資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 生物學 年級 高一年級 學期 秋季學期
課題 第3章 第1節(jié) 水與無機鹽
教科書 書 名：《生物學 必修1 分子與細胞》 出版社：北京師范大學出版社
教學目標
1.根據(jù)水分子的結構，說出水在細胞中的存在形式，指出水賦予了細胞許多特性，在生命活動中具有重要作用；舉例說出無機鹽在細胞內(nèi)含量雖少，但與生命活動密切相關。 2.在分析生命體中水的含量的過程中培養(yǎng)學生分析數(shù)據(jù)，提取、整合信息的思維能力；在基于相關資料探究水和無機鹽生理功能的動態(tài)學習過程中，培養(yǎng)學生分析與推理、歸納與概括、質(zhì)疑與批判的思維能力。 3.能夠圍繞豐富有趣的問題情境，結合自身生活經(jīng)驗，基于生物學原理分析問題，提出觀點，討論交流，在探究活動中培養(yǎng)科學探究能力。 4.通過學習明確水是生命之源,認同水在生命活動中具有重要作用，認識到節(jié)約水資源和保護環(huán)境也是學生的責任，樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念；通過查閱無機鹽與人體健康的資料，幫助自己和家人養(yǎng)成健康的生活習慣。
教學重難點
教學重點： 水和無機鹽在細胞中的作用。 解決策略：通過視頻、圖片等資源引導學生分析得出水分子的結構特性，在此基礎上結合學生已有生物學知識和自身的生活經(jīng)驗概括總結出水在細胞中的作用。以圖片、小資料和問題的形式，使學生認識到無機鹽在細胞內(nèi)含量雖少，但與生命活動密切相關。 教學難點： 1.水在一定條件下的相互轉化。
2.自由水和結合水的含量與細胞代謝和抗逆性的關系。 解決策略：以新鮮雞蛋變質(zhì)過程及北方冬小麥冬季來臨前水的變化為例，讓學生認識到自由水和結合水在一定條件下可以相互轉化。通過層層遞進的問題和直觀的圖示幫助學生理解自由水和結合水的比值與細胞代謝和抗逆性的關系。
教學過程
一、導入新課 創(chuàng)設問題情境：你覺得水對生命重要嗎？ 呈現(xiàn)4組照片，引導學生得出：水是生物生存必不可少的，生物的一切生命活動都離不開水，水是生命之源。 設計意圖：以問題為情景，建立興趣點,在生活中的現(xiàn)象和本節(jié)知識點中建立自然過渡,引起共鳴,激發(fā)他們對細胞中水的好奇。 二、講授新課 （一）水在生命體中具有重要作用 【學習任務一】 認識生命體中水的含量 教師依次展示教材P60資料內(nèi)容，引導學生觀察，思考下列問題： 1．活細胞中含量最多的化合物是什么？ 2．不同種生物的含水量情況如何？ 3．人體不同器官或組織的含水量情況如何？ 師生共同討論得出：活細胞中含量最多的化合物是水。不同生物體的含水量不同，人體不同器官或組織細胞的含水量也不同。 設計意圖：通過分析表格數(shù)據(jù)，增強學生識表、觀察、分析、提取、整合信息的自主學習能力。建立生命觀念。 【學習任務二】 認識生命體中水的結構特性 教師播放視頻，學生觀察視頻并學習水分子的結構及其性質(zhì)。 設計意圖：通過觀察視頻，引起興趣的同時，增強學生提煉信息的自主學習能力。促進形成結構與功能相適應的生命觀念。 【學習任務三】 說說水在生命體中的作用 呈現(xiàn)水分子結構圖，教師講解，水是細胞內(nèi)生物化學反應的良好溶劑。 呈現(xiàn)氫鍵形成示意圖，教師解釋，水有利于生物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的運輸。以血液中的水為例，幫助學生理解。 教師講解，水在常溫下呈液態(tài)狀態(tài)，與其他液體相比，升高或降低相同的溫度，水吸收或釋放的熱量會更多，因此水能對溫度變化起較好的緩沖作用。以人體可通過體液蒸發(fā)幫助機體散熱以維持體溫恒定以及植物體也能通過葉片的蒸騰作用降低葉片溫度兩個實例幫助學生理解。 呈現(xiàn)光合作用和有氧呼吸過程圖，引導學生得出這兩種新陳代謝過程都有水的參與，進而歸納得出，水是生物體內(nèi)很多化學反應的原料。 設計意圖：在講解基礎知識以及基于相關資料探究水的生理功能的過程中，培養(yǎng)學生分析與推理、歸納與概括、質(zhì)疑與批判的思維能力。 教師：人體的心肌和血液中含水量分別為79%和83%，大體上相似，為何心肌呈固態(tài)，而血液呈液態(tài)呢？這與水在細胞中的存在形式有關，引入自由水和結合水的學習。 （二）水在細胞中以自由水和結合水的形式存在 【學習任務一】認識水在細胞中的存在形式 教師講解自由水的概念，含量并舉例幫助學生理解。 結合水：與細胞內(nèi)其他物質(zhì)結合的，不能自由流動的水，如雞蛋清中主要含的是與蛋白質(zhì)相結合的結合水；自由水：細胞中以游離形式存在的，可以自由流動的水，比如切西瓜時流出來的汁液主要是自由水。 設計意圖：在學習水在細胞中的存在形式時，將生活實例和學習的知識點建立自然過渡,激發(fā)他們學習和探索興趣的同時，幫助學生理解自由水和結合水的概念。 