细胞中的无机物 教学设计-2026-2027学年高一生物人教版必修1

2.2细胞中的无机物

教案

一、教材分析

本节是新人教版生物学必修一《分子与细胞》中的第二章第二节的内容。本节主要的知识点有细胞

中的水以及无机盐。主要从水和无机盐这两种无机物在细胞中的存在形式以及两者在细胞中的作用

展开学习。同时学好本节课也为学习细胞的结构和功能奠定了基础。

二、教学目标与核心素养目标

教学目标

1.简述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。

核心素养目标

1.生命观念：通过对组成的水和无机盐的学习，建立生命物质性的观点；

2.科学思维：通过事例分析，归纳总结水与细胞代谢的关系和无机盐的作用，形成科学的思维

方式；

3.科学探究：通过探究无机盐功能的技能培训培养科学探究的能力；

4.社会责任：关注自己和家人营养物质的均衡摄入。

三、教学重难点

教学重点：水和无机盐在细胞中的作用

教学难点：1.结合水的概念；

2.无机盐的作用。

四、教学过程

【新课导入】

教师活动：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。

学生活动：结合自身生活经验和知识基础，讨论并回答问题。

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运动员饮料的化学成分表

成分质量浓度/（g・口）

虑糖30

其他糖类10

柠檬酸10

柠椽香精0.8

氯化钠1.0

氯化钾0.1

磷酸二氢钠0.1

磷酸二氢钾0.1

碳酸氢钠0.1

问题探讨：

1.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？

提小：水在细胞中的作用主要表现在以卜几个方面。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宜或者直接排出体外。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。

【新课讲授】

目标1：细胞中的水

教师活动：展示不同生物含水量相关的资料，引导学生归纳水含量的特征。

事实1：地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水。

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1.探讨生物体内的含水量，分析材料得出结论。

教师活动：展示几种不同生物体水的含量表，提问学生不同生物体含水量是否相同？水生和陆生生

物相比，哪种生物体的含水量高？不同生物体水的含量由多到少依次是什么？并能得出什么结论？

学生活动：思考并积极回答问题。

不同种生物的相对含水量(%)

生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物

相对含水量97%80%〜85%78%65%90%60%〜80%

几种不同生物体水的含量由多到少依次是：水母〉藻类〉鱼类＞蛙＞哺乳动物,高等植物。

教师引导学生得出结论：不同生物的含水量不同(水生〉两栖类＞陆生)。

依据上表中的数据，你能找到什么规律？

提示：

水在构成生物体的化合物中含量第­;

不同种生物含水量不同；

水生生物含水量一般比陆生生物高。

事实2：血浆为血细胞正常生命活动提供了稳定的液体环境。

2,分析下面材料，探究水的功能。

材料1：人和动物血液中含水量约为83%,血细胞就生活在这个液体环境中，水可把营养物质输送

到各个细胞，又把细胞产生的代谢废物运输到细胞外。

该资料体现了水的什么功能？

1.为细胞提供液体环境；2.运输营养物质和代谢废物

材料2：细胞中的物质：如各种离子、氨基酸、葡萄糖等，只有溶于水中才能参与细胞中的各种代

谢。

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该资料体现了水的什么功能？

水是细胞内的良好溶剂

材料3：细胞内有氧呼吸的过程如图所示。

该资料体现了水的什么功能？

水在细胞中参与化学反应

3.阅读教材、结合材料，阐述水分子的结构和特性。

提出问题：水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢?它又为什么具有支持生命的独特性质呢？这是由它

