第一章细胞的分子组成

1、第一章 细胞的分子组成第一节 分子和离子 第二节 无机物一、教学目标【知识目标】1简述生命的基本化学组成及原子在构成分子时形成的共价键和离子键的过程。2与生命的基本特征相联系，理解生物体生命活动的物质基础。3通过学习学生能够说出水和无机盐的作用。【能力目标】1通过对组成人体的主要元素的分析，培养学生分析问题、获取信息的能力。2通过离子键和共价键的形成过程的教学，培养学生抽象思维、求同思维和求异思维能力。3通过小组合作学习，培养学生主体参与意识和语言表达能力。4通过对水分子极性结构模型的认识，训练学生空间想象能力和思维能力；通过水、无机盐的结构特点、存在形式和生理功能的学习，学生训练理论联系实际

2、的能力。【情感态度与价值观】1在掌握组成人体的主要元素的基础上，让学生理解生命起源于非生命的科学思想。2通过对水和无机盐的存在形式、生理功能的分析，让学生树立结构与功能相统一的辩证观点。3让学生理解生命是物质的，促进辩证唯物主义自然观的形成。二、教材分析【教材的地位作用】本章是绪论后的开篇章，重点介绍生物体特征的第二个方面相同的化学成分。所讲的内容是最基础的知识，与后面许多内容都有密切的关系，是学习好其他模块、章节的基础。第一节 分子和离子。首先在引言中，明确指出生物与非生物都是由物质组成的，作为生物体结构和功能基本单位的细胞同样也是由物质组成的，接着，讲述细胞物质组成的元素、分子、离子。在讲

3、元素、分子、离子时，要明确所有的物质都是元素组成的，一种元素可能由一种原子组成，也可能由一种以上原子组成。由此引出同位素示踪法的原理和应用(同位素示踪法的原理、应用，也可放在第三章第五节光合作用中讲述光合作用的O2的来源时再进行具体介绍)。组成生物体的这些元素可以通过共价键和离子键相互作用先形成各种化合物进而组成细胞。在讲述分子、离子时，注意要清楚介绍共价键和离子键的形成过程。第二节 无机物。引言首先指出细胞中的物质分为两大类：无机物和有机物。在介绍水的时候，教材首先介绍了水分子的模型、具有极性的特点，再介绍水的生理功能；在介绍无机盐时，讲述了无机盐的存在形式和生理功能。第二节内容的教学，要让

4、学生明确水的结构特点、生理功能，明确无机盐虽然含量较少，但是具有多方面的作用，在讲述这些内容过程中可以多与生活实际相联系。【教学重难点】1教学重点：组成人体的化学元素；水在生物体内的作用。2教学难点：共价键、离子键的形成过程；水的结构模型、存在形式和生理功能。【建议课时】 两节内容1课时。三、学情分析这是学生学习高中生物课的开始，上的好或坏会影响学生今后学生生物课的兴趣，因此我们在教学中应尽可能做到联系实际,让学生在学习中多看,多想,多议,多做充分调动学生的学习主动性,增强他们学习生物的兴趣。这样，在生物教学中,使学生对学习生物学知识产生浓厚的兴趣而爱学,使教学内容让学生听来觉得“有趣”,以此

5、为基础进一步激发学生学习生物学知识的“乐趣”、“情趣”,以至达到“志趣”的水平,这样才能有利于将德育内容渗透于知识教学之中,使学生在良好的心态下受到潜移默化的教育。而本节内容恰好可以利用平时电视中的各种有关补充各种化学元素和水分的广告，从学生的生活体验出发，能够使学生迅速进入教学的角色中去，有利于课堂中师生之间，学生与学生之间的交流，达到让学生成为课堂的主人的目的。但是高一(或高二)学生生物学方面的归纳总结能力还是比较有限，教师教学中可以多开展些合作学习，以小组为单位，进行交流讨论。四、教学设计【设计思路】本节课识记水平的内容比较多，并且学生化学上的化学键还没学习(若高一开设生物课)，要让学生

6、理解离子键和共价键的形成过程、水分子的极性特点有一定的难度。因此在以下的教学过程中，从生活实际出发，并尽量多些与生活实际例子的结合，激发学生的学习兴趣；同时，配以形象的多媒体课件辅助教学，使学生在学习生物的过程中易理解、能思维、会创新，构建起新的知识结构，在学习活动中获得新知。主要采取教师讲述与学生小组讨论相结合的方式。【教学过程】教学流程教师活动学生活动教学意图引入新课第一节分子和离子总结，介绍组成人体的元素生物界与非生物界的统一性生物界与非生物界的差异性过渡到分子共价键和离子键第二节无机物水介绍水的化学特性情感教育无机盐的作用【创设情景】播放几则电视、报纸上常见的关于Fe、Ca、Zn等的广

