2.1细胞中的元素和化合物教案 一生物人教版必修一.doc

第2章 组成细胞的分子第1节 细胞中的元素和化合物（详案）一、教材分析本节课的授课内容是高中生物必修一的第二章第一节，第一章介绍了生命活动离不开细胞，生物由细胞组成以及细胞的多样性和统一性。从第二章开始，对细胞开始深层次的学习，本节中组成细胞的元素、组成细胞的化合物内容较简单易懂。重点在于对生物组织中几种主要有机物的检测，着重在于让学生理解实验原理，并掌握实验方法。知识结构结构图如下：细胞中的元素和化合物 细胞中的化合物细胞中的元素 根据细胞中的含量分 有机物无机物微量元素大量元素 糖类脂肪蛋白质 无机盐 水Fe Mn BZn Mo CuC H O N P S K Ca Mg 主 要 元 素基本元素最基本的元素 双缩脲试剂苏丹碘液苏丹斐林试剂淀粉还 原糖 流程图 大量元素： C H O N P S K Ca Mg 组成细胞的元素 微量元素：Fe Ma Cu Mo Zn B 主要元素：C H O P N S细胞的元素和化合物基本元素：C H O N最基本元素：C蛋白质生命活动的体现者（生命物质）有机物组成细胞的化合物核酸一切生物的遗传物质（遗传物质）糖类生命活动的主要能源物质（能源物质）脂质生物体主要的储能物质（储能物质）无机物水生物体内最多的化合物无机盐对生物体的生命活动有重要作用二、教学目标1.知识目标 （1）简述组成细胞的主要元素。（2）说出构成细胞的基本元素是碳。（3）说出水在细胞中的存在形式和作用；（4）说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用2.能力目标（1）学会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。（2）培养学生分析、比较、归纳等逻辑推理能力。（3）培养学生的知识迁移能力、综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，以及提高学生学科之间相互渗透的迁移能力。3.情感、态度与价值观 （1）认同生命的物质性和生物界在物质组成上的统一性。（2）立辨证的唯物主义世界观。增强学生对生命本质的认识，消除对生命认识的神秘感，渗透协调美和思想美。（3）对运动饮料成分的调查及分析，体验探究活动及小组合作学习。（4）课后实践活动设计实验方案及进行试验操作，学会初步设计实验、增强实验操作技能。三、教学重点和难点1、教学重点（1）组成细胞的元素和化合物。（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。2、教学难点（1）构成细胞的基本元素是碳。（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。四、学情分析 本节课的授课对象是高中一年级（高一）的学生。学生在初中已经学过化学和生物，有了一定的化学知识和生物知识积累，这些知识为本节课的内容奠定了一定的基础。例如元素的概念、化合物的组成。在元素部分的学习中，大量元素和微量元素不易区分，容易混淆，此处应用具体数据举例，才具有说服力。同时，在日常生活中，学生会接触到一些关于生物(主要是人)体内存在的化学元素的信息，对生物物体由元素组成容易理解。在化合物部分的学习中，同学们对构成细胞的有机物也有了初步的认识，例如，知道瘦肉中含蛋白质比较多，肥肉中含脂肪较多，水果含糖类较多等等。但是，本节课中的实验是学生不曾接触过的，在做实验过程中，要求学生注意安全。5、 教学策略讲授法、直观教学法6、 课时安排1课时（40min）7、 教学过程1、导入：（2min）师：前面同学们通过走近细胞，我们知道细胞是生物体结构和功能的基本单位，一切生命活动都离不开细胞，那细胞为什么能表现生命活动的呢？由细胞组成的生物体为什么能表现出生命活动呢？