第一二节分子和离子、无机物教学过程

第一节：分子和离子PPT：细胞和地壳元素表教师：大家分析这张表格，看看细胞和地壳中所包含的元素，发现什么特点？教师总结：不管是在细胞还是地壳中，这些元素怎么样，很好，都存在。那就说明生物和非生物具有统一性（生命的物质性）；但是大家再看这些元素的含量，在这两者间差别很大。说明生物和非生物间具有差异性。教师设疑：地球上存在的天然元素有90多种，组成人体的元素主要有哪些？大家可以从课本上的表中得出，组成人体的主要元素有：O C H N等等。细胞是生物体结构和功能的基本单位，因此组成人体的主要元素同样也是构成细胞的主要元素；因此我们就可以推出，细胞的主要元素有哪些呢?O C H N 教师设疑：一种元素代表的是一类原子。刚才我们学习了细胞的元素组成，那接下来我们来学习，这些元素或者说这些原子是怎样组成分子的。细胞是由多种多样的分子组成的，分子是组成细胞的物质单位。一般细胞的主要 成分是水，含量为60%90%，此外还有四大有机物质：糖类、蛋白质、核酸和脂质。PPT（葡糖糖、脂质结构式）：大家看ppt上图片，老师问大家，葡萄糖是由什么元素组成的。教师提问：糖由C、H、O三种元素组成，那由C、H、O三种元素组成的是不是一定就是糖呢？不是，可能是脂肪对不对。同样的几种原子可能组成不同的分子。教师引导：之前说到的水，大家都知道水分子是由氢原子和氧原子组成的。在这里先讲一下氢原子和氧原子的原子结构。氢原子最外面有1个电子，氧原子最外面有6个电子。原子最外面的电子在8或2时是最稳定的。那请大家观察水分子形成过程，思考H、O两种原子通过什么样的机制形成水？Ppt图片：水分子的形成机制（讲解）两个H原子和一个O原子通过共用它们最外层的电子形成水分子，这样我们将共用一对电子形成的键称为共价键教师引导：现在我们明确了H2O的形成过程后。之前说过：一种元素代表的是一类原子，我们回过头看下H元素，它由3种不同的H原子组成的（氕、氘、氚），我们将氕、氘、氚称为同位素，比如碳元素，一般我们指的是C12，但碳元素中还有C13、C14等，主要区别在于原子结构上。（详细分析一下）教师引导：水分子等通过共价键形成的，我们称之为共价化合物，请同学们思考，NaCl物质在水中会解离成为离子这种离子化合物又是怎么形成的？第2节 ：无机物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：细胞内含量最多的化合物是水含量约为60%90%；地球表面约3/4的部分是水；如一个人在极限状况下，可以坚持7d以上不进食，但是缺水不能超过3d；许多国家的科学家都在为证明生命的存在而寻找火星上的水。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？下面我们一起学习无机物中的水。了解水的功能首先需要了解水的性质。之前我们学习了水的形成机制，我们再回过头看一下。氢原子和氧原子共用电子对后，氧原子最外层电子就含有8个电子，而且氧原子的原子核带8个正电荷，对电子的吸引作用比氢原子强，因此氧原子原子核周围的电子密度高，略带负电性，电子偏向氧原子，则氢原子就带正电性，我们称这样的共价分子为极性分子。又因为相似相容原理，水是极性分子，所以凡是极性的分子或离子都容易溶解水中。看这两张表格中不同生物以及同一生物不同组织中的含水量，可以得出什么特征？6080906578808597质量分数高等植物藻类哺乳动物蛙鱼类水母生物8379762210质量分数血液心脏骨骼肌骨髓牙齿组织器官1.含量特点：水是细胞中含量最多的无机化合物。2.含量规律（1）不同种类的生物体中水的含量差别较大，如水生生物陆生生物。（2）同一生物体的不同组织器官中的含水量不同，如血液牙齿。（3）大家再想，老人年纪大了，脸上就变得皱巴巴的，但是小孩子却是水嫩的，这说明水在生物不同发育时期含量不同刚刚细心的同学应该有注意到，心脏的含水量79，而血液的含水量83，大体相近。但是我们知道，血液是液态流动，心脏的肌肉却是坚韧的固态，含水量大致相同，为什么两个的状态又是完全不同的呢？（水的存在形式不一样）很好，正如宏观世界中的水有气态、液态、固态这三种形式一样，细胞中的水也有不同的存在形式。细胞中水的形式有两种结合水和自由水。结合水，顾名思义，就是经常与细胞内的物质相结合的水，大约占细胞内水分的4.5%。这些水不能自由流动。