《细胞中的无机物》教学设计
教学目标 1.知识与技能
(1)说出水在细胞中的存在形式和作用。
(2)说出无机物在细胞中的存在形式和主要作用。 2.过程与方法
(1)尝试进行自主个性化的学习。
(2)运用互联网、图书、杂志进行资料的收集和整理。 (3)尝试将你所获得的信息表达出来。 (4)尝试进行科普写作。
3.情感态度与价值观 (1)参与小组合作与交流。 (2)体验与你的同学分享通过自己的努力所获得的知识。 (3)认同“细胞是多种元素和化合物构成的生命系统”。 教学重难点
重点:水和无机盐在细胞中的存在形式和作用。 难点:水的存在形式,结合水与自由水的区别。 教学过程 【导入】导入 1.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20 d以上不进食,但是缺水不能超过1 d;地球表面约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?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。 【讲授】讲授 ks5u师生互动] (一)细胞中的水 1.水在生物体中的含量
对绝大多数生物来说,没有水就不能存活。地球上如果没有水,也就没有生命。最早
的生命也是在水中诞生的。水在细胞中含量是最多的。在不同种类的生物体中,水的含量差别较大,生物体中水的含量为60%~95%。如,幼嫩植物体中水的含量约为70%,动物体中水的含量约为80%左右。
一般来说,①水生生物的含水量大于陆生生物的含水量,例如,水母的身体里水的含量竟约为97%(显示水母的图片)。②幼年生物的含水量要大于老年生物的含水量(显示幼儿与老人的图片),所以人体老化的特征之一是身体细胞含水量的下降。③同一生物在生长发育的不同时期,含水量也是不相同的。在不同的组织、器官中,水的含量也不相同。例如,血液含水83%、肌肉含水76%、骨骼含水约25%、牙含水10%、唾液含水99.5%、脂肪组织含水20%左右,因此成人中肌肉发达而体型消瘦的人其水分所占比例高于体脂多的胖体型者。
水在生物体的含量这么高,我们平时似乎并不觉得,那水是以怎样的形式存在于生物体内的呢?
2.水在细胞中的存在形式
水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质相结合,叫做结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分,大约占细胞内全部水分的4.5%。细胞中绝大部分的水以游离的形式存在,可以自由流动,叫做自由水。
自由水大家是好理解的,它是可以流动,可以蒸发,可以离析的水分子,那么结合水具体是怎么回事呢?
结合水是在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质以氢键的形式相结合形成水胶体(亲水力蛋白质强于淀粉,淀粉强于纤维素),失去流动性,含量比较稳定,不易散失。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(如人的心肌含水79%),仍呈现坚韧的形态。
图2-5-1 氨基、羧基、羟基等均可与水结合,成为结合水 下面我们通过几道习题来区分两者: (1)下列属于结合水的是
A.血液中的水 B.细胞液中的水
C.干种子细胞中的水 D.蒸腾作用散失的水 答案:C
(2)心肌的含水量为79%而呈坚韧的形态,血液的含水量为82%则是流动的液态,对这
两种形态差异正确的解释是:(心肌中的是结合水,而血液中的是自由水)
自由水和结合水在一定条件下可以相互转化,当生命活动旺盛时,结合水向自由水转化,反之,当生命活动缓慢时,自由水向结合水转化。自由水含量少时生命活动缓慢,有利于保存,例如:种子要晒干来保存。反之为了使种子萌发,要先将种子浸泡在水中一段时间,让种子吸水,增加自由水的含量。 (3)下列结合水相对含量比较多的是
A.休眠的大豆子叶细胞 B.休眠的玉米胚乳细胞
C.洋葱的分生细胞 D.成熟西瓜的果肉细胞
自由水多代谢旺盛,显然C、D可以排除,休眠的细胞自由水少,代谢很弱,结合水是指与细胞内的亲水物质相结合的水,纤维素、淀粉、蛋白质,都是亲水物质,亲水力蛋白质强于淀粉,淀粉强于纤维素。大豆子叶细胞中蛋白质含量相对比较高,玉米的胚乳,淀粉含量相当高,因为蛋白质的亲水能力强于淀粉的亲水能力,所以休眠的大豆子叶细胞中,结合水的含量相对比较高,所以答案应该是A。 3.水的重要作用
水在生物体中的含量最多,自然也有其重要的意义:水是生命起源的先决条件,没有水就没有生命。世界上最早的生命就是在逐渐冷却的海洋里由蛋白质和其他化合物产生出来的。植物也起源于水中,后来其中的一部分才逐渐进化为陆生植物。植物的一切正常生命活动都必须在细胞含有一定的水分状况下才能进行。天然植被的分布主要受供水情况所控制。农作物产量对供水的依赖性也往往超过了任何其他因素。“有收无收在于水”和“水利是农业的命脉”的道理就在这里。
(1)自由水是细胞内生化反应的良好溶剂:水分子具有极性,是自然界中能溶解物质最多的良好溶剂。(水的介电常数是溶液中最高的,这就意味着按单位容计算,没有任何溶剂能比水溶解更多的种类和数量的溶质,所以水成为最理想的生物溶剂)动植物体内的各种生理生化过程,如矿质元素的吸收、运输,气体交换,光合产物的合成、转化和运输以及信号物质的传导等都需以水作为介质。
(2)运输营养和废物:水在生物体内的流动(如血液),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。
(3)结合水是组成细胞的成分:结合水通过氢键与蛋白质或多糖结合,成为细胞成分的一部分。
人教版高一生物必修一教学设计：2.5《细胞中的无机物》Word版含答案
