教学设计

一、教学目标

学习目标

1.说出水在细胞中的存在形式和作用

2.举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用

核心素养

1.通过水特性学习认同结构决定功能

2.认同物质对生命的重要性

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、教学过程

导入：一首诗：上善若水，水利万物而不争，志高如盐，盐惠天下而不嚷，生命之中水盐居

重。

水和无机盐，在生命之中有怎样重要的作用？让我们开始今天的学习。

（板书）2.2细胞中的无机物。

展示学习目标、核心素养水——生命之

（一）细胞中的水

水的含量有什么特点？请分析表格，获取信息。

（1）水的含量

这

组

数

据

说明细胞中含水量最多的化合物是水。

（2）不同种类水含量的特点

水母97%藻类90%鱼类80%-85%

青蛙74%高等植物60%-80%哺乳动物65%

这组数据说明不同种类的生物含水量不同。水生生物大于陆生生物。

（3）同一生物在生长发育的不同时期水含量的特点

不同时期幼儿成人老年人

含水量77%60%-65%60%

这组表明同一生物在生长发育的不同时期含水量也不同，幼儿时期大于成年时期。

（4）人体各组织器官的含水量比较

组织器官牙齿骨骼骨骼肌心脏血液

含水量10%22%76%79%83%

这组数据表明：在不同的组织器官中水的含量也不同。

过渡：细胞中有如此多的水，水有什么作用呢？让我们开启智勇大闯关。

2.水的作用

活动一：智勇大闯关

每一关是学生熟悉的现象知识，通过分析说出水的作用。

资料1.当你咬开西瓜时，味道如何？有哪些物质溶解在其中？这说明水有什么作用？

结论：水是细胞内良好的溶剂。

资料2.回忆初中所学的知识，植物光合作用需要水的参与吗？这又说明水有什么作用？

结论：参与细胞内的生物化学反应

资料3.血液由血细胞和血浆组成，离开血浆的血细胞很快就会死亡。这又说明水可以为细胞

提供什么环境？

结论：为细胞提供液体环境。

资料4.血液含水较多，你是否能根据血液功能推断水的功能？

结论：运送养料和代谢废物。

四位学生闯关成功后，师生一起归纳水的四个作用。首先，水是细胞内良好的溶剂，其次，

参与细胞内的生物化学反应，还可以为细胞提供液体环境，最后还有运送养料和代谢废物的

作用。

过渡：水为什么能承担这么多的作用呢？这与它的分子结构密不可分。

3.水的结构特点

请同学们带着屏幕上的问题，阅读课本二十二十一页。

（1）写出水的分子式，标出水中H、O的化合价。

（2）从水中H、O原子带电的角度，说明水是一种良好的溶剂？

（3）从氢键的断裂、形成，解释常温下水的存在状态？

过渡：古语说得好，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

活动二：模型建构

请同学们利用发给大家的材料组装水分子的结构模型，并利用构建的模型阐述第三个问题。

（1）写出水的分子式，标出水中H、O的化合价。

（2）从水中氢氧原子的带电情况解释，水为什么是良好的溶剂？

水中氧稍带负点荷，氢稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成

为一种极性分子。带正电荷或负电荷的分子都容易与水结合，因此水是一种良好的溶剂。

为帮助学生理解，为学生提供请氯化钠溶于水的示意图

带负电荷的氧原子聚集在钠离子周围，带正电荷的氢原子聚集在氯离子周围，这样氯化钠就

溶于水了。其它带电荷的分子、离子也能与水结合。因此，水是良好的溶剂。

过渡：水分子间的正负电吸引，使水之间可以形成了氢键。

（3）从氢键的断裂、形成，解释常温下水的存在状态。

小组上台展示组装的模型。并解释这个问题。先给介绍一下组装的模型。氢键比较弱，易被