其实，结合水相当于被其它物质分子束缚的水，如新鲜鸡蛋清，它是液态胶状的存在形式，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。结合水是细胞结构的重要组成成分，它赋予各种组织、器官一定形状、硬度和弹性。所以心肌含水量虽多，仍出现坚韧的状态。而自由水就是指细胞中可以自由流动的水，这些水以游离的形式存在，大约占细胞内部水分的95.5%。例如我们切开西瓜的时候流出来的水就是细胞中的自由水。下面具体介绍水的功能：那自由水又有什么作用？大家可以结合刚刚提过的血液。想一想水在血液中的作用？很好，血液中的水主要是自由水，可以自由流动，不仅可以把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 得出自由水的第一个功能是：运输营养物质或代谢废物。请同学们再想想，我们的营养物质、代谢废物是以怎样的形式进行运输的呢？没错，正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，而血液中的含水量高达83%，那也就是说要进行运输的物质都得先溶于水。因此得出自由水的第二个功能是什么呢？是的，水是良好的溶剂。那大家都知道红细胞需要浸润在血液中发挥作用，这又可以说明水的什么功能呢？很好，这就是自由水的第三个功能，为细胞提供液体环境。那自由水还有其他的功能吗？大家可以回忆一下初中学过的光合作用和呼吸作用，需不需要水的参与呢？是的，水是光合作用的原料，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。没有水,这些重要的生化过程都不能进行。因此，可以得到自由水的第四个功能，参与生物化学反应。没有水，这些重要的生化反应都不能进行。这就是自由水的4个主要功能。另外还有一个功能是缓和温度变化的作用因为水是极性分子，并且由于正负电荷相互吸引。水分子之间会形成氢键。（示意图）每个氢原子同时属于两个氧原子，每个水分子中的氧原子可以形成两个氢键，因此每个水分子可以通过氢键与四分水分子相连。（示意图）由于水的氢键作用，使得水具有缓和温度变化的作用。氢键使水分蒸发时需要消耗大量的热，因为水分蒸发时要破坏氢键，因此我们品势出汗能够有效地降低温度。然而水温的降低又会形成较多的氢键，释放热量。这就使得细胞内温度的变化比较缓和。教师总结水的五大功能：1.2.3.4.5.XXXXXX结合水和自由水的关系：1.细胞中的自由水和结合水是不是不变的呢？其实不是的，它们在一定条件下是可以转化的。举个例子，动物冬眠时（展示冬眠熊的图片），体内的生物化学反应应该是减慢还是加快呢？2.冬眠的动物为了使吃的食物足以维持它们度过漫长的冬天，要尽量减慢体内的生物化学反应。而我们知道，参与生物化学反应的主要是细胞中的自由水，那么大家想想，应该是哪种水向哪种水转化啊？3.冬天过后，动物苏醒了，这时体内的生物化学反应逐渐加快，那么这时又应该是什么水向什么水转化啊？4.也就是说，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。因为自由水的含量影响细胞代谢强度，含量越大，新陈代谢越旺盛。无机盐教学过程：这是一则商业广告，同学们应该经常能够见到这种类似的广告。在这个广告词中解口渴更解体渴中的体渴指的是什么？同学们联系自己平时的运动经历想一下，我们运动后会出汗，那这汗是什么味道的。很好，是咸的。我们剧烈运动后，大量的流汗会排出大量的无机盐，饮料中的无机盐就能够补充运动后损失的无机盐。为什么要补充无机盐呢？我们用过下面几个例子来介绍无机盐的重要作用。人患急性肠胃炎，医生用0.9%的生理盐水静脉注射，为什么不注射蒸馏水？维持血浆的正常浓度在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时，容易导致酸中毒；当血浆中的H2CO3含量减少时，容易导致碱中毒。这说明某些无机盐离子具有什么作用？维持血浆的酸碱平衡若哺乳动物血液中Ca2+的含量过低，则会发生抽搐，这说明某些无机盐离子具有什么作用？维持神经肌肉的兴奋性【无机盐的生理作用】（1）维持生物体的生命活动有着重要的作用。如： 维持血浆的正常浓度（渗透压）Na+ 、Cl- 血浆的酸碱平衡（ H2CO3 /HCO3- ） 维持神经肌肉的兴奋性 Ca2+（2）还是某些复杂化合物的重要组成成分。（血红蛋白）Fe、（叶绿素）Mg等，为什们我们补铁