用具
教学目标 知识目标：
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。
了解化合物和元素与生命系统的关系。
能力目标：
通过阅读、搜索、整理、归纳生活中遇到的有关水和无机盐的信息，培养主动学习能力。
通过对获得的资料相互交流，锻炼语言表达能力，培养合作互助的能力。
情感态度、价值观目标：
认同水对生物体的重要作用。
注意经常喝水，每天补充足够的水分，养成节约用水的习惯。
认同“细胞是多种元素和化合物构成的生命系统”。
树立关注人类健康的观念。
教学重点 （1）结合水与自由水的区别。（2）水和无机盐在细胞中的作用。
教学难点 （1）结合水的概念。（2）无机盐的作用。
教学方法 启发讨论、提问、讲授、多媒体辅助教学法。
板书设计 第5节 细胞中的无机物
一、细胞中的水 （60-95%）
1、水含量的特点
2、存在形式 结合水：4.5%
自由水：95.5％
3、作用
4、自由水与结合水的关系
二、细胞中的无机盐 （1－1.5％）
1、存在形式：离子 2、含量 3、作用
三、 细胞中的元素和化合物
教学过程及内容
复习巩固
（ min） 这节课我们来学习第5节细胞中的无机物。我们先来回忆一下，组成细胞的无机化合物包括哪些呢？对，包括水和无机盐。而在细胞内含量最多的化合物是什么呢？对，是水，水是细胞内含量最多的化合物。我们生活的地球表面约3／4的部分是水，一个人在极限状况下，可坚持20d以上不进食，但是缺水不能超过1d。这些事实都说明了水的重要性。水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于海洋，而这些干燥的种子必须吸吸水才能萌发，即使是沙漠里的仙人掌，身处干旱的环境，也贮存着大量的水分。无疑水是很重要的。大家看这两张图片热带雨林和沙漠景象图，可以看出水量丰富的热带雨林，它生存着更过的植物，更多的生物种类。
新知识教学
（ min） 细胞、生物体内水的含量比较，大家仔细观察一下，会说明什么。第一个表格是细胞中各种化合物所占比例，从这些数据可以说明了一个什么样的问题呢？对，细胞中含量最多的化合物是水，这是水含量的第一个特点。接着我们来看第二个表格，水母的含水量可以达到97%，哺乳动物的含水量相对少点，为65%。这说明什么呢？对，不同种类的生物的含水量不同，这是水含量的第二个特点。一般来说水生生物的含水量大于陆生生物。那在同种生物，在不同的组织、器官中的含水量相同吗？对，也是不同，从第三个表格可以看出人体中牙齿、骨骼、骨骼肌、心肌、血液中含水量是不同，这就说明了同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同。幼儿和成人相比，幼儿身体的含水量会远远超过成人，这是幼儿的含水量为77%，成人的含水量都比幼儿的低，而成人中男性的含水量比女性高。再来看这两张图幼儿和老年人的脸部是完全不同的，人体老化的特征之一就是身体细胞含水量明显下降了。这些都说明了同种生物，在不同的生长发育期，含水量不同。
自然界中的水以三种形式存在，分别是固态、液态、气态，那么，在细胞内水是否还是以这三种形式存在呢？在细胞中水的存在形式是？对，是自由水和结合水。自由水是我们平常所说的水，是可以自由流动，以游离形式存在，占细胞内全部水的95％以上。特点：易蒸发、不受束缚、可流动。结合水是与细胞内其他物质相结合，约占细胞内全部水的4.5％。特点：不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性。大家可以想一想新鲜鸡蛋清是呈现液态胶状，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，这时的水为结合水，它只是细胞和生物体的组成成分。
血液是液态的, 心肌是坚实的，但从表面上看，两者的含水量仅相差4%，这是为什么呢？血液主要以自由水的形式存在，心肌主要以结合水的形式存在。那农民晒干葵花籽与炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？晒干葵花籽主要失去的是自由水，而炒干葵花籽主要失去的结合水。比较新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛？对，是新鲜种子。一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高。那同体积的水和同体积水的果汁放入冰箱中谁最先结冰？对，是同体积的水。根据问题（4），自由水多还是结合水多生物体的抗旱、抗寒、抗热能力强？结合水含量越高，抗性相对较强。