破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断的断裂，又不断的形成，使水在常温下能够维持液

体状态。

追问：如果氢键不形成，水是什么状态？气态。如果氢键不断裂，水是什么状态？固态。常

温时水是流动的液态，使水可以发挥什么作用？比如血液中的水。运输营养物质和代谢废物。

经过深入的思考，我们知道水有重要的作用，都离不开它的结构。这是我们生物学中一个重

要的生命观念：结构决定功能。

过渡：如此重要的水，在细胞中以什么形式存在呢？

4.水在细胞的存在形式

通过观察三种玉米种子：鲜玉米、干玉米、爆米花。面团让学生对自由水、结合水有感性认

识。得出

自由水概念：以游离形式存在，可以自由流动的水

结合水概念：与其他物质相结合，不能自由流动的水

接着再研究这三种玉米种子。分析水的存在形式与代谢，抗逆性的关系。

结论：自由水比例越高，代谢越旺盛。结合水抗逆性越强。

过渡：如果将爆米花燃烧，灰烬中是什么？无机盐。

（二）细胞中的无机盐

1.无机盐的存在形式：主要是离子形式。

2.含量（停顿）：很少

3.作用

活动三：学以致用

阅读课本P22资料,解释下列广告词、谚语蕴含的科学道理，总结无机盐的作用。

广告词：补铁、补血，效果好！补血口服液！

谚语：庄稼一枝花，全靠肥当家！

广告词：骨质疏松、腿抽筋，得补钙！

结论：（1）无机盐细胞内化合物的重要组成成分。

（2）无机盐维持细胞和生物体的生命活动。

分析资料：在正常人的血浆中NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中NaHCO3

含量减少时，会形成酸中毒，当血浆中H2CO3减少时，则形成碱中毒。

结论：无机盐可以维持细胞的酸碱平衡。

四、构建知识网络

水的含量、作用、特性、存在形式、与代谢的关系。细胞中无机盐的存在形式、含量、作用。

五、当堂检测

1.现有含水量：①10%，②12%，③14%，④16%的小麦。分别贮藏于条件相同的四个粮仓中，

在贮藏过程中有机物损耗最少的是（）

A．①B．②C．③D．④

2.无机物在细胞的正常代谢中发挥着重要作用。请分析回答下列问题：

（1）水的存在形式有自由水和结合水两种，自由水和结合水在一定情况下可以相互转换。

结合水与自由水的比值_____（较高/较低）时，细胞的新陈代谢较强。

（2）无机盐在机体中绝大多数以_____形式存在，种子在晒干的过程中无机盐的相对含量将

会______（填“升高”或“降低”或“不变”）。人体血液中Fe2+的含量过低时，会导致_____。

结束语：这节课所有同学都表现积极。梁启超说，少年强则国强，每位同学都如水一样有自

己的特性，也如无机盐一样渺小，但我们都可以为实现中国梦贡献一份力量，加油！掌声送

给自己。

六、板书设计

细胞中的无机物

一、细胞中的水二、细胞中的无机盐

1.含量特点1.存在形式

2.作用2.含量

3.水的特性3.作用

4.存在形式

及与代谢关系

学情分析

本节课的难点是明确结合水的概念。学生对水的认识多半来自自由水，而对于结合水不

太了解。另外由于学生对原子间共用电子对、极性分子等化学知识未学习，因此较难理解水

的特性，水为什么能成为细胞内良好的溶剂？为什么具有支持生命的独特性质。

效果分析

本节主要内容是掌握水和无机盐在细胞中的存在形式，以及各自的功能这部分内容相对

比较简单。2019版新教材中为让学生深刻地理解水为什么是良好的溶剂，以楷体字的形式

增加了水特性的介绍以使学生初步感知结构决定功能的生命观念。因此。为了达到教学目标，

培养生物核心素养。在水的作用学习时设置了“智勇大闯关”环节。这样让学生通过对生活

中一些熟悉的现象或知识的分析，得出水具有的作用。这让学生觉得有挑战性，对知识的学

习也不感觉枯燥，为了帮助同学们更好地理解水的特性，设计“模型建构”环节，让学生自

己动手组装水分子的模型，并解释水的特性。使本节难点加以突破。

在无机盐的作用学习中，我将耳熟能详的广告词、谚语引入本节，比如。腰酸背痛腿抽

