高一生物上册必修1《细胞中的元素和化合物》教案【一】
教学准备
教学目标
1.知识与技能
(1)知道组成细胞的主要元素;知道为什么碳元素是构成细胞的基本元素。
(2)学会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。
2.过程与方法
(1)通过对C元素的分析，说明有机化合物形成的可能性及必然性，初步培养学生跨学科综合分析问题的能力。
(2)通过对组成细胞中的元素的百分比的分析，通过对不同化合物的质量分数的学习，培养学生理解、思考和分析问题的能力。
3.情感态度与价值观
(1)认同生命的物质性。
(2)认同生物界在物质组成上的统一性。
教学重难点
教学重点
1.组成细胞的主要元素和化合物。
2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
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。
教学工具
多媒体
教学过程
一：细胞中的元素和化合物
[情境创设]
地球上的环境千变万化，但都是有一定的物质组成，比如地壳表面的水、岩石以及空气，那么这些物质由哪些元素组成呢?生物是生活在一定的环境中，这些生物从环境中获取物质，那么这些生物又由哪些元素组成?
[师生互动]
(一)组成细胞的元素
问：组成生命的细胞和组成地壳的元素有没有什么不同?
答：组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到，没有一种元素是生命特有的。但是元素在细胞中和无机环境中的含量却有区别，说明生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性。
作为生命的基本组成单位——细胞，它可以构成不同的生物体。那么元素在各种细胞中的含量是怎样的?引导学生分析图2-1-1和图2-1-2。
问：组成生物体的化学元素种类有许多，它们的含量是否相同?
答：不相同。
问：人体细胞在干重状态下和鲜重状态下哪种元素含量最大?
答：干重状态下和鲜重状态元素下元素含量最大的分别是C元素和O元素。
下面我们以玉米和人体为例，来说明组成生物体的化学元素的种类和含量。(出示玉米和人体化学元素对比表投影片)
问：从表中看，哪一种化学元素是玉米和人体中含量最多的?
答：是C。
问：除此之外，还有哪几种元素含量较多?
答：O、H、N。从表中可以看出C、O、N、H这4种元素在组成生物体的元素中含量最多，所以，C、O、N、H是组成生物体的基本元素。
问：表中只列举了13种元素，那么是不是说玉米和人体内只含有这13种元素呢?
答：不是。
实际上除了表中的13种元素之外，还有Mn等。据统计，在生物体的细胞内至少可以找到62种元素，其中常见的约有29种，重要的有24种。所以，一般情况下可以说组成生物体的化学元素主要有20多种。
问：构成生物体的这些元素的含量有什么特点呢?同学们可以相互讨论一下。
答：有的含量非常多，有的较多，有的很少，差别较大。
正是因为生物体内各种元素含量差别较大，所以可以按照含量的多少把它们分为两大类：一类是大量元素，一类是微量元素。
问：什么是大量元素?
答：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
问：哪些元素属于大量元素?
答：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。
问：什么是微量元素?
答：生物体内含量很少的一些元素。
问：哪些元素属于微量元素?
答：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
问：请同学们讨论一下，既然微量元素在生物体内含量很少，那么，是不是说它们在生物体内可有可无呢?
答：不是。微量元素对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。如碘是甲状腺激素的成分，铁是血红蛋白的成分，锌、硒、钼、铁等是很多酶的成分。
在组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，从初中所学元素周期表中，知道C位于第14族位置，它的原子序数是6，说明一个碳原子核中含有6个质子，核外有6个电子，由于电子排布的不同，在最外层有4个电子，这样，碳原子就具有了4个能够成键的价电子。正是这4个价电子，能够使碳原子之间、碳原子与其他元素的原子之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成4个化学键，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。C是构成生命有机物中最重要的元素。
(二)组成细胞的化合物
讨论：作为生命的细胞是由元素组成的，组成生物体的化学元素在生物体内是以什么形式存在的?比如花生和大豆的应用中有很大的不同，花生可用来榨油，大豆常用来做豆腐说明了什么问题?