的分子结构所决定的。

教师活动：展示水分子之间靠氢键结合示意图，带领学生阅读教材P21页，自主学习课本内容，思

考并回答以下问题。

（1）水分子中的H、0原子的结合方式和带电情况如何？为什么说水是一种良好的溶剂？

（2）水分子的氢键是怎样形成的？为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？

（3）为什么说水对于维持生命系统的稳定性十分重要？

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学生活动：描述水分子的结构，回答问题。

（1）水分子由2个氢原子和1个氯原子构成，氢原子以共用电子对与氯原子结合。由于氧具有比

更的吸引共用电子的能力，使氧的一端带负电荷，氢的一端带正电荷。水分子的空间结构及电子的

不对称分布，便得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合,

因此，水是良好的溶剂。

（2）由于水分子的极性，它，TJ之间就形成氢犍。氢键不断地断裂，乂不断地形成，使水在常温下

能够维持液体状态，具有流动性。

（3）由于氢键的存在，水具有较高的比热容，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重

要。

比热容：指单位质量的某种物质升高（或下降）单位温度所吸攻（或放出）的热量。

一些常见物质的比热容XI。%（kg・。。

水42水银0.14玻璃0.84钢铁0.46

冰2.1酒精2.44木材2.4铜0.39

煤油2.1沙石0.92侣N.XX铅0.13

篦麻油1.80.84

（1）水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为极性分子。带有正电荷或负电荷的分

子（或离子）容易与水结合，因此水适合做溶剂。

（2）水分子是极性分子，分子之间形成氢键，氢键较弱，易被破坏，这样在水分子之间不断地断

裂又不断地形成，使水在常态下呈液态。

（3）水的比热容较大，温度相对不易改变，可保证细胞正常生命代谢活动有稳定的环境。

事实3：血液中的含水量约为83%,心肌中的含水量约79%。

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4,分析以下材料，探究细胞内的水的存在形式和转化。

提出疑问：那么在生.物体中水以什么形式存在？

教师活动：展示水在液态的血液和固态的心肌细胞中的含水量，组织学生阅读课本21页第二段。

材料1：血液和心脏的含水量很接近，但心脏呈固态，血液呈流动的液态。

材料2：血液在人体内呈液体状态，放在温度较低的环境条件下会凝固。

提问：为什么血液和心肌的含水量很接近，形态却不相同呢？两者中的水究竟是以什么形式存在的

呢？

学生活动：学生阅读教材并叵答问题。

师生共同总结水的存在形式及其特点，学生初步理解自由水和结合水。

师生共同进行归纳总结细胞中自由水与结合水的关系以及水的生理作用。

存在形式含量特点两种水的转化及意义

自由水95.5%自由流动，有溶解性

自由水转化为结合水，细胞代谢里,

但抗逆性逼；结合水转化成自由水,

结合水士空失去流动性和溶解性

细胞代谢旺盛

小结：细胞中的水

自由水结合水____________

含量95.5%4.5%

特点自由流动，容易蒸发不易流动，不易散失

①细胞内的艮好溶剂

②参与细胞内的生物化学反应

作用细抱结构的重要组成部分

③为大多数细胞提供浸润的液体环境

④运输营养物质和代谢废物

降低温度

自由水.，结合水

相互升高温度

转化自由水，结合水-比值变大——细胞代谢旺盛，但抗逆性（抗寒、抗旱）较差

比值变小——新陈代谢缓慢，但抗逆性强

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提出疑问：将烘干的骨、小麦种子和植物秸秆等点燃烧尽，最终都会得到一些灰白色的灰烬，请

问这些灰烬是什么呢？

引出下部分学习内容一一细胞中的无机盐。

目标2：细胞中的无机盐

（-）无机盐的存在形式和含量

教师活动：组织学生阅读课本P21-22页，利用PPT展示让学生了解无机盐的含量和存在形式，并

请学生I可答无机盐的含量和存在形式。

学生活动：问答问题，指出无机盐的含量很少，主要以离子的形式存在。

1.血浆中无机盐的含量约为0.9%

2.血浆中含有多种无机盐，血细胞生活在血浆中，细胞中大多数无机盐以离子的形式存在.例如：

阳离子：Na\K\Ca?+、Mg2\Fe2\Fe3+等；阴离子：Cl\SO?\PO产、HCCh"等,少数以

化合物形式存在，例如：血红蛋白中的铁。植物中K多数无机盐也显离子形式，少数以化合物形式

存在如叶绿素中的镁。

存在形式

大多数以离子的形式存在

含量无机盐是细胞中含量很少的血

物，仅占细胞鲜重的1%~1.5%

（二）无机盐的功能

教师活动：展示无机盐功能相关的资料及问题，利用“思考•讨论”引导学生观察叶绿素分子与血

红蛋白分子局部结构简图，进而分析细胞中无机盐的功能，以及从无机盐与人体健康关系的角度，

列举各种事例，由此再引伸到人体发生的一些与无机盐异常有关的疾病。通过对疾病的介绍与讨论,

引导学生认识无机盐在细胞和生物体调节渗透压和酸碱平衡等方面的功能。

学生活动：学生根据资料思考并讨论教师提出的问题，进行交流。

事实4：血浆中的无机盐种类很多，如钙离子的含量为2.25〜2.65mmol/L、钾离子的含量为3.5〜

5.3mmol/L＞钠离子的含量为135〜145mmol/L。

5.请据材料分析无机盐的功能。

材料1：血红蛋白是由血红素和珠蛋白组成，二价铁使血红蛋白呈红色，人体摄入铁过少会出现缺

铁性贫血，血红素的结构图如右图；血浆中碘的含量很少，其中的70〜80%储存在重量仅有15〜25

克的甲状腺组织中。

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这体现了无机盐的什么作用？

无机盐是构成细胞内化合物佗重要组成成分。

材料2：生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯

化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸水涨破，

皱缩质量分数为0.9%的Nacl溶液膨胀

这体现了无机盐的什么作用？

无机盐能调节人体的渗透压，维持细胞的正常形态。

材料3：人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO,VNaHCO3

和NaH2PoVNazHPOj等物质，可以中和这些变化。

这体现了无机盐的什么作用？

无机盐对于维持细胞的酸碱平衡的相对稳定具有重要作用。

材料4：人体血液中Ca2+含量为2.25〜2.65mmol/L。含量过低会出现抽搐等症状；过高会出现肌无

力。

这体现了无机盐的什么作用？

无机盐的离子对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用

小结：细胞中的无机盐

含量存在形式作用

细胞中大多1.无机盐是构成细胞内化合物的重要

数无机盐以组成成分

离子的形式2.无机盐可以维持细胞的渗透压平衡

无机盐

存在，少数3.无机盐可以维持细胞的酸碱平衡

以化合物形4.无机盐的离子对维持细胞和生物体

式存在.的生命活动有重要作用

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课堂小结:

含95.5%

自

由

存①细胞内的良好溶剂

水

在②参与细胞内的生物化学反应

水形③为大多数细胞提供浸润的液体环境

式