第5节细胞中的无机物——教案

1.说出水在细胞中的存在形式和作用。

2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。 二、教学重点和难点 1.教学重点

水和无机盐在细胞中的作用。 2.教学难点

（1）结合水的概念。 （2）无机盐的作用。 三、教学策略 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。

2.教学过程

水和无机盐的知识在课标中的要求都是了解层次，因此教师在课堂上更多的是让学生认识水和无机盐与生命的关系，通过列举生活中的现象、事实和学生的体验来加深学生对水在生命中的作用的认识。比如，让学生知道生命活动包括一系列的化学反应，而几乎所有的化学反应都离不开水；让学生思考我们味觉的产生必须是在舌尖有唾液浸润的情况下才能感知，若擦去舌尖的唾液，或用舌头接触一块不能溶解于水的玻璃，我们会感受不到什么味觉。这说明水作为溶剂的作用以及溶剂对于生命活动中的化学反应的重要性。细胞的代谢活动与水的多少及其自由水的含量密切相关，让学生想一想种子的库存需要条件之一就是通风干燥，想一想干种子细胞中的含水量与其生命活动的关系，学生就不难理解水在代谢中的作用了。

3.难点的处理

本节课的难点是要让学生明确结合水的概念和作用以及无机盐在细胞和生物体中的重要作用。因为学生对结合水与无机盐的作用，没有多少生活经验可以借鉴，尤其是无机盐的各种生理作用是学生比较陌生的，因此通过一些生活现象让学生有所感受后，再接受概念就比较容易。学生对水的认识多半来自“自由水”，而对于“结合水”不太了解。要让学生认识结合水可以简单介绍水分子的物理化学特性。水作为

极性分子的特性致使其容易与那些大分子结合在一起。让学生想一想新鲜鸡蛋清的液态胶状的存在形式，告诉学生这就是富有生命的状态，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，仅是细胞和生物体的组成成分。同时让学生联想臭鸡蛋是不会有这样胶体状的鸡蛋清的，因此鸡蛋臭了意味着鸡蛋已经没有生命功能了。通过这样的例子让学生体会结合水在细胞组成成分中的作用。1.

鸡蛋含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素和铁、钙、钾等人体所需要的矿物质，蛋白质为优质蛋白，对肝脏组织损伤有修复作用

四、答案和提示 （一）问题探讨

1.提示：水在细胞中的重要作用：水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与，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。水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动，都离不开水。

五、参考资料

1.水的物理化学性质与生命的关系

水是生命的源泉。活细胞中绝大多数化学反应是在水环境中进行的。水在许多生物化学反应中是一个活泼的参与者，而且是大分子（如蛋白质）性质的重要决定因素。水之所以成为生命活动中最重要的溶剂，是由它的物理化学性质所决定的，而它的物理化学性质取决于它的分子结构，即水是一个带有氢键的极性分子。

水的极性分子结构特性决定了它有许多独特的物理性质：较高的介电常数、比热、蒸发热、沸点、熔点及抗张强度等（表10）。

表10 一些常见物质的物理性质

水 乙醇 丙酮 乙酸乙酯 氯仿

水的介电常数是溶液中最高的，这就意味着按单位容积计算，没有任何溶剂能比水溶解更多种类和数量的溶质，所以水成为最理想的生物溶剂。

比热是指提高单位数量的某物质单位温度所需要的热量。水的比热在液体中排第二位（汞的比热最大），这种高比热特性意味着水的温度相对不容易发生改变，可作为热的缓冲剂，这样以水为介质的生命体系就可以维持在相对稳定的状态，使生物体少受外界温度变化的影响。

0 -114 -95 -84 -63 熔点 /℃ 沸点 /℃ 100 78 56 77 61 蒸发热 /J·g 2 257.2 852.7 522.5 426.4 246.6 -1比热 /J·g 4.184 2.429 2.207 1.919 0.945 -1熔解热 /J·g 334.4 104.1 96.1 — — -1蒸发热是指在恒定温度下，使某物质由液态转变为气态所需要的热量。水的蒸发热大，能为部分脊椎动物所利用， 以汗水的蒸发作为一种冷却机制；同样，对于植物来说也是非常重要的，植物叶片通过水分蒸发消耗过多吸收的光能，从而避免温度升高对细胞造成伤害。

氢键使水的沸点高达100 ℃，所以在正常温度下，水是液体，有利于生命活动的进行。水的熔解热最高，这样在临近结冰温度时，温度下降的趋势大大降低，从而防止了零度以下的快速降温，这对于地球气温的调节以及水生生物的生存都有十分重要的意义。

物体抵抗拉力而不被拉断的能力称为抗张强度。由于水分子间的内聚力（水分子间的氢键使水分子具有的相互吸引力），水具有很高的抗张强度，因此，水柱可以抵抗外界的拉力而不会被拉断，这种特性在植物体内水和无机盐的向上运输中发挥着重要作用；即使冰的密度低于水而能漂浮水上的现象，对水生生物的生活也很重要。

水的表面张力可以维持植物导管中水流的连续性。细胞的含水量与其生理活动是否活跃常常是密切相关的。当细胞含水量充足时其生理活动常较活跃，而当含水量降低时细胞的生命活动也会减弱。植物细胞所具有的膨压也是通过水分的平衡建立起来的。

另外，水的热传导性在非金属物质中是最好的，水的黏度是较低的，水还具有渗透作用等，这些对于生命活动来说都是至关重要的。

综上所述，水是细胞中各种生物化学反应的基本介质，是生命的源泉