高中生物-2019新人教版必修一第二章第二節(jié)《細(xì)胞中的無機(jī)物》教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.說出水在細(xì)胞中的存在形式和作用2.舉例說出無機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和主要作用核心素養(yǎng)1.通過水特性學(xué)習(xí)認(rèn)同結(jié)構(gòu)決定功能2.認(rèn)同物質(zhì)對(duì)生命的重要性二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)水和無機(jī)鹽在細(xì)胞中的作用。2.教學(xué)難點(diǎn)(1)結(jié)合水的概念。(2)無機(jī)鹽的作用三、教學(xué)過程導(dǎo)入：一首詩：上善若水，水利萬物而不爭(zhēng)，志高如鹽，鹽惠天下而不嚷，生命之中水鹽居重。水和無機(jī)鹽，在生命之中有怎樣重要的作用？讓我們開始今天的學(xué)習(xí)。水——生命之源（板書）水——生命之源展示學(xué)習(xí)目標(biāo)、核心素養(yǎng)（一）細(xì)胞中的水水的含量有什么特點(diǎn)？請(qǐng)分析表格，獲取信息。（1）水的含量這組數(shù)據(jù)說明細(xì)胞中含水量最多的化合物是水。（2）不同種類水含量的特點(diǎn)水母97%藻類90%魚類80%-85%青蛙74%高等植物60%-80%哺乳動(dòng)物65%這組數(shù)據(jù)說明不同種類的生物含水量不同。水生生物大于陸生生物。

（3）同一生物在生長發(fā)育的不同時(shí)期水含量的特點(diǎn)不同時(shí)期幼兒成人老年人含水量77%60%-65%<60%這組表明同一生物在生長發(fā)育的不同時(shí)期含水量也不同，幼兒時(shí)期大于成年時(shí)期。（4）人體各組織器官的含水量比較組織器官牙齒骨骼骨骼肌心臟血液含水量10%22%76%79%83%這組數(shù)據(jù)表明：在不同的組織器官中水的含量也不同。過渡：細(xì)胞中有如此多的水，水有什么作用呢？讓我們開啟智勇大闖關(guān)。2.水的作用活動(dòng)一：智勇大闖關(guān)每一關(guān)是學(xué)生熟悉的現(xiàn)象知識(shí)，通過分析說出水的作用。資料1.當(dāng)你咬開西瓜時(shí)，味道如何？有哪些物質(zhì)溶解在其中？這說明水有什么作用？結(jié)論：水是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑。資料2.回憶初中所學(xué)的知識(shí)，植物光合作用需要水的參與嗎？這又說明水有什么作用？結(jié)論：參與細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)資料3.血液由血細(xì)胞和血漿組成，離開血漿的血細(xì)胞很快就會(huì)死亡。這又說明水可以為細(xì)胞提供什么環(huán)境？結(jié)論：為細(xì)胞提供液體環(huán)境。資料4.血液含水較多，你是否能根據(jù)血液功能推斷水的功能？結(jié)論：運(yùn)送養(yǎng)料和代謝廢物。四位學(xué)生闖關(guān)成功后，師生一起歸納水的四個(gè)作用。首先，水是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑，其次，參與細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)，還可以為細(xì)胞提供液體環(huán)境，最后還有運(yùn)送養(yǎng)料和代謝廢物的作用。過渡：水為什么能承擔(dān)這么多的作用呢？這與它的分子結(jié)構(gòu)密不可分。3.水的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)請(qǐng)同學(xué)們帶著屏幕上的問題，閱讀課本二十二十一頁。（1）寫出水的分子式，標(biāo)出水中H、O的化合價(jià)。（2）從水中H、O原子帶電的角度，說明水是一種良好的溶劑？（3）從氫鍵的斷裂、形成，解釋常溫下水的存在狀態(tài)？過渡：古語說得好，紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?