说明：教师引导学生分析组成生物体的化学元素在体内以什么形式存在(单质还是化合态)，参考课本P17提供的表来分析，总结归纳出构成细胞的化合物。
二：实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
本实验难度并不大,但由于内容较多,实验时间较长,因此,必须作周密安排,才能按时完成。实验中应注意以下几点。
1.增设教师演示实验。上课之前,教师应该准备好做演示实验所需的实验材料、用具、仪器和试剂等。同时,逐项完成可溶性糖、脂肪、蛋白质三类有机物的鉴定实验。在实验课上,将三个实验的正确结果分别展示在讲台上,并作扼要的介绍,以便使学生将自己的实验结果与教师的演示实验作比较。
2.实验中学生应分工合作。在“还原糖的鉴定”实验中,当每组2个学生中的1个制备生物组织样液时,另一个学生可以用酒精灯将水煮开,以便缩短实验的等待时间。在“脂肪的鉴定”实验中,1个学生制作临时装片时,另一个学生则可以调试显微镜。另外,在完成前2个实验时,1个学生洗刷试管、清洗玻片和整理显微镜,另一个学生则可以进行后1个实验的操作。
3.鉴定可溶性还原糖的实验,在加热试管中的溶液时,应该用试管夹夹住试管上部,放入盛开水的大烧杯中加热,注意试管底部不要接触烧杯底部,同时试管口不要朝向实验者,以免试管内溶液沸腾时冲出试管,造成烫伤。如果试管内溶液过于沸腾,可以用手上提夹住试管的试管夹。
4.做鉴定糖和蛋白质的实验时,在鉴定之前,可以留出一部分样液,以便与鉴定后的样液的颜色变化作对比,这样可以增强说服力。
5.斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后方可使用,切勿将甲液和乙液分别加入组织样液中。
[教师精讲]
组成生物体的元素和非生命的元素种类没有区别，没有一种化学元素是生物界特有的，从这方面来看生物界和非生物界具有统一性。虽然从元素种类上看具有统一性，但从组成生命的元素的含量上来看是有区别的，组成生命的化学元素在生物体内和在无机环境中的含量相差很大，从这方面看生物界和非生物界具有差异性。
在细胞中，元素主要以化合物的形式存在。组成细胞的基本元素是C元素，它是构成有机物的标志性元素，有机物是生命中最重要的物质。
不同的生物组织中，有机物的含量是不同的，要学会用恰当的方法来检测和区分不同的有机物。
课后小结
本节课比较重要的就是理解生命的物质性——即构成生命的细胞是由元素组成的，而且这些元素在细胞中大多数是以化合物的形式存在。这些化合物的存在可以通过实验来进行验证。可以区分出在组织中是否有糖类、脂质和蛋白质，但是具体是哪种糖类或蛋白质还要通过其他方法才能鉴定。
课后习题
1.在植物体内，最基本的化学元素和含量最多的元素分别是
A.C、O B.O、H C.C、H D.H、O
2.做蛋白质鉴定实验时,事先留出一些大豆组织液的目的是
A.与反应物混合的颜色作对比 B.失败后重做
C.鉴定还原糖用 D.为了节约
3.做还原糖的鉴定实验所需的材料最好选用的颜色是
A.白色 B.红色 C.紫色 D.蓝色
4.活细胞中含量最多的化合物是
A.蛋白质 B.糖类 C.脂质 D.水
5.活细胞中含量最多的有机化合物是
A.蛋白质 B.糖类 C.脂质 D.核酸
参考答案：
1.A 2.A 3.A 4.D 5.A
板书
第1节 细胞中的元素和化合物
一、生物界与非生物界的统一性和差异性
1、统一性：组成生物体的化学元素，在无机自然界中都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的。
2、差异性：组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大。
二、组成细胞的元素
1、最基本元素：C
2、基本元素：C、H、O、N
3、主要元素：C、H、O、N、P、S
4、大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
5、微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni等
高一生物上册必修1《细胞中的元素和化合物》教案【二】
教学准备
教学目标
1. 知识掌握
(1)阐明组成细胞的主要元素,说出构成细胞的基本元素是碳
(2)尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。探讨细胞中主要化合物的 种类
2. 能力培养
学生通过本节的学习,可以说出生物的组成元素与化合物以及其中的差异,从而运用这些知识来解释生命的差异,并能够说出其中的生物学意义。
3.情感态度价值观
通过学习生物组成的元素以及元素构成的化合物,认同生命的物质性。
教学重难点
教学重点:1. 阐明组成细胞的主要元素和化合物
2. 解释.构成细胞的基本元素是碳
教学难点:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
教学过程
【导入】导入
列出地壳与细胞中元素差异的表格(教材16页),提出问题:“从表格中大家可以得出什么结论。”学生回答:“硅元素在地壳含量比较高,但是在细胞中含量就比较低,但是地壳中所元素细胞中都有……”通过学生的回答可以总结得出结论如下:
1.组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到,没有一种元素是生命特有的;
2.但元素在细胞中和无机环境中的含量却有区别.
