教案：2.2 细胞中的无机物-【高效备课】高中生物2025-2026学年人教版（2019）必修1同步资源

2.2细胞中的无机物教案坚持“以学生为主体，以探究为主线”的教学理念，充分考虑高一学生的认知发展水平，采用实验观察、问题讨论和科学探究相结合的教学策略。通过组织学生开展"水与无机盐在细胞中的作用"系列探究活动，让学生在动手实践中掌握科学探究的基本方法，培养严谨求实的科学态度，提升生物学科核心素养。在教学实施过程中，重点引导学生：1.通过“植物细胞吸水和失水”等实验观察，理解水在细胞中的存在形式及生理功能；2.结合生活实例（如运动饮料成分分析）探究无机盐的生理作用；3.开展小组合作学习，通过案例分析讨论无机物与生命活动的关系；4.联系生产生活实际（如农作物灌溉、人体电解质平衡等），培养理论联系实际的能力。同时，在教学过程中特别注重：1.创设问题情境，激发学生探究兴趣；2.运用数字化实验手段，直观展示细胞中无机物的动态变化；3.通过科学史案例（如人体水平衡研究历程），培养科学精神；4.结合健康生活教育，强化社会责任意识；5.在实验探究中渗透实验室安全规范教育。最终实现知识建构与素养发展的有机统一，帮助学生在理解细胞中无机物重要性的同时，形成结构与功能相适应的生命观念，培养科学思维和社会责任意识。《细胞中的无机物》是高中生物人教版必修1《分子与细胞》第2章《组成细胞的分子》第2节《细胞中的无机物》的内容。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情境，这一情境来自真实生活，学生对于运动员的饮料与市场上销售的普通饮料有什么不同怀着天然的好奇心，在分析过程中会结合运动员运动时的身体状况进行合理推理。水是所有生物体内最重要的无机分子。教材介绍了关于水分子的空间结构和氢键，在不增加学生负担的情况下，可以让学生更深人地了解水的结构、性质与功能之间的关系，也有助于学生运用结构与功能相适应的观点来认识事物。自由水和结合水的概念在本节中比较重要，所以教材在给出相关定义后，便通过介绍具体的事例来进行解释，分析这些事例就可以对自由水和结合水的作用特点及相互关系有更加清晰的认识。细胞中有多种无机盐。这些无机盐大都以离子的形式存在，不同离子的作用不尽相同，教材给出了多方面的资料，如在“思考·讨论”中让学生讨论Mg、Fe和P的作用在总结过程中列举了缺乏Na、Ca?-所引起的病症;在旁栏的资料搜集中启发学生思考摄盐过多对人体健康的危害等。通过这些资料及问题的分析和探究，可以帮助学生概括无机盐的主要作用，并意识到适度与平衡的重要性。通过本节课的学习，既可以对细胞中的元素和化合物的种类的知识进一步巩固和深化，又可以为后面学习如多糖的水解生成葡萄糖，蛋白质的水解生成多种氨基酸、ATP的水解以及核酸的水解、第4章《细胞的物质输入和输出》以及内环境的稳态打下基础,为后续生物学的学习起到了引领的作用，奠定了一定的基础。高一的学生刚从初中跨入高中的门槛，对生物这门学科的认识还停留在感性认识的层面，本节课在教学过程设计上更多注重对学生自学能力和提取信息能力以及语言表达能力、分析问题和解决问题能力的培养。从感性的生物现象提炼出生物现象的本质。通过对前面一个章节以及本章第一节的学习，学生对构成细胞的物质已经有了一定的了解，在教学中应该注意把本节内容与前面的知识点联系在一起，形成一个知识网络，方便学生学习。本节课的难点是明确结合水的概念和作用，以及无机盐在细胞和生物体的作用；学生对水的认识多半来自自由水，而对于结合水不太了解，要通过一些已有的化学知识来理解，在学习无机盐时，为学习细胞的结构和功能奠定了基础。生命观念：说出水在细胞中的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要作用；通过对水分子的化学结构分析和自由水、结合水的比较，理解水生物多样功能和重要性，形成结构和功能观。科学思维：举例说出细胞中无机盐离子的种类和作用归纳概括出其对维持细胞和生物体的生命活动具有重要意义。科学探究：运用所学的相关知识，解释生活中发生的一些具体现象。社会责任：水是生命之源，通过本节课的学习了解水的重要性，培养学生的节水意识和环保理念，唤醒爱护水资源的意识，树立可持续发展的观念。基于无机盐含量过低或过高对身体健康造成的危害，树立合理均衡饮食的理念，形成良好的饮食习惯。教学重点：水和无机盐在细胞中的作用。教学难点：结合水的概念；无机盐的作用。讲解法、多媒体。