7、告。【提问】大家可以结合广告的内容考虑一下这些化学元素对于我们人体有什么作用？如果摄入不足会导致哪些疾病或者症状？钙：使骨骼和牙齿具有坚硬的结构支架，摄入不足会导致发育不良、得佝偻病、骨质增生等疾病。【提问】我们知道了这些化学元素的作用，那么我们每天补充这些元素的时候要注意什么问题？虽然各种元素对人体健康起着重要作用，但作用再大也要把握合理的摄入量。我们应运用所学知识合理安排饮食，保证身体健康，关爱生命，提高生存质量。这些化学元素都是我们人类所必须的，但是不同的化学元素在人体内的含量也各不相同，下面我们以人体为例，来说明组成生物体的化学元素的种类和含量。同学们阅读表11，想想你能够从这个表中获

8、得哪些信息？（可以给学生展示地壳中各种化学元素的含量）学生可能回答：C、H、O、N的含量比较高；所有的化学元素都可以在无机环境中找到积极肯定的学生的活动和结论。对学生的结论进行总结：1.组成人体的化学元素在无机自然界都可以找到，事实上其他生物体的情况也是这样的。没有一种化学元素是生物界所特有的，这说明了生命的物质性，说明了生物界与非生物界是统一的。2.组成人体的化学元素在人体内和无机自然界种的含量差异很大，说明了生物界与非生物界除了统一性以外，还有差异性。3.组成人体的各种化学元素在人体中的含量是不同的。其中从C、H、O、N的含量比较多。组成生物体的这些化学元素，并不能直接表现出生命活动，它们

9、首先必须组成化合物。化学元素只有组成化合物才具有真正的生物学意义。各种化合物是各元素的原子通过一定的化学键结合形成的。什么是化学键呢？【课件演示并讲述】化学键是相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用。【强调】1.存在于分子内或晶体内，分子之间的作用力不够强，不存在化学键。2.必须是相邻的原子或阴阳离子之间。3.化学键常见的分为共价键和离子键。下面我们一起来以HCl和NaCl为例来共同探讨两种化学键形成的过程和它们的区别。【课件演示】HCl、NaCl的形成过程。Na最外层有1个电子，Cl最外层有7个电子。他们反应时，Na丢失一个电子，Cl得到一个电子，两者均形成了最外层有8个电子稳定结构的离子。

10、Na、Cl离子之间通过静电作用而结合起来形成晶体。像这样,正负离子之间通过静电作用所形成的化学键我们称为离子键。（图示Na和Cl组成NaCl）再看HCl的形成过程（多媒体展示或者板图绘制），在HCl中，H并没有变成H，这是为什么？因为氢原子失去电子的能力比钠原子弱，氯原子不能将电子从氢原子处完全夺过来。这时，氢原子和氯原子只能共用一对电子来达到稳定结构。像HCl这样，通过共用电子对结合的方式，称为共价键。【提问】哪些原子之间会明显以离子键结合？哪些以共价键结合？易失电子的原子和易得电子的原子之间容易形成离子键。非金属元素的原子之间对电子的吸引能力差别不大，一般以共价键结合。组成生物体的结构基础

11、是细胞，而细胞又是有许多的物质组成的，这些物质可以分为两大类：一是无机物，二是有机物。无机物又包括水和各种无机盐等。有机物是指除一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等以外的所有含碳化合物，数量多达几百万种。水是生命的摇篮，地球的最初的生命就是诞生在原始的海洋中的，几乎所有的生命都不能离开水的生存，科学家在探索其他星球上是否存在生命时，最主要的依据之一就是该星球上是否有水的存在或者存在的痕迹。一般情况下，水在细胞的中含量时最高的，达6090，某些生物的含水量甚至超过了90。水分子是由两个H原子和一个O原子以共价键的形式构成的，由于H、O原子对电子的吸引能力不同，O略大于H，因此在水分子中O略带负电性，H略

12、带正电性，水也便成了极性分子，即有正电端和负电端。几个水分子之间也由于正负电荷相互吸引而形成一种很不稳定的化学键氢键。水的化学特性我们知道了，那同学讨论一下，水有哪些特点，与之相关的在生活中的应用又有哪些？与它的分子特点又有什么样的联系？总结：水的作用很多，是多种物质的溶剂，很多物质溶解在水中，有利于物质的运输；水有调节体温的作用所以说水是生命之源，同学们每天都要补充足够的水分，特别是在这种气温相对比较高的时候，由于出汗较多，人体水分的丢失也就相对比较多了，如果不及时补充足够的水分，会导致失水过多而休克甚至失死亡。当然，平时也要注意补充，不要怕上厕所麻烦而少喝水，甚至不喝水，这对身体是很不利的

13、。机体内另一种重要的无机物就是无机盐，多数以离子的形式存在。虽然在人体内的含量很少，但却是人体必不可少的，有着重要的作用。观察。思考、回答。学生回答。观察、分析、小组讨论，得出结论：1.组成人体的化学元素在元素周期表中都排列在比较前面。2.人体由多种化学元素组成，这些化学元素在自然环境中都有。3.各种化学元素在人体内含量是不同的，C、H、O、N比较多。观察、理解。观察。书写NaCl的形成过程。学生讨论，回答。讨论，回答。学生仔细听。学生活动，讨论，发表各自的意见。从生活实际出发，激发学生的学习兴趣，自然地导入组成人体的元素的教学。给出相关小资料，通过小组讨论，学生培养获取分析数据信息能力。培养