从而引入组成生物元素的概念。
【讲授】新课讲授
1、组成细胞的元素
分别在黑板上列出常见化学元素,通过画图来区分元素含量所划分的元素种类,即大量元素,微量元素,基本元素。 、
在讲解过元素分类之后,着重讲解C元素之所以成为基本元素的原因,在此之前,首先使用一组数据对比,即组成人体细胞的主要元素占细胞干重和细胞湿重的比例,并提出问题:“占细胞鲜重最多的元素是什么?占干重最多的元素又是什么?怎么来解释这种现象。”这个时候学生回答:“分别是氧和碳……”作为学生可能不能直接说出这个现象出现的原因,所以就应该引导学生进一步思考,提出问题:“鲜重和干重最主要的区别是什么?”学生回答:“水分。”这样进一步提出问题:“那么水是由什么元素组成的呢?”学生回答:“氢和氧。”
这样的进一步引导,可以再问一次:“那么鲜重干重元素含量差异的因素究竟是什么?”学生回答:“组成细胞化合物最多的元素应该是C。”接着提问让学生思考:“那么为什么最多的是C,C具备哪些特性才使得自己成为基本元素。”教师可以同样采用引导的方法让学生思考这个问题:“同学们可以回忆一下碳元素的相关化学知识。”通过这种引导使得学生回忆旧知,并在此基础上分析出碳元素电子排布使得碳元素相对稳定,不易在普通条件下发生反应,故而是组成生命各种化合物的基本组成成分。所以说C是细胞中的基本元素。由此也可以引入细胞中化合物的概念。
2、细胞中的化合物
在黑板列出表格,让同学自己填空,表格设置如下:
通过让同学们自己回忆旧知,来完成填空,并牢固记忆六大类物质。列出六大类物质质量分数的表格,让学生讨论比较各个组分的比重并提出问题:“细胞中最多化合物最多的是什么?推测一下其对于生命的意义。那么这些物质该怎样被鉴定呢?”学生不一定能够答好以上提出的问题,但是可以由此引入接下来要做的三个实验。
3、实验
借助刚刚的问题引入实验,直接阐述实验目的原理以及方法,其中最应注意的是在双缩脲试剂和菲林试剂的配置和使用方法上加以强调,并列出其配方,供学生区分清楚。在阐述过具体实验步骤之后,教师做一遍演示实验,接下来让学生动手开始做实验。实验的流程主要如下:
还原糖的检测和观察
制备生物组织样液 取样 注入试剂
加热 观察
脂肪的检测和观察
向待测组织样液中滴加3滴苏丹III染液,观察样液被染色的情况。
蛋白质的检测和观察
注入待测组织样液 注入试剂A(0.1g/mlNaOH)→注入试剂B(0.01g/mlCuSO4)
淀粉的检测和观察
注入待组织样液 注入试剂 观察
并列出实验结果表格:
课后习题
1.鉴定还原糖、脂肪、蛋白质所用的试剂和所出现的颜色分别是( D )
A、斐林试剂(砖红色)、双缩脲试剂(紫色)、苏丹III染液(橘黄色)
B、双缩脲试剂(紫色)、斐林试剂(砖红色)、苏丹III染液(橘黄色)
C、苏丹III染液(橘黄色)、双缩脲试剂(紫色)、斐林试剂(砖红色)
D、斐林试剂(砖红色)、苏丹III染液(橘黄色)、双缩脲试剂(紫色)
2.下述糖类物质中,不能与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀的是( D )
A、葡萄糖 B、果糖 C、麦芽糖 D、蔗糖
3.用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时,溶液的颜色变化过程是( B )
A、浅绿色→棕色→砖红色(沉淀) B、浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)
C、棕色→浅蓝色→砖红色(沉淀) D、棕色→浅绿色→砖红色(沉淀)
板书
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
一、组成细胞的元素
2.基本元素:C
二、组成细胞的化合物
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
(1)还原糖的检测和观察
制备生物组织样液 取样 注入试剂
加热 观察
(2)脂肪的检测和观察
向待测组织样液中滴加3滴苏丹III染液,观察样液被染色的情况。
(3)蛋白质的检测和观察
注入待测组织样液 注入试剂A(0.1g/mlNaOH)→注入试剂B(0.01g/mlCuSO4)
(4)淀粉的检测和观察
注入待组织样液 注入试剂 观察