新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑一情埮导入、展示目标一合作探究、精讲点拨一反思总结、当堂检测一发导学案、布置预习。内容多媒体流程教师活动学生活动教学意图导入新课展示某种运动员饮料的化学成分表。右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。讨论：1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？提示：水在细胞中的作用主要表现在以下几个方面。水是细胞结构的重要组成成分；水是细胞内的良好溶剂，许多物质必须溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要水的参与；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；通过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。2.表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？提示：表中的氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。运动员在运动中会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐,所以要给他们补充无机盐。无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。教师引导学生想象在长时间剧烈运动后身体会有什么感觉？并展示某运动品牌饮料的化学成分表，提问学生“问题探讨”中的问题。教师活动：水是生命活动的第一要素，正常情况下，一个人一天需要2千克水。当人体失去6%的水分时，就会出现口渴、尿少和发烧等症状；当人体失水10%～20%时，就会出现幻觉，甚至死亡。水是生命的源泉，任何生物体都离不开水。水和无机盐与细胞生命活动之间关系密切。进而引出本节课的主题——细胞中的无机物。结合自身生活经验和知识基础，讨论并回答问题。创设情景，激发学生的兴趣，掌握一些生活小常识，学会关心他人，观察生活。讲授新课一、细胞中的水1.水的含量表格一细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量化合物质量分数%水占85~90无机盐占1~1.5蛋白质占7~10脂质占1~2糖类和核酸占1~1.5图片组1老人与儿童、水母、一个人不同时期的含水量的图片【板书】小结（1）一般来说，水在细胞的各种化学成分中含量最多；（2）生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别；（3）生物体在不同的生长发育期含水量也不同。水是生命之源，我们探讨的第一个问题是细胞中的水，那么，生物体到底需要多少水呢？请同学们阅读课本第一段第二段，了解水在细胞及生物体的含量，同时对图表中的数据进行分析、比较、归纳，找出一些规律性的东西，这就是对数据的解读。也是我们今后学习中常遇到的问题。那么，我们如何发现数据中蕴含的规律呢？可以通过比较的方法，找出两者的相同点，再找出不同点，然后进行归纳。学生观察表格与图片，阅读课本第一段第二段了解水在细胞及生物体的含量，寻找规律性的知识。学生归纳总结并回答。培养学生自主学习，发现规律的能力。传授学习方法即比较法，使同学们掌握一门解题技巧。2.水的存在形式表格二血液与心肌的比较形态含水量%血液液态82心肌坚韧的固态79【板书】1.水的存在形式结合水一部分水与细胞内的其他物质结合，叫结合水；自由水细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，叫自由水。3.水的作用结合水细胞结构的重要组成成分；自由水：（1）维持细胞的膨胀形态；（2）是细胞内的良好溶剂，许多物质溶解在水中（如葡萄糖）；（3）参与细胞内的许多生化反应（如光合作用、呼吸作用）；（4）多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸在以水为基础的液体环境中；（5）运输营养物质或代谢废物（如血液）。问题组2（1）比较血液和心肌谁的新陈代谢相对旺盛？（2）血液和心肌中的水分别主要以什么形式存在？（3）比较问题（1）和问题（2），判断自由水多还是结合水多新陈代谢旺盛？（4）同体积的水和同体积的水制成的果冻放入冰箱中谁最先结冰？（学生在课外预先试验）（5）根据问题（4）自由水多还是结合水多生物体的抗旱、抗寒、抗热能力强？（6）农民晾晒种子与人们爱吃的烘烤的葵花籽主要失去的是什么形式的水？