结合水的作用就是细胞结构的重要组成成分。自由水又有什么样的功能呢？
1、我们吃西瓜的时候之所以会觉得甜，是因为西瓜细胞里的糖类溶解于细胞中的自由水，才会感觉到甜。生物体内还有许多种物质都是溶解在这部分水中。因此自由水的第一个作用：细胞内良好的溶剂。
2、初中的时候我们学过光合作用和呼吸作用，大家回忆一下，都需不需要水的参与呢？水是光合作用的原材料，在呼吸作用以及一些有机物的合成和分解过程中都有水分子的参加，如蛋白质的脱水缩合，多糖的水解等等。因此自由水的第二个作用：参与细胞内的许多生物化学反应。如果没有水,这些重要的生物化学过程都不能进行。
3、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；自由水可以为细胞提供液体环境。
4、血液中的水主要是自由水，它可以自由流动，可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞，同时又把细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或者直接运输到体外。因此自由水的第四个作用：运输营养物质和废物。这四点就是自由水的作用。
那么自由水和结合水之间是不是截然分开的呢？它们之间可以相互转化吗？自由水与结合水在一定条件下可以相互转化。
我们知道，冬眠的动物为了使吃的食物能够维持它们度过漫长的冬天，要尽量减慢体内的生物化学反应。而我们知道，参与生物化学反应的主要是细胞中的自由水，那么大家想想，应该是哪种水向哪种水转化呢？对，是从自由水转化成结合水。冬天过后，动物苏醒了，这个时候体内的生物化学反应逐渐加快，那么这个时候又应该是什么水向什么水转化呢？对，是从结合水转化成自由水。
我们日常生活中保存种子的时候，要把种子晒干了，这就是从自由水转化成结合水，降低代谢活动，而当种子发芽的时候，就是从结合水转化成自由水，提高代谢活动。当温度降低以后也可以使自由水转化成结合水，而温度升高以后是从结合水转化成自由水。
两者的相对含量(自由水/结合水)，影响生物组织细胞的代谢速率。自由水/结合水比值高，代谢快，抗逆性减弱。自由水/结合水比值低，代谢慢，抗逆性增强。接着做一道练习题。
二、细胞中的无机盐
秋天,庄稼收获以后,秸杆往往被烧掉,像稻草烧完以后，剩余的灰烬就是什么呢？对，是无机盐。大多数无机盐在细胞中的存在形式就是离子形式。含量较多的阳离子有Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。那么无机盐在细胞中含量是多少?含量：很少，仅占1％－1.5％。上面的广告中提到了哪些无机盐？大家找一找。有碘、钙、铁。那有何作用呢？碘是构成甲状腺激素的重要成分，那么如果缺碘会导致大脖子病，脖子变得异常的粗。钙是组成人和动物的牙齿和骨骼的重要成分，儿童缺钙会得佝偻病，老年人缺钙会骨质疏松。缺铁会导致贫血。
那么为什么缺铁会导致贫血？从血红蛋白结构式中可以知道它含有铁，当缺铁时就会导致血红蛋白合成受阻，因而，缺Fe会导致缺铁性贫血。这里的铁是二价铁离子。那么植物缺镁会影响光合作用，这是为什么呢？镁是构成叶绿体中叶绿素的重要组成成分，缺镁将导致叶绿素合成障碍，而光合作用离不开叶绿素，所以缺镁会影响植物的光合作用。Fe是构成血红蛋白的成分，而镁是构成叶绿素的成分。由此，我们可以得到无机物的第一个作用：构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分。
人若在高温条件下工作，大量排汗，该怎样做？对，饮盐开水。这是为了维持细胞和生物体的水盐平衡。这是无机盐的的第二个作用。食物（蔬菜、水果）中往往含有一些碱性物质（如Na2CO3 ），人吃后体内血液的pH值会不会有较大的变化？对，是不会的。因为我们人体内有很多的无机盐组成缓冲对，可以维持人体内的酸碱平衡，所以无机盐还具有维持细胞和生物体的酸碱平衡的作用。除此之外，许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要的作用。例如，如果哺乳动物中血液中钙含量太低，那么就会出现抽搐等症状。以后大家补钙的时候也要记得补充维生素D，因为维生素D可以促进机体对钙的吸收。总的来说无机盐的作用就有这四点。可以看出虽然无机盐的含量很少，但是它的作用却是很重要的。
三、 细胞中的元素和化合物
到这里我们就把第2章学习完了，那么大家一起来填几个空。
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。
最后我们一起来做几道练习题。
巩固新知识
（ min）
布置作业
（ min）