筋儿，得补钙！庄稼一枝花，全靠肥当家！这不仅可以让学生对知识有所了解，并且大大提

高学生对生物课程的兴趣。

教材分析

《细胞中的无机物》是2019年人教版高中生物必修一第二章《组成细胞的分子》第二

节的内容。本节主要学习水和无机盐在细胞中的存在形式和作用，认同物质对生命的重要作

用。第一节介绍了构成细胞的元素和化合物有哪些。但这些元素化合物具有什么作用，并没

有展开说明。因此，本节课是第一节的深化。

要认识细胞这个基本的生命系统。首先需要分析生命系统的物质成分及其具备的特性。

因此本节课中对水能够成为良好溶剂的解释，体现水分子的特性与水分子的结构有密切联系，

渗透结构与功能观。使学生能认同生命系统是由物质构成的，也认同水、无机盐的重要作用。

因此本节课也是进行生物核心素养教育的好时机。

本节教材包括细胞中的水和细胞中的无机盐两部分。在问题探讨中创设了学生熟悉的生

活场景，即提供某种运动员饮料的化学成分表。让学生讨论关于水和无机盐在细胞中的作用。

由此引出本节课要学习的两部分知识。

关于水先介绍了讲了水的含量特点、作用。水对于生命的重要性不言而喻。但为什么水

的作用如此重要？学生缺乏该方面的知识和经验。因此，新教材中增加了楷体字内容关于水

分子的空间结构和氢键等知识。让学生更深入的了解水的结构性质和功能之间的关系，有助

于学生运用结构和功能的相适应的观点来认识事物。接着是自由水和结合水的概念。教材给

出定义后。又具体介绍事例来解释这两种形式水所具有的作用特点及相互关系。

第二部分内容，教材直接介绍了无机盐的存在形式、含量。但学生直接概括出无机盐的

作用难度较大，因此教材通过“思考与讨论”，引发学生思考。又在正文中给出了多种元素

的作用。这都可以帮助学生概括无机盐的主要作用。

评测练习

1．水分和无机盐是细胞内两类无机化合物。下列相关叙述错误的是（）

A．水生植物抗能力较差，其原因之一是细胞中自由水的相对含量较高

B．代谢旺盛的细胞内自由水含量较高，自由水可参与某些生化反应

C．土壤中缺镁会导致小麦叶片发黄，缺磷不影响小麦生长

D．长时间高温作业的人需及时补充淡盐水，以维持内环境的水盐平衡

【答案】C

【解析】

细胞中的水分为自由水和结合水。自由水与结合水的比值偏高时，细胞代谢旺盛；自由水与

结合水的比值偏低时，细胞代谢缓慢。细胞内的无机盐主要以离子的形式存在，有些无机盐

是细胞内某些复杂化合物的组成成分，如铁是血红蛋白的组成成分，镁是叶绿素的组成成分；

许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有的无机盐还参与维持细胞酸

碱平衡和渗透压。

2．关于水能成为良好溶剂及具有支持生命的独特性质的原因的叙述中，错误的是（）

A．水分子是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子结合，因此水是良好的溶剂

B．水分子之间易形成氢键，氢键易断裂和形成，使水在常温下呈液体状态，具有流动性

C．自由水和结合水都能参与化学反应

D．氢键的存在，有利于维持生命系统的稳定

【答案】C

【解析】

细胞中水的存在形式有自由水和结合水，其中细胞中绝大部分以自由水形式存在的，是细胞

中可以自由流动的水。其主要功能：

（1）细胞内的良好溶剂；

（2）细胞内的生化反应需要水的参与；

（3）多细胞生物体的绝大部分细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中；

（4）运送营养物质和新陈代谢中产生的废物。

结合水是细胞的重要组成成分，自由水与结合水的关系：自由水和结合水可相互转化细胞含

水量与代谢的关系：代谢活动旺盛，细胞内自由水水含量高；代谢活动下降，细胞中结合水

水含量高，结合水的比例上升时，植物的抗逆性增强，细胞代谢速率降低。

3．下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是（）