；顒?dòng)二：模型建構(gòu)請(qǐng)同學(xué)們利用發(fā)給大家的材料組裝水分子的結(jié)構(gòu)模型，并利用構(gòu)建的模型闡述第三個(gè)問題。（1）寫出水的分子式，標(biāo)出水中H、O的化合價(jià)。（2）從水中氫氧原子的帶電情況解釋，水為什么是良好的溶劑？水中氧稍帶負(fù)點(diǎn)荷，氫稍帶正電荷。水分子的空間結(jié)構(gòu)及電子的不對(duì)稱分布，使得水分子成為一種極性分子。帶正電荷或負(fù)電荷的分子都容易與水結(jié)合，因此水是一種良好的溶劑。為幫助學(xué)生理解，為學(xué)生提供請(qǐng)氯化鈉溶于水的示意圖帶負(fù)電荷的氧原子聚集在鈉離子周圍，帶正電荷的氫原子聚集在氯離子周圍，這樣氯化鈉就溶于水了。其它帶電荷的分子、離子也能與水結(jié)合。因此，水是良好的溶劑。過渡：水分子間的正負(fù)電吸引，使水之間可以形成了氫鍵。（3）從氫鍵的斷裂、形成，解釋常溫下水的存在狀態(tài)。小組上臺(tái)展示組裝的模型。并解釋這個(gè)問題。先給介紹一下組裝的模型。氫鍵比較弱，易被破壞，只能維持極短時(shí)間，這樣氫鍵不斷的斷裂，又不斷的形成，使水在常溫下能夠維持液體狀態(tài)。追問：如果氫鍵不形成，水是什么狀態(tài)？氣態(tài)。如果氫鍵不斷裂，水是什么狀態(tài)？固態(tài)。常溫時(shí)水是流動(dòng)的液態(tài)，使水可以發(fā)揮什么作用？比如血液中的水。運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。經(jīng)過深入的思考，我們知道水有重要的作用，都離不開它的結(jié)構(gòu)。這是我們生物學(xué)中一個(gè)重要的生命觀念：結(jié)構(gòu)決定功能。過渡：如此重要的水，在細(xì)胞中以什么形式存在呢？4.水在細(xì)胞的存在形式通過觀察三種玉米種子：鮮玉米、干玉米、爆米花。面團(tuán)讓學(xué)生對(duì)自由水、結(jié)合水有感性認(rèn)識(shí)。得出自由水概念：以游離形式存在，可以自由流動(dòng)的水結(jié)合水概念：與其他物質(zhì)相結(jié)合，不能自由流動(dòng)的水接著再研究這三種玉米種子。分析水的存在形式與代謝，抗逆性的關(guān)系。結(jié)論：自由水比例越高，代謝越旺盛。結(jié)合水抗逆性越強(qiáng)。過渡：如果將爆米花燃燒，灰燼中是什么？無機(jī)鹽。（二）細(xì)胞中的無機(jī)鹽1.無機(jī)鹽的存在形式：主要是離子形式。2.含量（停頓）：很少3.作用活動(dòng)三：學(xué)以致用閱讀課本P22資料,解釋下列廣告詞、諺語蘊(yùn)含的科學(xué)道理，總結(jié)無機(jī)鹽的作用。廣告詞：補(bǔ)鐵、補(bǔ)血，效果好！補(bǔ)血口服液！諺語：莊稼一枝花，全靠肥當(dāng)家！廣告詞：骨質(zhì)疏松、腿抽筋，得補(bǔ)鈣！結(jié)論：（1）無機(jī)鹽細(xì)胞內(nèi)化合物的重要組成成分。（2）無機(jī)鹽維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)。分析資料：在正常人的血漿中NaHCO3的含量約為H2CO3含量的20倍。當(dāng)血漿中NaHCO3含量減少時(shí)，會(huì)形成酸中毒，當(dāng)血漿中H2CO3減少時(shí)，則形成堿中毒。結(jié)論：無機(jī)鹽可以維持細(xì)胞的酸堿平衡。四、構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)水的含量、作用、特性、存在形式、與代謝的關(guān)系。細(xì)胞中無機(jī)鹽的存在形式、含量、作用。五、當(dāng)堂檢測(cè)1.現(xiàn)有含水量：①10%，②12%，③14%，④16%的小麥。分別貯藏于條件相同的四個(gè)糧倉中，在貯藏過程中有機(jī)物損耗最少的是（）A．①B．②C．③D．④2.無機(jī)物在細(xì)胞的正常代謝中發(fā)揮著重要作用。請(qǐng)分析回答下列問題：（1）水的存在形式有自由水和結(jié)合水兩種，自由水和結(jié)合水在一定情況下可以相互轉(zhuǎn)換。