高中生物第二章组成细胞的分子21细胞中的元素和化合物教案1新人教版必修1整理.docx
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高中生物第二章组成细胞的分子21细胞中的元素和化合物教案1新人教版必修1整理
高中生物第二章组成细胞的分子2.1细胞中的元素和化合物教案1新人教版必修1
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第2章组成细胞的分子
第1节细胞中的元素和化合物
1。
知识与技能
(1)简述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。
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。
教具准备
细胞主要元素百分数挂图。
课时安排
1课时
教学过程
[课前准备]
教师收集关于地球及生物体细胞中各元素组成的资料,玉米和人体的化学元素组成的材料并制成课件;准备实验材料.学生预习实验,初步了解实验的原理以及实验步骤。
[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(屏幕展示以下资料)
组成地壳和组成细胞的部分元素含量
元素
地壳
细胞
O
48。
60
65。
0
Si
26.30
极少
C
0.087
18。
0
N
0.03
3.0
H
0.76
10。
0
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。
图2-1-1组成人体细胞的主要元素(占细胞鲜重的百分比)
图2-1-2组成人体细胞的主要元素(占细胞干重的百分比)
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)
玉米与人体的化学元素组成(质量分数/%)
元素
玉米
人
O
44.43
14.62
C
43.57
55.99
H
6.24
7。
46
N
1.46
9.33
Si
1。
17
0.005
K
0。
92
1.09
Ca
0。
23
4.67
P
0.20
3.11
Mg
0。
18
0.16
S
0。
17
0。
78
Cl
0。
14
0.47
Zn
—
0.01
Fe
0。
08
0。
012
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。
(三)实验:
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
教材中本实验安排为验证性实验,可与讲课同步进行.
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.
探究生物组织中的主要化合物
可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定的实验原理、方法、步骤和现象:
知识点
可溶性还原糖
脂肪
蛋白质
实验原理
与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染成红色)
与双缩脲试剂反应产生紫色物质
实
验
步
骤
样液
制备
选材
含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织,苹果、梨最好
富含脂肪的种子,以花生最好
浸泡1~2d的黄豆种子(或用豆浆)或用鸡蛋
蛋白
方法
苹果切块→研磨→过滤→滤液
制作花生种子的切片
黄豆浸泡切片→研磨→过滤→滤液
鉴定步骤
样液→加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸
切片→染色→漂洗→镜检
组织样液→加双缩脲试剂A→再加双缩脲试剂B→观察颜色变化
实验现象
蓝色→棕色→砖红色沉淀
脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染成红色)
加双缩脲试剂A无明显变化,加双缩脲试剂B后溶液变成紫色
注意事项
1.选材要用含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织
2.斐林试剂不稳定,一般配成甲液(NaOH:
0。
1g/mL)乙液(CuSO4:
0。
05g/mL)来保存,用时必须将甲、乙两液混合均匀后使用,切勿分别加入组织样液中进行检测
1。
切片要尽可能的薄
2。
染色后一定要用50%的酒精溶液洗去浮色
3.观察时找最薄处,最好只有1~2层细胞
1.用鸡蛋蛋白时,一定要加以稀释,如果稀释不够,与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管内壁上,使反应不彻底,且试管不易洗干净
2.双缩脲使用时,应先加A造成碱环境,再加B
每组学生从教师提供的材料中选取两种进行鉴定,并记录(如下表):
还原糖
脂肪
蛋白质
预测
实测
原因
预测
实测
原因
预测
实测
原因
苹果汁
梨汁
马铃薯匀浆
花生
种子
花生种子匀浆
豆浆
鲜肝提取液
交流实验结果:
每一组实验选取一个人介绍实验情况,然后分析实验成败的得失。
[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。
[课堂小结]
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.
[布置作业]
板书设计
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
组成细胞的基本元素:
C
二、
三、检测生物组织中的常见有机物
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