“细胞中的无机物”教学设计

摘 要： 本设计以人教版高中生物学新教材“细胞中的无机物”一节为例。在设计中主要采用了展示资料与提出问题相结合，教师讲述与学生讨论相结合等多种学习方式。注重知识与生活的紧密联系，从而提高学生的学习兴趣和解决问题的能力。

关键词： 高中生物学 教学设计 “细胞中的无机物”

一、教材分析

本节是人民教育出版社出版的《普通高中课程标准实验教科书•生物必修1》教材中第二章《组成细胞的分子》第5节《细胞中的无机物》的内容。

二、学情分析

学生在初中已学习过有关水和无机盐的实例，结合生活中的某些实例，学生对水和无机盐的含量及作用都有较感性的认识，但需要老师指导纠正并完善认识；同时学生对水和无机盐在细胞的各项生命活动中的作用并未从感性认识上升到理性认识，对于水和无机盐在细胞中的具体存在形式没有较明确的概念，较难理解。教师要从生活中的实例出发，使学生产生充分的感性认识，再加以引导，使学生建立理性认识。

三、教学目标和教学重难点

（一）知识目标

1.知道水在细胞中的存在形式及含量。

2.举例说出水的生理功能。

3.说出无机盐在细胞中的存在形式。

4.举例说出无机盐在细胞中的主要作用。

（二）技能目标

1.对运动饮料成分的调查及分析，体验探究活动及小组合作学习。

2.阅读、收集、整理生活中有关水的信息、与无机盐相关的广告语等信息，获得自主学习、收集信息并分析整合信息的能力。

3.分析细胞中水的含量，逐渐培养学生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。

（三）情感价值观目标

1.让学生认识到水对生物体的重要作用；

2.注意经常喝水，每天补充足够的水分，养成节约用水的习惯。

（四）教学重难点及课时安排

水和无机盐在细胞中的作用。

课时安排：2课时。

四、教学方法

自主探究法、讲授法、问题教学法、资料收集展示法、计算机辅助教学法、讨论式教学。

五、教学过程

课前准备：将学生分成若干小组，每一个小组的任务是尽可能多地收集有关各种饮料的标签，并记录各种化学成分的质量浓度，每一个小组成员相互协作，共同完成。

导入：在学生收集资料的基础上给大家看两个拍摄的运动饮料告。看完广告后，结合学生自己收集的有关运动饮料的资料，分析饮料中的化学成分并回答问题：运动饮料为什么能解渴？

教师总结：糖类物质是为了让运动员及时补充能量，而柠檬酸和柠檬香精主要是起到了调味的作用。无机盐可以补充人体失掉的无机盐离子。所以解口渴是指补充水分，而解体渴是指补充人体内的能源物质，以及一些无机盐离子。水和无机盐都属于无机物，这也是今天所要学习的内容。

（一）细胞中的水

1.水含量的几个特征

（1）展示表1，让学生讨论，分析表1有哪些特点。

教师归纳总结：细胞中水含量可以达到85％―90％，是所有化合物中含量最高的。这是水含量的第一个特征。

（2）展示表2，让学生讨论，分析表2有哪些特点。

教师归纳总结：水母的水含量可以达到97%，陆生的哺乳动物的含水量相对少点，但是也可以达到65%。不同生物体内水的含量是不同的。这是水含量的第二个特征。

（3）展示表3，让学生讨论，分析表3有哪些特点。

教师归纳总结：年年岁岁花相似，岁岁年年人不同。人老了脸上就会皱巴巴的，同学们知道这是为什么吗？最主要的原因就是细胞的含水量变少了。水的这个特征可以归纳为水在生物不同发育时期含量不同。

（4）展示表4，让学生讨论，分析表4有哪些特点。

教师归纳总结：血液中水的含量可以达到83%，而牙齿中水的含量则只有10％，这说明在即使同一生物体内不同组织器官中水的含量也会有所不同。

2.水的存在形式

自然界中的水以三种形式（固态、液态、汽态）存在。那么，在细胞内水是否还是以这三种形式存在呢？多媒体放映，血液在心脏里流动的动态图。心脏中血液的含水量为83%，而心脏肌肉中的含水量为79%，为什么二者含水量相差不大，形态却相差甚远呢？通过这个事例，过渡到水的存在形式：自由水和结合水进一步探讨水的存在形式，出示下列问题：①刚收获的小麦种子经晒干后，质量会减轻，在这一过程中主要减少的是什么物质？以什么形式存在？②如果将已经晒干的小麦种子加热是否会有水产生？

学生活动：思考讨论交流，然后小组汇报讨论结果。

教师活动：结合学生讨论的结果，总结出小麦种子经晒干后，质量会减轻，在这一过程中主要减少的主要是自由水，已经晒干的小麦种子加热时会产生水，而这部分水还是自由水。结合水是指在细胞内与其它物质结合在一起的水，是细胞结构的重要组成成分，在细胞中自由水和结合水会达到一种动态平衡，当失去部分自由水时，结合水会转化为自由水。

3.自由水的功能

（1）我们吃西瓜的时候之所以会觉得甜是由于西瓜细胞里面的糖类物质溶解于细胞中的自由水。生物体内还有很多物质都是溶解在水中的。因此得到自由水的第一个作用：细胞内良好的溶剂。