就比如说同学们教室嬉戏打闹欢声笑语时，我们的教学楼永远静静的站立着，像教学楼这样的，地球上的其他非生物体为什么没有生命活动特征呢？但是我们知道细胞和其他非生物体一样都是由元素和分子组成的，不同的是，非生物体没有生命活动，细胞却有，是不是因为细胞有特殊的物质分子呢？今天我们就开始学习第二章组成细胞的分子，我们知道分子又是由相应的元素组成的，那组成细胞分子的元素有没有特殊之处呢？这些元素又形成了哪些化合物呢？今天我们首先来学习一下这章第一节细胞中的元素和化合物。2、新知学习：（28min）师：大家把书本打开到P16页，看问题探究里的这个表格，这实际上是个小资料，让大家看这个表格并不是要求大家去记忆表格中的数据，而是让大家去分析这些数据，去学习别人的研究方法和研究过程。好的，大家一起看一下这个表格，组成地壳和组成细胞的部分元素含量（）表。元素这一列，有O 、Si、C、N、H元素，分别在地壳和细胞中都有相应的含量。就这几种元素而言，有没有一种元素地壳中有而细胞中没有的？生：没有师：由此可见细胞中没有一种元素是特有的，细胞中有的地壳中也有。这是为什么呢？大家有没有想过细胞中元素是怎么来的呢？自己产生的吗？生：不是师：实际上是从外界环境也就是非生物界摄取来的，在这里要说一下，外界相对于我们自身而言，我站在这里，那我的周围就是外界环境；无机自然界是相对于有生命的有机体而言的，比如我是有生命的，我是有机体。这张讲桌没有生命可言，注意是生命不是寿命啊，这桌子还是有寿命的，既然桌子没有生命它就是无机的，非生物界就是相对于生物界来说的。细胞要生存就必须从外界环境摄取所需物资，你比如人，我们每天必须得喝水，我们知道一个人要是连续一周不喝水不吃食物，生命活动就终止了。所以，细胞要生存，生物要生存，从自然界摄取物质是非常必要的。这些物质来自自然界，物质又是由元素组成的，所以细胞中的元素是来自自然界，没有一种元素是细胞特有的，那么这个说明什么问题呢？虽然细胞能进行生命活动，非生物体不能进行生命活动，但是从元素成上来看是一样的，细胞有的，非生物体也有。所以生物体和非生物体也存在着共性。前面我们学到不同的细胞具有统一性，那从元素组成上看，生物体和非生物体也具有统一性。师：另外，我们再换个角度去看这个表，各种元素在地壳和细胞中含量一样吗？生：Si在地壳含量很高，在细胞中极少，所以我们从元素含量这个角度来看，生物界和非生物界是存在差异的，具有差异性。师：我们通过化学、物理、生物多种方法发现细胞中元素含量是不尽相同的。含量多的我们称为为大量元素，多到什么程度呢？含量占到细胞质量的1/10000以上就是大量元素，含量少于1/10000的称为微量元素，分别是哪些元素？生：大量元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg等；微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。师：考虑到大家对化学元素周期表中还不太熟悉，这里教给大家一个小诀窍，方便大家记忆，就是铁猛碰新木桶。师：微量元素含量少是不是作用就微不足道呢？生：不是师：微量元素虽然含量少但都有应的作用，比如说Fe元素，如果我们人缺Fe会怎么样？有什么症状呢？生：贫血，头晕，眼前发黑师：还有B元素对于植物花粉萌发和花粉管伸长有重要作用，所以家里种花的同学要注意施肥。再比如碘元素，人缺碘会怎样呢？生：会得大脖子病师：是的，所以同学们平时不要挑食，从食物中摄取到机体所需的元素，有一个健康的身体。生：是师：现在大家看到书本的两个饼状图，图2-1组成人体细胞的主要元素，括号内占细胞鲜重的百分比；图2-2组成人体细胞的主要元素，括号内是占细胞干重的百分比，大家注意到一个是干重一个是鲜重，所谓鲜重呢就是细胞含水，干重就是不含水。说明什么问题？小组讨论，想好答案的小组举手示意老师，回答问题。