2.1細(xì)胞中的元素和化合物教案 一生物人教版必修一

1、第2章 組成細(xì)胞的分子第1節(jié) 細(xì)胞中的元素和化合物（詳案）一、教材分析本節(jié)課的授課內(nèi)容是高中生物必修一的第二章第一節(jié)，第一章介紹了生命活動(dòng)離不開(kāi)細(xì)胞，生物由細(xì)胞組成以及細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性。從第二章開(kāi)始，對(duì)細(xì)胞開(kāi)始深層次的學(xué)習(xí)，本節(jié)中組成細(xì)胞的元素、組成細(xì)胞的化合物內(nèi)容較簡(jiǎn)單易懂。重點(diǎn)在于對(duì)生物組織中幾種主要有機(jī)物的檢測(cè)，著重在于讓學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理，并掌握實(shí)驗(yàn)方法。知識(shí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如下：細(xì)胞中的元素和化合物 細(xì)胞中的化合物細(xì)胞中的元素 根據(jù)細(xì)胞中的含量分 有機(jī)物無(wú)機(jī)物微量元素大量元素 糖類脂肪蛋白質(zhì) 無(wú)機(jī)鹽 水Fe Mn BZn Mo CuC H O N P S K Ca Mg 主 要 元 素基

2、本元素最基本的元素 雙縮脲試劑蘇丹碘液蘇丹斐林試劑淀粉還 原糖 流程圖 大量元素： C H O N P S K Ca Mg 組成細(xì)胞的元素 微量元素：Fe Ma Cu Mo Zn B 主要元素：C H O P N S細(xì)胞的元素和化合物基本元素：C H O N最基本元素：C蛋白質(zhì)生命活動(dòng)的體現(xiàn)者（生命物質(zhì)）有機(jī)物組成細(xì)胞的化合物核酸一切生物的遺傳物質(zhì)（遺傳物質(zhì)）糖類生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)（能源物質(zhì)）脂質(zhì)生物體主要的儲(chǔ)能物質(zhì)（儲(chǔ)能物質(zhì)）無(wú)機(jī)物水生物體內(nèi)最多的化合物無(wú)機(jī)鹽對(duì)生物體的生命活動(dòng)有重要作用二、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo) （1）簡(jiǎn)述組成細(xì)胞的主要元素。（2）說(shuō)出構(gòu)成細(xì)胞的基本元素是碳。（3）說(shuō)出水

3、在細(xì)胞中的存在形式和作用；（4）說(shuō)出無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和主要作用2.能力目標(biāo)（1）學(xué)會(huì)檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的方法。（2）培養(yǎng)學(xué)生分析、比較、歸納等邏輯推理能力。（3）培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及提高學(xué)生學(xué)科之間相互滲透的遷移能力。3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）認(rèn)同生命的物質(zhì)性和生物界在物質(zhì)組成上的統(tǒng)一性。（2）立辨證的唯物主義世界觀。增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，消除對(duì)生命認(rèn)識(shí)的神秘感，滲透協(xié)調(diào)美和思想美。（3）對(duì)運(yùn)動(dòng)飲料成分的調(diào)查及分析，體驗(yàn)探究活動(dòng)及小組合作學(xué)習(xí)。（4）課后實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案及進(jìn)行試驗(yàn)操作，學(xué)會(huì)初步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、增強(qiáng)實(shí)

4、驗(yàn)操作技能。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)（1）組成細(xì)胞的元素和化合物。（2）檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。2、教學(xué)難點(diǎn)（1）構(gòu)成細(xì)胞的基本元素是碳。（2）檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。四、學(xué)情分析 本節(jié)課的授課對(duì)象是高中一年級(jí)（高一）的學(xué)生。學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過(guò)化學(xué)和生物，有了一定的化學(xué)知識(shí)和生物知識(shí)積累，這些知識(shí)為本節(jié)課的內(nèi)容奠定了一定的基礎(chǔ)。例如元素的概念、化合物的組成。在元素部分的學(xué)習(xí)中，大量元素和微量元素不易區(qū)分，容易混淆，此處應(yīng)用具體數(shù)據(jù)舉例，才具有說(shuō)服力。同時(shí)，在日常生活中，學(xué)生會(huì)接觸到一些關(guān)于生物(主要是人)體內(nèi)存在的化學(xué)元素的信息，對(duì)生物物體由元素組成容易理解。在化

