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新华中学高一生物必修（一）教案1第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物[教学目标]知识目标：（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。能力目标：（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。情感目标：（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。[学习难点]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。[教学过程]第1节细胞中的元素和化合物［导入］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？〖板书〗（一）组成细胞的元素（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O48.6065.0Si26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0新华中学高一生物必修（一）教案2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。O65%H10%N3%P1.4%S0.3%C18%其他元素少于3%图2－1－1组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）S1.6%Ca3.5%H6.6%N12.9%P1.6%Na、K、Fe等1.7%C48.4%O23.7%细胞图2－1－2组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比）设置追问：好，那么是所有的生物细胞当中都是干重状态下C最多和鲜重状态下O最多吗？我们来看下面的这张表，这张表显示的是玉米和人体的化学元素组成，注意表格当中的数字代表该种元素占细胞干重的百分比，请大家观察，分别占玉米和人体细胞干重百分比最多的元素一样吗？（出示玉米和人体化学元素对比表格）玉米与人体的化学元素组成（质量分数/%）元素玉米人O44.4314.62C43.5755.99H6.247.46N1.469.33Si1.170.005新华中学高一生物必修（一）教案3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，占到细胞物质总量的90％左右，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、B、Zn、Cu、Mo、I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K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78Cl0.140.47Zn—0.01Fe0.080.012新华中学高一生物必修（一）教案4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。水：85%～90%无机盐：1%～1.5%蛋白质：7%～10%核酸和糖类：1%～1.5%脂类：1%～2%思考讨论教师引导学生思考、回答1、有机化合物和无机化合物有什么区别？主要区别是是否有碳元素。注意：我们通常把含碳元素的化合物叫做有机化合物，简称有机物。其组成中除含有碳外，还通常含有H、O、S、N等。有机物中一定含有碳元素，组成中含有碳元素的物质不一定是有机物。无机化合物通常指不含碳元素的化合物，但少数含碳元素的化合物，如二氧化碳、碳酸、碳酸钠、氰化钾等也属于无机物。2、细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种，你能推测它们对生命的意义吗？细胞中的有机化合物是蛋白质，蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起着重要作用。在老教材中就有这样一句话：蛋白质是生命活动的承担者；最多的无机化合物是水，我们都知道水是生命之源，生命活动离开了水就无法进行。[人不喝水能维持几天呢？一周时间能坚持下来吗？若只喝水不吃饭又能活几天？科学家能否有比较翔实的数据呢？其实，谁都没有做过这方面的试验，但是按照人体机能判断的话，不喝水不吃饭一般3天就会死亡。如果只喝水不吃饭能维持一周左右的时间。可见水对人体来说是很重要的！一般不吃饭七天会死，无机化合物有机化合物新华中学高一生物必修（一）教案5不喝水三天就会死。不吃饭只喝水就没得肯定的回答了，这要看这个人的身体情况了，在不吃不喝的情况下还能成活下来是体内的物质在分解，首先是血液中的血糖，再就是糖元，最后是脂肪，蛋白质等物，还些物质的分解会为人体提供水份和能源，但是长久下去，不补充的话，也会耗尽。之所以说要看人的身体情况是因为胖人的脂肪等多一些会活得久一点，去年报到的一位牛人不吃饭只喝水活了四十多天来着。]3、并不是所有细胞中化合物的含量都一样。根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器官中提取这些化合物？植物的叶肉细胞中，果实细胞和种子细胞中通常含糖类、脂质或蛋白质较多。如禾本科的植物果实种子含淀粉（多糖）较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生和芝麻种子种脂质多，大豆种子中含蛋白质多。要想从植物的果实和种子种获得糖类、脂质和蛋白质就要设法将细胞破碎，将这些物质提取出来。（三）实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质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。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→观察颜色变化新华中学高一生物必修（一）教案6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［总结］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。［课堂练习］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、OB.O、HC.C、HD.H、O2.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.失败后重做新华中学高一生物必修（一）教案7C.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.A2.A3.A4.D5.A【板书设计】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：C2、基本元素：C、H、O、N3、主要元素：C、H、O、N、P、S4、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、I等三、组成细胞的化合物1、水：含量最多的化合物2、蛋白质：含量最多的有机物四、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1、生物组织中还原性糖的检测取苹果组织样液2ml→加1ml斐林试剂→振荡试管（此时溶液为浅蓝色）→水浴加热（50～60℃）2min→砖红色沉淀斐林试剂实质：刚配制的Cu(OH)2溶液2、生物组织中脂肪的检测脂肪可被苏丹Ⅲ染成橘黄色，或被苏丹Ⅳ染成红色取材→切片→制片→观察3、生物组织中蛋白质的检测蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应，生成紫色络合物新华中学高一生物必修（一）教案8取豆浆2ml→注入试剂A1ml摇匀→注入试剂B4滴摇匀→观察双缩脲试剂实质：碱性环境下的Cu2+4、淀粉的检测取马铃薯匀浆2ml→滴加2滴碘液→观察淀粉遇碘变