結(jié)合水與自由水的比值_____（較高/較低）時(shí)，細(xì)胞的新陳代謝較強(qiáng)。（2）無機(jī)鹽在機(jī)體中絕大多數(shù)以_____形式存在，種子在曬干的過程中無機(jī)鹽的相對(duì)含量將會(huì)______（填“升高”或“降低”或“不變”）。人體血液中Fe2+的含量過低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致_____。結(jié)束語：這節(jié)課所有同學(xué)都表現(xiàn)積極。梁?jiǎn)⒊f，少年強(qiáng)則國強(qiáng)，每位同學(xué)都如水一樣有自己的特性，也如無機(jī)鹽一樣渺小，但我們都可以為實(shí)現(xiàn)中國夢(mèng)貢獻(xiàn)一份力量，加油！掌聲送給自己。六、板書設(shè)計(jì)細(xì)胞中的無機(jī)物一、細(xì)胞中的水二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽1.含量特點(diǎn)1.存在形式2.作用2.含量3.水的特性3.作用4.存在形式及與代謝關(guān)系學(xué)情分析本節(jié)課的難點(diǎn)是明確結(jié)合水的概念。學(xué)生對(duì)水的認(rèn)識(shí)多半來自自由水，而對(duì)于結(jié)合水不太了解。另外由于學(xué)生對(duì)原子間共用電子對(duì)、極性分子等化學(xué)知識(shí)未學(xué)習(xí)，因此較難理解水的特性，水為什么能成為細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑？為什么具有支持生命的獨(dú)特性質(zhì)。效果分析本節(jié)主要內(nèi)容是掌握水和無機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式，以及各自的功能這部分內(nèi)容相對(duì)比較簡(jiǎn)單。2019版新教材中為讓學(xué)生深刻地理解水為什么是良好的溶劑，以楷體字的形式增加了水特性的介紹以使學(xué)生初步感知結(jié)構(gòu)決定功能的生命觀念。因此。為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)生物核心素養(yǎng)。在水的作用學(xué)習(xí)時(shí)設(shè)置了“智勇大闖關(guān)”環(huán)節(jié)。這樣讓學(xué)生通過對(duì)生活中一些熟悉的現(xiàn)象或知識(shí)的分析，得出水具有的作用。這讓學(xué)生覺得有挑戰(zhàn)性，對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)也不感覺枯燥，為了幫助同學(xué)們更好地理解水的特性，設(shè)計(jì)“模型建構(gòu)”環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自己動(dòng)手組裝水分子的模型，并解釋水的特性。使本節(jié)難點(diǎn)加以突破。在無機(jī)鹽的作用學(xué)習(xí)中，我將耳熟能詳?shù)膹V告詞、諺語引入本節(jié)，比如。腰酸背痛腿抽筋兒，得補(bǔ)鈣！莊稼一枝花，全靠肥當(dāng)家！這不僅可以讓學(xué)生對(duì)知識(shí)有所了解，并且大大提高學(xué)生對(duì)生物課程的興趣。教材分析《細(xì)胞中的無機(jī)物》是2019年人教版高中生物必修一第二章《組成細(xì)胞的分子》第二節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)主要學(xué)習(xí)水和無機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和作用，認(rèn)同物質(zhì)對(duì)生命的重要作用。第一節(jié)介紹了構(gòu)成細(xì)胞的元素和化合物有哪些。但這些元素化合物具有什么作用，并沒有展開說明。因此，本節(jié)課是第一節(jié)的深化。要認(rèn)識(shí)細(xì)胞這個(gè)基本的生命系統(tǒng)。首先需要分析生命系統(tǒng)的物質(zhì)成分及其具備的特性。