A．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应

B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中

C．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成

D．无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用

【答案】D

【解析】

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，为结合水；绝大部分以

游离的形式存在，可以流动，为自由水，参与细胞中各种代谢活动。

细胞中的无机盐含量比较少，但具有重要的生理功能，如很多无机盐与蛋白质等物质结合成

复杂的化合物，参与细胞中各种生命活动，当某些无机盐含量过多或过少时，生物体可能出

现相应病症。

4．已知Mn2+是许多酶的活化剂，如它能激活硝酸还原酶，缺Mn2+的植物无法利用硝酸盐。

这说明无机盐离子

A．对维持细胞形态和功能有重要作用B．对维持生物体的生命活动有重要作用

C．对维持细胞酸碱平衡有重要作用D．对调节细胞渗透压有重要作用

【答案】B

【解析】

无机盐离子的作用有：

（1）维持细胞和生物体的生命活动；

（2）维持细胞的酸碱平衡；

（3）维持细胞的渗透压，维持细胞的形态和功能；

5．冬小麦一般在9月中下旬至10月上旬播种，翌年5月底至6月中下旬成熟。在冬季来临

过程中，随着气温的逐渐降低，冬小麦体内会发生一系列适应低温的生理变化，抗寒能力逐

渐增强。翌年，农民在储存小麦种子前，需将刚收获的小麦种子晒干后，才收进粮仓存放。

请回答下列有关问题：

（1）活细胞中含量最多的化合物是_________，在细胞中的存在形式是_________。

（2）冬小麦在冬天来临前，_________的比例会逐渐降低，而_________的比例会逐渐上升，

原因是_________。

（3）农民晒种时小麦种子失去的主要是以_________的形式存在于细胞中的水，当把种子晒

干后放在试管中点燃，直至燃成灰烬，此过程中失去的水分主要是____________，灰烬是

_________。

（4）储存小麦种子前，如果暴晒的时间不够长，在粮仓中储存时小麦会产热导致霉烂。通

过上述事实可以看出，细胞的代谢强弱与细胞的_________有密切联系。

【答案】水自由水和结合水自由水结合水避免气温下降时自由水过多导致

结冰而损害自身自由水结合水无机盐自由水含量（或自由水与结合水的比

值）

【解析】

水是活细胞中含量最多的化合物，其在细胞内的存在形式有结合水与自由水；蛋白质是细胞

中含量最多的有机物。

课后反思

1.本节课设置了“智勇大闯关”“模型建构”“学以致用”三个环节，使得课本知识学习

时间较长。构建知识网络。是较快进行的。没有让其他学生对到黑板上构建框架的同学再补

充完善。因此在时间的安排上还需要加强。比如前面的三个环节变得更紧凑一些！

2.独立总结问题的能力在语言的简洁性上还需要加强

3.学生讲解后，可以让其他学生提问补充，以增加学生的参与度。

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。作为一名教师，我会不断的提高自身的教学基本功。

让自己成为一名优秀的人民教师。

课标分析

本节内容是在第一章学习了细胞是最基本的生命系统，以及第二章第一节组成细胞的元

素和化合物等知识的基础上进行的。是第一节细胞中的元素和化合物内容的延续和发展。也

为后面细胞的物质输入和输出，内环境稳态的维持，奠定了基础。教学要让学生在解决问题

的过程中。渗透结构决定功能的生命理念，认同水和无机盐对于生命的重要性，形成节约用

水，良好习惯，增强爱护水资源的意识。