5、合物部分的學(xué)習(xí)中，同學(xué)們對(duì)構(gòu)成細(xì)胞的有機(jī)物也有了初步的認(rèn)識(shí)，例如，知道瘦肉中含蛋白質(zhì)比較多，肥肉中含脂肪較多，水果含糖類較多等等。但是，本節(jié)課中的實(shí)驗(yàn)是學(xué)生不曾接觸過(guò)的，在做實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求學(xué)生注意安全。教學(xué)策略講授法、直觀教學(xué)法課時(shí)安排1課時(shí)（40min）教學(xué)過(guò)程1、導(dǎo)入：（2min）師：前面同學(xué)們通過(guò)走近細(xì)胞，我們知道細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)細(xì)胞，那細(xì)胞為什么能表現(xiàn)生命活動(dòng)的呢？由細(xì)胞組成的生物體為什么能表現(xiàn)出生命活動(dòng)呢？就比如說(shuō)同學(xué)們教室嬉戲打鬧歡聲笑語(yǔ)時(shí)，我們的教學(xué)樓永遠(yuǎn)靜靜的站立著，像教學(xué)樓這樣的，地球上的其他非生物體為什么沒(méi)有生命活動(dòng)特征呢？但是我們知

6、道細(xì)胞和其他非生物體一樣都是由元素和分子組成的，不同的是，非生物體沒(méi)有生命活動(dòng)，細(xì)胞卻有，是不是因?yàn)榧?xì)胞有特殊的物質(zhì)分子呢？今天我們就開(kāi)始學(xué)習(xí)第二章組成細(xì)胞的分子，我們知道分子又是由相應(yīng)的元素組成的，那組成細(xì)胞分子的元素有沒(méi)有特殊之處呢？這些元素又形成了哪些化合物呢？今天我們首先來(lái)學(xué)習(xí)一下這章第一節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物。2、新知學(xué)習(xí)：（28min）師：大家把書(shū)本打開(kāi)到P16頁(yè)，看問(wèn)題探究里的這個(gè)表格，這實(shí)際上是個(gè)小資料，讓大家看這個(gè)表格并不是要求大家去記憶表格中的數(shù)據(jù)，而是讓大家去分析這些數(shù)據(jù)，去學(xué)習(xí)別人的研究方法和研究過(guò)程。好的，大家一起看一下這個(gè)表格，組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量（）表

7、。元素這一列，有O 、Si、C、N、H元素，分別在地殼和細(xì)胞中都有相應(yīng)的含量。就這幾種元素而言，有沒(méi)有一種元素地殼中有而細(xì)胞中沒(méi)有的？生：沒(méi)有師：由此可見(jiàn)細(xì)胞中沒(méi)有一種元素是特有的，細(xì)胞中有的地殼中也有。這是為什么呢？大家有沒(méi)有想過(guò)細(xì)胞中元素是怎么來(lái)的呢？自己產(chǎn)生的嗎？生：不是師：實(shí)際上是從外界環(huán)境也就是非生物界攝取來(lái)的，在這里要說(shuō)一下，外界相對(duì)于我們自身而言，我站在這里，那我的周圍就是外界環(huán)境；無(wú)機(jī)自然界是相對(duì)于有生命的有機(jī)體而言的，比如我是有生命的，我是有機(jī)體。這張講桌沒(méi)有生命可言，注意是生命不是壽命啊，這桌子還是有壽命的，既然桌子沒(méi)有生命它就是無(wú)機(jī)的，非生物界就是相對(duì)于生物界來(lái)說(shuō)的。細(xì)胞