因此本節(jié)課中對(duì)水能夠成為良好溶劑的解釋，體現(xiàn)水分子的特性與水分子的結(jié)構(gòu)有密切聯(lián)系，滲透結(jié)構(gòu)與功能觀。使學(xué)生能認(rèn)同生命系統(tǒng)是由物質(zhì)構(gòu)成的，也認(rèn)同水、無機(jī)鹽的重要作用。因此本節(jié)課也是進(jìn)行生物核心素養(yǎng)教育的好時(shí)機(jī)。本節(jié)教材包括細(xì)胞中的水和細(xì)胞中的無機(jī)鹽兩部分。在問題探討中創(chuàng)設(shè)了學(xué)生熟悉的生活場(chǎng)景，即提供某種運(yùn)動(dòng)員飲料的化學(xué)成分表。讓學(xué)生討論關(guān)于水和無機(jī)鹽在細(xì)胞中的作用。由此引出本節(jié)課要學(xué)習(xí)的兩部分知識(shí)。關(guān)于水先介紹了講了水的含量特點(diǎn)、作用。水對(duì)于生命的重要性不言而喻。但為什么水的作用如此重要？學(xué)生缺乏該方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。因此，新教材中增加了楷體字內(nèi)容關(guān)于水分子的空間結(jié)構(gòu)和氫鍵等知識(shí)。讓學(xué)生更深入的了解水的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和功能之間的關(guān)系，有助于學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)和功能的相適應(yīng)的觀點(diǎn)來認(rèn)識(shí)事物。接著是自由水和結(jié)合水的概念。教材給出定義后。又具體介紹事例來解釋這兩種形式水所具有的作用特點(diǎn)及相互關(guān)系。第二部分內(nèi)容，教材直接介紹了無機(jī)鹽的存在形式、含量。但學(xué)生直接概括出無機(jī)鹽的作用難度較大，因此教材通過“思考與討論”，引發(fā)學(xué)生思考。又在正文中給出了多種元素的作用。這都可以幫助學(xué)生概括無機(jī)鹽的主要作用。評(píng)測(cè)練習(xí)1．水分和無機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)兩類無機(jī)化合物。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．水生植物抗能力較差，其原因之一是細(xì)胞中自由水的相對(duì)含量較高B．代謝旺盛的細(xì)胞內(nèi)自由水含量較高，自由水可參與某些生化反應(yīng)C．土壤中缺鎂會(huì)導(dǎo)致小麥葉片發(fā)黃，缺磷不影響小麥生長D．長時(shí)間高溫作業(yè)的人需及時(shí)補(bǔ)充淡鹽水，以維持內(nèi)環(huán)境的水鹽平衡【答案】C【解析】細(xì)胞中的水分為自由水和結(jié)合水。自由水與結(jié)合水的比值偏高時(shí)，細(xì)胞代謝旺盛；自由水與結(jié)合水的比值偏低時(shí)，細(xì)胞代謝緩慢。細(xì)胞內(nèi)的無機(jī)鹽主要以離子的形式存在，有些無機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的組成成分，如鐵是血紅蛋白的組成成分，鎂是葉綠素的組成成分；許多無機(jī)鹽對(duì)于維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)具有重要作用，有的無機(jī)鹽還參與維持細(xì)胞酸堿平衡和滲透壓。2．關(guān)于水能成為良好溶劑及具有支持生命的獨(dú)特性質(zhì)的原因的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A．水分子是極性分子，易與帶正電荷或負(fù)電荷的分子結(jié)合，因此水是良好的溶劑B．水分子之間易形成氫鍵，氫鍵易斷裂和形成，使水在常溫下呈液體狀態(tài)，具有流動(dòng)性C．自由水和結(jié)合水都能參與化學(xué)反應(yīng)D．氫鍵的存在，有利于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定【答案】C【解析】細(xì)胞中水的存在形式有自由水和結(jié)合水，其中細(xì)胞中絕大部分以自由水形式存在的，是細(xì)胞中可以自由流動(dòng)的水。其主要功能：