图片组2节水标识及说明；节水环保漫画。自然界中的水以三种形式存在。那么，在生物体内水是否还是以这三种形式存在呢？请同学们运用上述的比较法分析血液和心肌这组数据说明什么？在人体中某些器官组织的含水量相似，但形态却不相同，说明生物体内水的存在形式不同。请同学们阅读课本第三段了解水在细胞中的存在形式及作用。从同学们的回答和所举的例子可知，同学们对于自由水的概念和作用已有很深的认识，那么结合水的作用是否等同于自由水呢？请同学回想一下在家里打鸡蛋的情形新鲜的鸡蛋清呈液态胶状，臭鸡蛋清相对更“稀”的液体，水状。为什么会这样呢？那是因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为结合水，只是细胞和生物体的组成成分；而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分结合水释放出来，转变为自由水。由水的作用，可知与生物体的新陈代谢有密切的关系的主要是自由水。因此，生物体内水的含量及水的存在形式的改变都影响着新陈代谢。请同学们思考下列一组问题。（见多媒体问题组2）师生共同归纳自由水/结合水的比值越高，新陈代新越旺盛，生长发育越迅速，抗旱、抗寒、抗热性能相对较弱；反之，自由水/结合水的比值越低，新陈代新越缓慢，生长发育越迟缓，抗旱、抗寒、抗热性能相对提高。小结无论是地球的生命形式，还是生命的维持和成长，都离不开水。因此，水被誉为“生命之源”也正是因为如此，饮水问题成了历代科学家研究的一个重要课题，“节水刻不容缓”。学生回答液态、气态、固态。学生思考、比较、分析后回答血液和心肌的含水量相似，但形态却不相同，说明生物体内水的存在形式不同。学生阅读课本，提炼相关概念，请同学们举例说明，并归纳水的作用。学生回想新鲜的鸡蛋清和臭鸡蛋清的不同。学生以小组讨论形式合作探究，归纳总结。学生回答。巩固应用比较法，进一步加深学生对该解题方法的灵活应用。锻炼学生的语言表达能力。通过生活经验中的感性认识进一步加强对抽象概念（结合水）的理解。小组讨论培养学生合作意识，通过渐次性提问，层层深入，引导学生探究问题的本质，加深学生的理解，从而学会分析、主动探索。增强学生的环保意识和通过漫画寓教于乐，使学生掌握一些节水的环保措施。二、细胞中的无机盐表格三细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量；运动员饮料中化学成分含量（课本34页）问题组3：（1）细胞中无机盐的含量是多少？（2）运动员饮料中哪些成分是无机盐，多以什么形式存在？（3）无机盐进入人体内又有什么作用呢？镜头四播放视频广告广告一补铁、补血，效果好！补血口服液！广告二高钙片，一片顶两片！广告三娃哈哈AD钙奶我爱喝！广告四健康体魄，来源于“碘碘”滴滴！【板书】小结1无机盐的含量最少，仅占1%~1.5%2无机盐多以离子形式存在3作用：（1）有些无机盐是细胞内某些化合物的重要组成成分。（2）无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要意义。（3）生物体内的无机盐离子，必须保持一定量，维持细胞的酸碱平衡。

细胞中的无机物除了水就是无机盐。请同学们分析表格，思考下列问题（见问题组3）。同学们一定很熟悉这些广告，请问，上面的广告中提到了哪些无机盐？请同学们观察课本35页蛋白质分子和叶绿素分子的局部结构示意图，思考和讨论（1）缺铁为什么会导致贫血呢？（2）植物缺镁会影响光合作用吗？为什么？从上组问题我们可以知道，有些无机盐是细胞内某些化合物的重要组成成分。前面同学们说的钙的作用主要指的是沉积在骨骼中的钙，而一些钙是以离子形式存在血液中，如果血液中的钙离子含量过低，会出现抽搐等现象。这类无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要意义。另外，生物体内的无机盐离子，必须保持一定量，维持细胞的酸碱平衡。请问运动员的饮料中为什么有多种无机盐？学生先分析表格，再阅读课本，验证自己的答案是否正确，答案略。关于无机盐的作用学生会有所疑惑。学生可能会回答缺铁会导致贫血；钙是组成骨骼的重要成分，儿童缺钙会得佝偻病，老年人会骨质疏松；缺碘会导致粗脖子病（地方性甲状腺肿）等等。学生思考、讨论后回答。学生思考后回答运动员运动时会大量流汗排出的无机盐，这时除补充水外还要补充无机盐，维持体内的水平衡和