8、要生存就必須從外界環(huán)境攝取所需物資，你比如人，我們每天必須得喝水，我們知道一個(gè)人要是連續(xù)一周不喝水不吃食物，生命活動(dòng)就終止了。所以，細(xì)胞要生存，生物要生存，從自然界攝取物質(zhì)是非常必要的。這些物質(zhì)來(lái)自自然界，物質(zhì)又是由元素組成的，所以細(xì)胞中的元素是來(lái)自自然界，沒(méi)有一種元素是細(xì)胞特有的，那么這個(gè)說(shuō)明什么問(wèn)題呢？雖然細(xì)胞能進(jìn)行生命活動(dòng)，非生物體不能進(jìn)行生命活動(dòng)，但是從元素成上來(lái)看是一樣的，細(xì)胞有的，非生物體也有。所以生物體和非生物體也存在著共性。前面我們學(xué)到不同的細(xì)胞具有統(tǒng)一性，那從元素組成上看，生物體和非生物體也具有統(tǒng)一性。師：另外，我們?cè)贀Q個(gè)角度去看這個(gè)表，各種元素在地殼和細(xì)胞中含量一樣嗎？生：

9、Si在地殼含量很高，在細(xì)胞中極少，所以我們從元素含量這個(gè)角度來(lái)看，生物界和非生物界是存在差異的，具有差異性。師：我們通過(guò)化學(xué)、物理、生物多種方法發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中元素含量是不盡相同的。含量多的我們稱為為大量元素，多到什么程度呢？含量占到細(xì)胞質(zhì)量的1/10000以上就是大量元素，含量少于1/10000的稱為微量元素，分別是哪些元素？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。師：考慮到大家對(duì)化學(xué)元素周期表中還不太熟悉，這里教給大家一個(gè)小訣竅，方便大家記憶，就是鐵猛碰新木桶。師：微量元素含量少是不是作用就微不足道呢？生：不是師：微量元素雖然含量少但都有

10、應(yīng)的作用，比如說(shuō)Fe元素，如果我們?nèi)巳盕e會(huì)怎么樣？有什么癥狀呢？生：貧血，頭暈，眼前發(fā)黑師：還有B元素對(duì)于植物花粉萌發(fā)和花粉管伸長(zhǎng)有重要作用，所以家里種花的同學(xué)要注意施肥。再比如碘元素，人缺碘會(huì)怎樣呢？生：會(huì)得大脖子病師：是的，所以同學(xué)們平時(shí)不要挑食，從食物中攝取到機(jī)體所需的元素，有一個(gè)健康的身體。生：是師：現(xiàn)在大家看到書(shū)本的兩個(gè)餅狀圖，圖2-1組成人體細(xì)胞的主要元素，括號(hào)內(nèi)占細(xì)胞鮮重的百分比；圖2-2組成人體細(xì)胞的主要元素，括號(hào)內(nèi)是占細(xì)胞干重的百分比，大家注意到一個(gè)是干重一個(gè)是鮮重，所謂鮮重呢就是細(xì)胞含水，干重就是不含水。說(shuō)明什么問(wèn)題？小組討論，想好答案的小組舉手示意老師，回答問(wèn)題。生：鮮

11、重中細(xì)胞中的主要元素有C、H、O、N、P、S；干重中細(xì)胞中主要元素有C、H、O、N、P、S還多三個(gè)K、Ca、Mg不管是細(xì)胞干重還是鮮重，主要元素是C、H、O、N、P、S。其中C、H、O、N這四種元素含量最多，在這四種元素中呢C元素是最基本的元素。 師：為什么C元素是最基本的元素呢？我們從兩方面來(lái)考慮，一方面是C元素在細(xì)胞干重中占到55.99，含量最高； C原子的最外層電子數(shù)是4，可以與其他原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，容易與其他原子形成化合物，C元素可以與其他元素形成化合物，比如我們后面即將學(xué)到的學(xué)到的糖類、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等等。所以C元素就是最基本的化學(xué)元素。師：組成細(xì)胞的元素有大量元素、微量元素、