（1）細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑；

（2）細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)需要水的參與；

（3）多細(xì)胞生物體的絕大部分細(xì)胞必須浸潤在以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境中；

（4）運(yùn)送營養(yǎng)物質(zhì)和新陳代謝中產(chǎn)生的廢物。

結(jié)合水是細(xì)胞的重要組成成分，自由水與結(jié)合水的關(guān)系：自由水和結(jié)合水可相互轉(zhuǎn)化細(xì)胞含水量與代謝的關(guān)系：代謝活動(dòng)旺盛，細(xì)胞內(nèi)自由水水含量高；代謝活動(dòng)下降，細(xì)胞中結(jié)合水水含量高，結(jié)合水的比例上升時(shí)，植物的抗逆性增強(qiáng)，細(xì)胞代謝速率降低。3．下列關(guān)于細(xì)胞中無機(jī)化合物的敘述，正確的是（）A．自由水是生化反應(yīng)的介質(zhì)，不直接參與生化反應(yīng)B．結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，主要存在于液泡中C．無機(jī)鹽參與維持細(xì)胞的酸堿平衡，不參與有機(jī)物的合成D．無機(jī)鹽多以離子形式存在，對(duì)維持生命活動(dòng)有重要作用【答案】D【解析】水在細(xì)胞中以兩種形式存在：一部分水與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，為結(jié)合水；絕大部分以游離的形式存在，可以流動(dòng)，為自由水，參與細(xì)胞中各種代謝活動(dòng)。細(xì)胞中的無機(jī)鹽含量比較少，但具有重要的生理功能，如很多無機(jī)鹽與蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合成復(fù)雜的化合物，參與細(xì)胞中各種生命活動(dòng)，當(dāng)某些無機(jī)鹽含量過多或過少時(shí)，生物體可能出現(xiàn)相應(yīng)病癥。4．已知Mn2+是許多酶的活化劑，如它能激活硝酸還原酶，缺Mn2+的植物無法利用硝酸鹽。這說明無機(jī)鹽離子A．對(duì)維持細(xì)胞形態(tài)和功能有重要作用 B．對(duì)維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用C．對(duì)維持細(xì)胞酸堿平衡有重要作用 D．對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓有重要作用【答案】B【解析】無機(jī)鹽離子的作用有：（1）維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)；（2）維持細(xì)胞的酸堿平衡；（3）維持細(xì)胞的滲透壓，維持細(xì)胞的形態(tài)和功能；5．冬小麥一般在9月中下旬至10月上旬播種，翌年5月底至6月中下旬成熟。在冬季來臨過程中，隨著氣溫的逐漸降低，冬小麥體內(nèi)會(huì)發(fā)生一系列適應(yīng)低溫的生理變化，抗寒能力逐漸增強(qiáng)。翌年，農(nóng)民在儲(chǔ)存小麥種子前，需將剛收獲的小麥種子曬干后，才收進(jìn)糧倉存放。請(qǐng)回答下列有關(guān)問題：（1）活細(xì)胞中含量最多的化合物是_________，在細(xì)胞中的存在形式是_________。（2）冬小麥在冬天來臨前，_________的比例會(huì)逐漸降低，而_________的比例會(huì)逐漸上升，原因是_________。（3）農(nóng)民曬種時(shí)小麥種子失去的主要是以_________的形式存在于細(xì)胞中的水，當(dāng)把種子曬干后放在試管中點(diǎn)燃，直至燃成灰燼，此過程中失去的水分主要是____________，灰燼是_________。（4）儲(chǔ)存小麥種子前，如果暴曬的時(shí)間不夠長，在糧倉中儲(chǔ)