（2）回忆初中所学的光合作用和呼吸作用，需不需要水的参与？

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。因此得到自由水的第二个作用：参与生物化学反应。没有水，这些重要的生化过程都不能进行。

（3）大家再想想，人体血液有什么样的功能呢？

血液中的水可以自由流动，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。因此得到自由水的第三个作用：运输营养物质和废物。

4.节水教育

展示地球全貌图片，说明海洋面积占地球表面的71％，但地球上的淡水资源只占地球水资源总量的3％，在这3％的淡水中，可供直接饮用的只有0.5％。水是人类的宝贵资源，是生命之泉，没有水就没有生命，所以我们应当节约用水。

（二）细胞中的无机盐

无机盐存在形式、含量。

过渡：刚刚了解了运动饮料，我们说过解体渴是原因之一就是由于它能够补充人体内的无机盐。

无机盐在细胞中又是以什么样的形式存在的呢？大家请看课本35页倒数第二段，把黑体字部分给画出来。说明大多数无机盐以离子形式存在。

细胞中无机盐的含量是很少的，大约只占1―1.5％。这么少含量的无机盐，功能是不是也很小呢？

（1）阅读课本35《思考与讨论》

回答：为什么缺铁会导致缺铁性贫血？为什么缺镁会影响光合作用？

总结：Fe是构成血红细胞中血红蛋白的重要元素之一，缺Fe会导致血红蛋白合成受阻，因而，缺Fe会导致缺铁性贫血。

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，因而缺镁会影响植物的光合作用。得到无机盐的第一个作用：构成细胞中的化合物。

（2）健康生活来源于“碘碘”滴滴。

广告语宣传的是哪种无机盐例子啊？

评价：缺碘会导致地方性甲状腺肿大，还有可能导致智力低下个头矮小的呆小症。为了预防这种疾病，我们吃的是加碘盐。

反问：碘的摄入是不是越多越好呢？

评价：碘摄入过多会导致甲亢，甲亢患者无论吃什么东西都会觉得肚子很饿。由此我们可以得出无机盐的第二个作用：维持生物体正常的生命活动。

（3）【展示】①运动过后会大量出汗，汗水中会丧失体内的无机盐，这个时候要及时补充水分和无机盐。②急性肠胃盐患者要注射生理盐水（0.9％NaCl溶液）。

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以上两个例子说明无机盐有什么样的作用呢？

评价：是为了维持生物体内的水盐平衡。这说明无机盐有另外一个作用，就是维持水盐平衡。

（4）【展示】人体中血液的pH值恒定为7.35―7.45。这种pH恒定的现象，叫做酸碱平衡。这是由于Na、HCO等无机盐离子的作用。

这又说明无机盐有什么样的作用呢？

评价：维持酸碱平衡。这是无机盐的第四个作用。

六、课堂小结

1.细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。

2.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。

3.以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物，构成细胞生命大厦的基本框架。

4.糖类和脂肪提供了生命活动的主要能源。

5.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生理功能。

七、课后巩固

1.下面是关于细胞中水含量的叙述，其中正确的是（多选题）（ ）

A.水是人体细胞中含量最多的化合物

B.新陈代谢旺盛的植物细胞含自由水量较高

C.越冬植物的细胞内自由水含量较高

D.老年人细胞中含水量比婴儿要少

2.在细胞中的含量很少，但既是细胞结构的重要组成部分，又能维持细胞和生物体的生命活动的一类物质是（ ）

A.水 B.无机盐 C.维生素 D.核酸

3.根据水的存在形式和生理功能思考：落叶植物体内自由水/结合水的比值，冬季与夏季相比有何不同？（ ）

A.相等B.季大C.冬季大 D.不确定

4.某地区晒干的小麦种子的含水量约为14%， 此时活细胞内水分（）

A.全部为自由水

B.全部为结合水

C.主要为自由水

D.主要为结合水

5.细胞中含量最多的化合物是（ ）

A.蛋白质 B.淀粉 C.水 D.糖原

6.水在生物体的许多化学反应中充当 （ ）

A.溶剂 B.催化剂 C.载体 D.还原剂

7.下列离子中那一种不是细胞需要的？（ ）

A.Cl B.Fe C.SO D.Pb

八、板书设计（如下图）

九、教学反思

本设计注重了两条教育线路。一是逻辑思维能力的培养：在学习过程中，教师引导学生探究知识之间的逻辑关系，进而构建严密的学科知识体系；同时在探寻知识逻辑关系的过程中，营造激发学生合作解决问题的氛围，鼓励学生在学习的过程中多发现问题，自己寻求解决问题的途径，提高学生的创新思维能力。二是科学探索和创新精神培养：在学生探索的过程中，教师设置了许多具有较高思维难度的新问题，使学生不断地面临新的挑战，从而迸发出更多的能量。在解决学生提出的问题过程中，也进一步激发教师不断学习，不断积累，进一步提高了教师驾驭课堂的水平和能力。这样的设计思路，将三维目标的培养有机结合在一起，从而达到生物学课程标准的要求。

参考文献:

［1］教育部.普通高中生物课程标准［M］.北京:人民教育出版社，2003.

［2］刘恩山，汪忠.普通高中生物课程标准解读［M］.南京:江苏教育出版社，2005.

［3］刘恩山.中学生物学教学论［M］.北京:高等教育出版社，2009，7.

［4］［美］阿兰兹著.丛立新等译.学会教学［M］.上海:华东师范大学出版社，2005，12.

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