12、主要元素、最基本元素，那這些元素在細(xì)胞里是單獨(dú)存在的嗎？生：不是師：應(yīng)該是不全是，細(xì)胞中的元素大多數(shù)是化合物的形式存在的，那細(xì)胞中的元素組成了哪些化合物呢？小組討論，想好答案的小組舉手示意老師，回答問(wèn)題。生：細(xì)胞中的化合物根據(jù)有無(wú)C元素可以分為無(wú)機(jī)物和有機(jī)物兩大類，無(wú)機(jī)物不含C元素，有機(jī)物就是含C元素。但是有疑問(wèn)了：那CO2、CO、碳酸鹽都含有碳元素，怎么是無(wú)機(jī)物呢？師：這里要說(shuō)明一下，因?yàn)檫@些物質(zhì)比較特殊，化學(xué)性質(zhì)比較像無(wú)機(jī)物所以把他們無(wú)機(jī)物一類。細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物包括水和無(wú)機(jī)鹽，有機(jī)物包括糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸。 師：糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)這三個(gè)大家都熟悉，核酸比較陌生，那我說(shuō)一種物質(zhì)大家肯定不

13、陌生-DNA，它是核算的一種，是主要的遺傳物質(zhì)。這些化合物在細(xì)胞中含量又是怎樣呢？大家來(lái)看一下書(shū)上P17頁(yè)的表格，在這個(gè)表格中你發(fā)現(xiàn)了什么？小組討論，想好答案的小組舉手示意老師，回答問(wèn)題。生：水占到8590最高，其次是蛋白質(zhì)占到710，第二多。在無(wú)機(jī)物中，理所當(dāng)然的是水最多了，有機(jī)化合物中蛋白質(zhì)含量最高。這兩種化合物含量這么高對(duì)生命是有非常重要意義的。師：水對(duì)生命的意義不言而喻，蛋白質(zhì)呢，我們初中學(xué)過(guò)一種蛋白質(zhì)對(duì)我們很重要，是什么呀？生:血紅蛋白，師：它是運(yùn)輸氧氣的，如果我們?nèi)狈λ?，就?huì)缺氧?？梢?jiàn)蛋白質(zhì)我們的重要性。學(xué)習(xí)了化合物，大家能聯(lián)系生活實(shí)際說(shuō)說(shuō)哪些植物器官富含糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)嗎？這個(gè)

14、季節(jié)正是吃甘蔗的時(shí)候，甘蔗富含什么?生：糖類師：還有那些植物富含糖類呢生：蘋果、梨師：那脂質(zhì)呢？說(shuō)脂質(zhì)大家不太熟，平常生活里我們不稱它為脂質(zhì)，而是油，比如我們炒菜用的菜籽油、芝麻油、花生油，那這些植物是不是含脂質(zhì)??！生：是師：那蛋白質(zhì)呢？那些植物富含蛋白質(zhì)？生：大豆師：對(duì)的，我們?cè)缟虾鹊亩節(jié){就是富含蛋白質(zhì)，所以同學(xué)們現(xiàn)在正是長(zhǎng)身體的時(shí)候，喝點(diǎn)豆?jié){是很有好處的。那當(dāng)初我們是怎樣檢測(cè)或鑒定植物器官富含這些有機(jī)物的呢？現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材P18-P19，學(xué)習(xí)檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。完成下面的表格。（一）可溶性糖的鑒定操 作 方 法注 意 問(wèn) 題解 釋1. 制備組織樣液。（去皮、切塊、研磨

15、、過(guò)濾）蘋果或梨組織液必須臨時(shí)制備。因蘋果多酚氧化酶含量高，組織液很易被氧化成褐色，將產(chǎn)生的顏色掩蓋。2. 取1支試管，向試管內(nèi)注入2mL組織樣液。3. 向試管內(nèi)注入1mL新制的斐林試劑，振蕩。應(yīng)將組成斐林試劑的甲液、乙液分別配制、儲(chǔ)存，使用前才將甲、乙液等量混勻成斐林試劑；切勿將甲液、乙液分別加入蘋果組織樣液中進(jìn)行檢測(cè)。斐林試劑很不穩(wěn)定，甲、乙液混合保存時(shí)，生成的Cu ( OH ) 2在70 900C下分解成黑色CuO和水；甲、乙液分別加入時(shí)可能會(huì)與組織樣液發(fā)生反應(yīng)，無(wú)Cu OH生成。4. 試管放在盛有50-650C溫水的大燒杯中，加熱約2分鐘，觀察到溶液顏色：淺藍(lán)色 棕色 磚紅色（沉淀）最