14、学生归纳总结的能力。学生理解生物界和非生物界的统一性和差异行，生命起源于非生命的科学思想。通过课件演示，帮助学生形象理解化学键的形成过程。通过两种物质的形成过程的对比，使学生理解离子键和共价键的区别。将所学的知识应用于生活实际，提高学生学习生物的兴趣。【反馈检测】1下列说法正确的是（ ）。(A)只要含有共价键的化合物就是共价化合物(B)只要含有离子键的化合物就是离子化合物(C)只含有共价键的物质就一定是共价化合物(D)离子化合物只含离子键答案：B。离子化合物中也可以含有共价键，比如NaHCO3，所以A、D错误。而N2中虽然有共价键，但其本身不是化合物；所以C错误。2通过各种渠道获取我们人体所需

15、化学元素的作用。五、相关链接1地壳中化学元素的含量百分比氧硅铝铁钙钠钾镁其他262钙元素与人体健康钙的生理功能。细胞膜中的钙控制着各种营养素穿透细胞的作用，血液的凝固、神经的兴奋、肌肉的收缩都离不开钙离子。如果血液中钙离子浓度明显下降或者升高，则上述许多作用或功能，便会出现不同程度的障碍。如血浆钙离子明显下降，其结果可引起手足搐搦症和惊厥；相反，过量的钙离子升高，会引起心脏和呼吸的衰竭，以及引起昏迷。对健康的人来说，在循环系统中，钙总是维持在一个极为恒定的水平上，一昼夜的差异仅为±3% 。近年来研究发现，高血压、视力与钙也有关。骨骼是钙的储存库，当膳食缺钙时，儿童骨骼生长缓慢；成人骨

16、钙减少，一般不会影响血钙的稳定和钙的重要功能。钙缺乏症。佝偻病和成年人骨软化症：佝偻病是3岁以下儿童的常见病，它有许多症状，如小儿易怒、烦躁、多汗以及秃发、出牙迟等，但最明显的特征，仍是骨的钙化不足，骨骼变软。如方颅，鸡胸以及由于承受体重的缘故，而使下肢弯曲，如 X 形腿、O形腿等；小儿学坐后，甚至脊柱弯曲，并在长大后，成为后遗症。成年人缺钙和维生素 D ，还会使成熟骨骼脱钙，而出现骨软化症。骨质疏松症：骨质疏松症的主要特征是骨中钙减少，骨质变脆、密度降低，从而容易发生骨折。3铁元素与人体健康铁的生理作用。铁在人体中的含量只有0.004%，微乎其微。但铁是组成血红蛋白的一个不可缺少的成员。人体

17、中的铁，有72% 以血红蛋白的形式存在。它是一种含铁的复合蛋白，是血液中红细胞的主要成分。血液运送氧气的重大使命，就是由血红蛋白承担的。缺铁性贫血。缺铁性贫血的主要症状是：由于供氧不足，体内的血液更多地流向重要的脏器；而通向暂时影响不大的皮肤、粘膜的血管开始收缩，因而常会出现皮肤、眼睑内粘膜变白；特别是口唇、指甲和耳垂等部分，这种现象更为明显。由于无法供给细胞足够的氧气，从而导致身体出现各种不适，呼吸急促、心跳加速、乏力、易疲劳、食欲减退以及嗜睡等。缺铁性贫血还容易造成脑内缺氧，从而影响到正常的思维，使思考能力变差，健忘以及经常出现头晕、眼花、耳鸣等。对于2岁以内的婴幼儿，还会直接影响到脑的正

18、常发育以及身体的发育。此外，还会影响到蛋白质的合成和能量的利用等。食铁过多的危害。服用各种铁剂要在医生指导下服用，只有缺铁的人才能服用，而且不能过量，过量可中毒。体内过多的铁沉积于器官中，对肝、心脏等脏器有害。 4锌元素与人体健康 锌的生理功能。身体中锌含量最多的器官是眼、毛发和睾丸。跟铜有些相似的是锌也是多种酶的成分，近年来发现有 90 多种酶与锌有关，体内任何一种蛋白质的合成都需要含锌的酶。锌可促进生长发育、性成熟，影响胎儿脑的发育。缺锌可使味觉减退、食欲不振或异食癖、免疫功能下降，伤口不易愈合。缺锌的症状。临床早已证明，缺锌儿童生长发育停滞，性成熟产生障碍，伤口愈合能力差。人的溃疡病、糖尿病都与缺锌有关。近期研究表明，缺锌与夜盲症有关。此外缺锌时，人的暗适应能力和辨色能力减弱。青春期男女脸上常长出粉刺，形成原因之一就是缺锌