课程总体目标

从运动员饮料成分表导入，认识水是活细胞中含量最多的化合物及不同生物含水量的差异规律；由水分子的极性理解水是良好溶剂，并掌握水参与生化反应、构成细胞生活液体环境、有助于物质运输的作用；对比自由水与结合水的定义、含量、作用与特点，联系冬小麦越冬与种子晒干储藏；学习无机盐的含量、离子与化合物两种存在形式，用Mg与叶绿素、Fe与血红素、P与核酸磷脂等实例说明无机盐是复杂化合物的重要组成成分、对维持生命活动及渗透压与酸碱平衡不可缺少。

具体学习目标

本课程共设置 6 项学习目标，涵盖知识理解、技能应用与科学探究三个维度。

1
说出水在细胞中的含量特点

能通过分析"组成细胞的主要化合物及相对含量"图，得出水是活细胞中含量最多的化合物（占细胞鲜重70%～90%），并能与蛋白质7%～10%、脂质1%～2%、糖类和核酸1%～1.5%、无机盐1%～1.5%进行比较；能辨析按鲜重统计含量最多的化合物是水、按干重统计则是蛋白质；能分析几种生物的含水量数据，归纳出生物体含水量随种类不同而有差别、一般为60%～95%、水母高达97%、总体上水生生物大于陆生生物的规律，并延伸理解含水量与代谢强弱、年龄的关系。

知识理解
2
从水分子的结构解释水是良好的溶剂

能说出水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合；能解释氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷、氢的一端稍带正电荷；能说明水分子的空间结构及电子的不对称分布使水成为极性分子，因而带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合，水成为细胞内良好的溶剂；能以NaCl在水中电离为Na+和Cl-并与水分子结合为例加以说明。

知识理解
3
阐明水在细胞中的其他三项作用

能举例说明水直接参与细胞内的许多生物化学反应（如光合作用中水被光解释放O2、有氧呼吸最后阶段氢与氧结合生成水，以及大分子的水解与脱水缩合）；能说出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（动物为组织液、血浆和淋巴，植物为细胞间隙与土壤溶液）；能说明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、同时把代谢废物运送到排泄器官或直接排出体外。

知识理解
4
区分自由水与结合水

能说出自由水是绝大部分呈游离状态、可以自由流动的水，约占细胞内全部水分的95.5%，是细胞内良好的溶剂；结合水是与细胞内蛋白质、多糖等其他物质相结合的水，约占4.5%，是细胞结构的重要组成部分；能说明在正常情况下细胞内自由水所占比例越大细胞代谢就越旺盛、结合水越多细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强；能运用该知识解释北方冬小麦入冬前结合水比例上升以避免结冰损伤、以及种子晒干减少自由水降低代谢便于储藏等现象。

知识理解
5
说明无机盐的含量与存在形式

能说出无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%～1.5%；能说明大多数无机盐以离子形式存在，并列举含量较多的阳离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+和含量较多的阴离子Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-；能说明少数无机盐以化合物的形式存在于生物体内，如动物牙齿和骨骼中的Ca以Ca3(PO4)2、CaCO3等形式存在；能把运动饮料中的氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠与相应离子对应起来。

知识理解
6
举例说出无机盐的三类作用

能说明无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分，也是细胞结构的重要组分：Mg是构成叶绿素的元素、缺Mg会阻碍叶绿素形成进而影响光合作用；Fe是构成血红素的元素、缺Fe导致血红蛋白合成障碍引起缺铁性贫血；P是组成细胞膜的磷脂和细胞核中核酸的重要成分，也是ATP等许多化合物的成分，缺P会使核酸合成受影响并波及蛋白质合成与糖类代谢，导致植株矮小、根系发育差、叶片暗绿偏紫、结实率低。能说明许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动都有重要作用，如人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞兴奋性降低而肌肉酸痛无力、大量出汗后应多喝淡盐水，哺乳动物血液中Ca2+含量太低会出现抽搐。能说明无机盐离子对维持生物体渗透压（水盐平衡）和维持细胞的酸碱平衡非常重要。

知识理解

学习路径时间线

  • 1
    认知阶段

    从"喝运动饮料主要给身体补充水"这一日常经验和一张真实的运动员饮料化学成分表切入，先追问水在细胞中起什么作用、表中哪些成分属于无机盐、为什么要给运动员补充无机盐，由此确立"水（含量→作用→存在形式）→无机盐（含量→存在形式→作用）"的双线索认知框架；再借助"组成细胞的主要化合物及相对含量"图与几种生物含水量表建立量的概念，并从水分子的极性这一结构基础出发解释其功能，形成结构决定功能的学科思想。

  • 2
    巩固阶段

    通过12处交互式思考讨论（水在细胞中起什么作用、表中哪些成分属于无机盐、为什么给运动员补充无机盐、水的含量有什么特点、不同生物含水量数据说明什么、晒干与浸种如何用自由水结合水解释、无机盐含量图能得出什么结论、少数无机盐以什么形式存在、植物缺Mg为何影响光合作用、缺Fe为何导致贫血、缺P为何影响生长发育等），在追问与自查中巩固对水的四大作用、自由水与结合水对比表、无机盐存在形式与三大作用的理解，并配合鲜重与干重、晒干与烘干两处易错提醒纠正常见误区。

  • 3
    练习阶段

    在运动后为何要喝淡盐水、腹泻高烧脱水为何要补液、北方冬小麦如何安全越冬、粮食种子为何要晒干储藏而播种前又要浸种、缺铁性贫血为何要补铁、玉米缺磷为何矮小发紫、施用氮磷钾肥的道理、生理盐水浓度为何是0.9%等真实情境中运用本节知识；并借助水分子极性示意、化合物相对含量柱形图与本节知识网络图，把"含量的多少与作用的重要程度并不成正比"这一核心观点落到具体问题的分析中。

完成后你将掌握

能准确说出水是活细胞中含量最多的化合物（鲜重70%～90%）、无机盐仅占1%～1.5%，能比较不同生物的含水量并归纳水生大于陆生、代谢越旺盛含水量越高、幼年大于成年大于老年的规律，能正确区分鲜重与干重条件下含量最多的化合物。
能从水分子的极性出发完整阐明水在细胞中的四大作用——良好的溶剂、参与许多生物化学反应、构成细胞生活的液体环境、有助于物质的运输；并能从定义、含量、作用、特点四个维度对比自由水与结合水，运用比例变化解释冬小麦越冬、种子晒干储藏与浸种催芽等生产实践。
能说出无机盐在细胞中的两种存在形式并列举常见阴阳离子，能用Mg与叶绿素、Fe与血红素、P与核酸和磷脂、Ca与骨骼牙齿等实例论证无机盐是复杂化合物的重要组成成分，能举例说明无机盐对维持生命活动、维持渗透压（水盐平衡）和酸碱平衡的重要作用。