16、好用試管夾夾住試管上部，使試管底部不觸及燒杯底部，試管口不朝向?qū)嶒?yàn)者。也可用酒精燈對(duì)試管直接加熱。防止試管內(nèi)的溶液沖出試管，造成燙傷；縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。（二）脂肪的鑒定操 作 方 法注 意 問(wèn) 題解 釋花生種子浸泡、去皮、切下一些子葉薄片，將薄片放在載玻片的水滴中，用吸水紙吸去裝片中的水。干種子要浸泡34小時(shí)，新花生的浸泡時(shí)間可縮短。因?yàn)榻輹r(shí)間短，不易切片；浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，組織較軟，切片不易成形。切片要盡可能薄些，便于觀察。在子葉薄片上滴23滴蘇丹或蘇丹染液，染色1分鐘。染色時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。用吸水紙吸去薄片周圍染液，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，會(huì)影響對(duì)橘黃色脂肪滴的

17、觀察。同時(shí)，酒精是脂溶性溶劑，可將花生細(xì)胞中的脂肪顆粒溶解成油滴。用吸水紙吸去薄片周圍酒精，滴上12滴蒸餾水，蓋上蓋玻片。滴上清水可防止蓋蓋玻片時(shí)產(chǎn)生氣泡。低倍鏡下找到花生子葉薄片的最薄處，可看到細(xì)胞中有染成橘黃色或紅色圓形小顆粒。裝片不宜久放。時(shí)間一長(zhǎng)，油滴會(huì)溶解在乙醇中。（三）、蛋白質(zhì)的鑒定操 作 方 法注 意 問(wèn) 題解 釋制備組織樣液。（浸泡、去皮研磨、過(guò)濾。）黃豆浸泡1至2天，容易研磨成漿，也可購(gòu)新鮮豆?jié){以節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間。鑒定。加樣液約2ml于試管中，加入雙縮脲試劑A，搖勻；再加入雙縮脲試劑B液34滴，搖勻，溶液變紫色。A液和B液也要分開(kāi)配制，儲(chǔ)存。鑒定時(shí)先加A液后加B液。CuSO4溶液

18、不能多加。先加NaOH溶液，為Cu2+與蛋白質(zhì)反應(yīng)提供一個(gè)堿性的環(huán)境。A、B液混裝或同時(shí)加入，會(huì)導(dǎo)致Cu2+變成Cu ( OH ) 2沉淀，而失效。否則CuSO4的藍(lán)色會(huì)遮蓋反應(yīng)的真實(shí)顏色。可用蛋清代替豆?jié){。蛋清要先稀釋。如果稀釋不夠，在實(shí)驗(yàn)中蛋清粘在試管壁，與雙縮脲試劑反應(yīng)后會(huì)粘固在試管內(nèi)壁上，使反應(yīng)不容易徹底，并且試管也不易洗干凈。附：淀粉的檢測(cè)和觀察用試管取2ml待測(cè)組織樣液，向試管內(nèi)滴加2滴碘液，觀察顏色變化。碘液不要滴太多以免影響顏色觀察師：這些生物材料中有機(jī)化合物的種類、含量一樣嗎？生：種類一樣，但是含量不一樣。師：（結(jié)束語(yǔ)）今天我們一起學(xué)習(xí)了細(xì)胞中的元素和化合物，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)了生物組織中的有機(jī)物。在日常生活中，我們經(jīng)常會(huì)遇到一些食品安全的問(wèn)題，如某些謊稱天然果汁的飲料中，根本沒(méi)有糖和維生素，而是勾兌的糖精水，某些嬰兒奶粉中根本就不含有或含有非常低的