生：鲜重中细胞中的主要元素有C、H、O、N、P、S；干重中细胞中主要元素有C、H、O、N、P、S还多三个K、Ca、Mg不管是细胞干重还是鲜重，主要元素是C、H、O、N、P、S。其中C、H、O、N这四种元素含量最多，在这四种元素中呢C元素是最基本的元素。 师：为什么C元素是最基本的元素呢？我们从两方面来考虑，一方面是C元素在细胞干重中占到55.99，含量最高； C原子的最外层电子数是4，可以与其他原子形成4个共价键，容易与其他原子形成化合物，C元素可以与其他元素形成化合物，比如我们后面即将学到的学到的糖类、蛋白质、脂质、核酸等等。所以C元素就是最基本的化学元素。师：组成细胞的元素有大量元素、微量元素、主要元素、最基本元素，那这些元素在细胞里是单独存在的吗？生：不是师：应该是不全是，细胞中的元素大多数是化合物的形式存在的，那细胞中的元素组成了哪些化合物呢？小组讨论，想好答案的小组举手示意老师，回答问题。生：细胞中的化合物根据有无C元素可以分为无机物和有机物两大类，无机物不含C元素，有机物就是含C元素。但是有疑问了：那CO2、CO、碳酸盐都含有碳元素，怎么是无机物呢？师：这里要说明一下，因为这些物质比较特殊，化学性质比较像无机物所以把他们无机物一类。细胞中的无机物包括水和无机盐，有机物包括糖类、脂质、蛋白质、核酸。 师：糖类、脂质、蛋白质这三个大家都熟悉，核酸比较陌生，那我说一种物质大家肯定不陌生-DNA，它是核算的一种，是主要的遗传物质。这些化合物在细胞中含量又是怎样呢？大家来看一下书上P17页的表格，在这个表格中你发现了什么？小组讨论，想好答案的小组举手示意老师，回答问题。生：水占到8590最高，其次是蛋白质占到710，第二多。在无机物中，理所当然的是水最多了，有机化合物中蛋白质含量最高。这两种化合物含量这么高对生命是有非常重要意义的。师：水对生命的意义不言而喻，蛋白质呢，我们初中学过一种蛋白质对我们很重要，是什么呀？生:血红蛋白，师：它是运输氧气的，如果我们缺乏它，就会缺氧。可见蛋白质我们的重要性。学习了化合物，大家能联系生活实际说说哪些植物器官富含糖类、脂质、蛋白质吗？这个季节正是吃甘蔗的时候，甘蔗富含什么?生：糖类师：还有那些植物富含糖类呢生：苹果、梨师：那脂质呢？说脂质大家不太熟，平常生活里我们不称它为脂质，而是油，比如我们炒菜用的菜籽油、芝麻油、花生油，那这些植物是不是含脂质啊！生：是师：那蛋白质呢？那些植物富含蛋白质？生：大豆师：对的，我们早上喝的豆浆就是富含蛋白质，所以同学们现在正是长身体的时候，喝点豆浆是很有好处的。那当初我们是怎样检测或鉴定植物器官富含这些有机物的呢？现在请同学们阅读教材P18-P19，学习检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。完成下面的表格。（一）可溶性糖的鉴定操 作 方 法注 意 问 题解 释1. 制备组织样液。（去皮、切块、研磨、过滤）苹果或梨组织液必须临时制备。因苹果多酚氧化酶含量高，组织液很易被氧化成褐色，将产生的颜色掩盖。2. 取1支试管，向试管内注入2mL组织样液。3. 向试管内注入1mL新制的斐林试剂，振荡。应将组成斐林试剂的甲液、乙液分别配制、储存，使用前才将甲、乙液等量混匀成斐林试剂；切勿将甲液、乙液分别加入苹果组织样液中进行检测。斐林试剂很不稳定，甲、乙液混合保存时，生成的Cu ( OH ) 2在70 900C下分解成黑色CuO和水；甲、乙液分别加入时可能会与组织样液发生反应，无Cu OH生成。4. 试管放在盛有50-650C温水的大烧杯中，加热约2分钟，观察到溶液颜色：浅蓝色 棕色 砖红色（沉淀）最好用试管夹夹住试管上部，使试管底部不触及烧杯底部，试管口不朝向实验者。也可用酒精灯对试管直接加热。防止试管内的溶液冲出试管，造成烫伤；缩短实验时间。（二）脂肪的鉴定操 作 方 法注 意 问 题解 释花生种子浸泡、去皮、切下一些子叶薄片，将薄片放在载玻片的水滴中，用吸水纸吸去装片中的水。