【學習任務二】 探討水在一定條件下的相互轉化 教師：如何區(qū)分雞蛋的好壞呢？以新鮮雞蛋變質(zhì)過程中水的變化以及北方冬小麥在冬天來臨前，水含量的變化為例。引導學生得出自由水和結合水在一定條件下可以相互轉化，從而保證細胞在不同情況下的代謝需要。 以剛收獲的小麥種子，農(nóng)民將其曬干后再儲藏以及種子萌發(fā)時要加水為例，引導學生認識到增加自由水的含量，代謝速率提高；減少自由水的含量，代謝速率降低。同時以越冬的植物、干旱地區(qū)植物的細胞中，結合水含量升高為例引導學生得出，一般情況下，自由水和結合水的比值越小，生物的抗逆性越強。接著與學生一起總結自由水和結合水的含量與細胞代謝和抗逆性的關系。 設計意圖：通過基礎知識的講解以及環(huán)環(huán)相扣的思考任務，幫助學生理解知識的同時提升學生深入思考問題的能力，培養(yǎng)學生科學思維。 【學習任務三】 分析自由水和結合水的含量與細胞代謝和抗逆性的關系 一般來說，自由水所占的比例越高，細胞的代謝就越旺盛，但是抗逆性會越弱。而結合水的比例越高，細胞的抗逆性會越強，但是代謝會變得較緩慢。也就是自由水和結合水的比值越大，細胞的代謝速率就越高，但是抗逆性會更弱。 提出問題：干種子用水浸泡后仍能萌發(fā)，說明什么？烘干的種子浸泡后不萌發(fā)，為什么？引導學生思考后得出：失去了自由水的種子仍然保持其生理活性；失去了結合水的種子失去了生理活性。 教師：水是如此重要，生物體的生命活動都離不開水，水是“生命之源”，然而水資源嚴重短缺已經(jīng)成為迫在眉睫的問題，節(jié)約用水，珍惜水資源，就是守護我們的生命源泉。每一個人都有責任和義務節(jié)約用水，引導同學們從生活中的點滴做起,愛護水資源，養(yǎng)成節(jié)約用水的習慣。 設計意圖：通過歸納總結以及遞進的思考任務，幫助學生理解知識的同時提升學生分析與推理、歸納與概括的能力，培養(yǎng)學生科學思維。同時在思考解決問題的過程中明確水是“生命之源”。落實節(jié)約用水，珍惜水資源的教育。強化社會責任意識。 教師：將植物秸稈點燃燒盡, 最終都會得到一些灰白色的灰燼，請問這些灰燼是什么呢 引入無機鹽的學習。 （三）無機鹽與生命活動密切相關 【學習任務一】 認識無機鹽的含量和存在形式 教師：無機鹽在細胞中以什么形式存在呢？ 教師：無機鹽在細胞中的含量如何呢？ 教師：那既然無機鹽在細胞中含量很少，是否意味著它就不重要呢？ 設計意圖：通過基礎知識的講解以及層層遞進的問題，幫助學生理解知識的同時提升學生思考問題、識圖、提取信息的能力。 【學習任務二】 探究無機鹽的生理功能 呈現(xiàn)葉綠素和血紅素分子的結構簡圖 引導學生由鎂元素是構成葉綠素的元素，鐵是構成血紅素的元素，得出無機鹽是構成細胞內(nèi)化合物的重要組成成分。 以血液中鈣離子含量太低，動物會出現(xiàn)抽搐等癥狀；人體缺碘會引起甲減、甲狀腺腫大等癥狀，得出，無機鹽還參與維持細胞和生物體正常的生命活動。 以紅細胞在0.9%的氯化鈉溶液中會保持原有形態(tài)，在大于0.9%的氯化鈉溶液中會失水皺縮，在小于0.9%的溶液中會吸水脹破。得出無機鹽還參與維持細胞的滲透壓平衡。 以人會攝入一些堿性物質(zhì)(如Na2CO3)，劇烈運動會產(chǎn)生酸性物質(zhì)(如乳酸)，人體血液的pH一般也不會有較大變化。引出人體含有一定的緩沖物質(zhì)，這些緩沖物質(zhì)可以維持細胞的酸堿平衡。 設計意圖：通過相關情境資料，引入學生感興趣的生活實踐事例，逐步引導學生認識到無機鹽與生命活動密切相關,激發(fā)他們學習和探索興趣。同時提升分析與推理、歸納與概括、質(zhì)疑與批判的思維能力。 創(chuàng)設問題情景：請大家分析以上三種做法的主要原因是什么呢 患急性腸炎的病人，其腸道吸收功能會下降，不及時補充水分會造成脫水，所以給急性腸炎病人注射生理鹽水的目的是維持水分代謝平衡；受外傷利用0.9%生理鹽水清洗傷口是因為0.9%生理鹽水是細胞的等滲溶液，能維持細胞的正常形態(tài)，而且具有清潔作用；高溫作業(yè)時，因高溫出汗過多，會丟失鹽分，喝淡鹽水可以維持無機鹽代謝的平衡。 設計意圖：圍繞豐富有趣的問題情境，結合學生自身生活經(jīng)驗，引導學生基于生物學原理分析問題，提出觀點，討論交流，在探究活動中培養(yǎng)科學探究能力。 回顧本節(jié)重點內(nèi)容：水在生命體中具有重要作用，水在細胞中的存在形式，無機鹽與生命活動密切相關。 三、布置作業(yè) 1.目前已經(jīng)探明，在火星兩極地區(qū)有固態(tài)水， 而那里的土壤中含有生命必需的Mg、Na、 K等元素。科學家也曾在火星上發(fā)現(xiàn)了流動水的痕跡。科學家據(jù)此推測，火星上曾經(jīng)或者現(xiàn)在存在著生命。為什么科學家會作出這樣的推測呢？ 2.攝入食鹽過多或過少會對人體健康造成怎樣的危害？請查找資料，尋找答案。 3.設計實驗驗證某種無機鹽是否為植物生長發(fā)育所必需的。

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