干种子要浸泡34小时，新花生的浸泡时间可缩短。因为浸泡时间短，不易切片；浸泡时间过长，组织较软，切片不易成形。切片要尽可能薄些，便于观察。在子叶薄片上滴23滴苏丹或苏丹染液，染色1分钟。染色时间不宜过长。用吸水纸吸去薄片周围染液，用50%酒精洗去浮色，吸去酒精。酒精用于洗去浮色，不洗去浮色，会影响对橘黄色脂肪滴的观察。同时，酒精是脂溶性溶剂，可将花生细胞中的脂肪颗粒溶解成油滴。用吸水纸吸去薄片周围酒精，滴上12滴蒸馏水，盖上盖玻片。滴上清水可防止盖盖玻片时产生气泡。低倍镜下找到花生子叶薄片的最薄处，可看到细胞中有染成橘黄色或红色圆形小颗粒。装片不宜久放。时间一长，油滴会溶解在乙醇中。（三）、蛋白质的鉴定操 作 方 法注 意 问 题解 释制备组织样液。（浸泡、去皮研磨、过滤。）黄豆浸泡1至2天，容易研磨成浆，也可购新鲜豆浆以节约实验时间。鉴定。加样液约2ml于试管中，加入双缩脲试剂A，摇匀；再加入双缩脲试剂B液34滴，摇匀，溶液变紫色。A液和B液也要分开配制，储存。鉴定时先加A液后加B液。CuSO4溶液不能多加。先加NaOH溶液，为Cu2+与蛋白质反应提供一个碱性的环境。A、B液混装或同时加入，会导致Cu2+变成Cu ( OH ) 2沉淀，而失效。否则CuSO4的蓝色会遮盖反应的真实颜色。可用蛋清代替豆浆。蛋清要先稀释。如果稀释不够，在实验中蛋清粘在试管壁，与双缩脲试剂反应后会粘固在试管内壁上，使反应不容易彻底，并且试管也不易洗干净。附：淀粉的检测和观察用试管取2ml待测组织样液，向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。碘液不要滴太多以免影响颜色观察师：这些生物材料中有机化合物的种类、含量一样吗？生：种类一样，但是含量不一样。师：（结束语）今天我们一起学习了细胞中的元素和化合物，并通过实验检测了生物组织中的有机物。在日常生活中，我们经常会遇到一些食品安全的问题，如某些谎称天然果汁的饮料中，根本没有糖和维生素，而是勾兑的糖精水，某些婴儿奶粉中根本就不含有或含有非常低的蛋白质（大头娃娃现象）等。今天我们学习了检测还原糖、蛋白质和脂肪的方法，今后如果再遇到这些情况，相信我们就能用科学的手段来识别这些假冒伪劣的食品了。3、课堂练习仙人掌生活在缺水的沙漠中,在仙人掌的细胞中含量最多的化合物是（ ）A.水 B.蛋白质 C.脂质 D.糖类把黄豆制作成豆芽的过程中，增重主要来自（ ）A.无机盐 B.水 C.蛋白质 D.脂肪组成人肝脏细胞的化合物中，含量最多的化合物和含量最多的有机物分别是（ ） A.水、蛋白质 B.水、糖类 C.蛋白质、核酸 D.核酸、水在“检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质”的实验中，对实验材料的选择叙述中，错误的是（ ） A.甘蔗茎、甜菜的块根等都含有较多的糖，且近于白色，因此可以用于进行还原性糖的鉴定B.花生种子含脂肪多，且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料C.大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料D.马铃薯块茎中淀粉含量较高，是进行淀粉鉴定的理想材料8、 课后作业完成教材P19课后练习9、 板书设计第2章 组成细胞的分子 第一节 细胞中的元素和化合大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu （铁 猛 碰 新 木 桶） 一、组成细胞的元素 主要元素：C、H、O、N、P、S 最基本元素：C 水 无机物 无机盐二、组成细胞的化合物 糖类 有机物 脂质 蛋白质 核酸 DNA 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质