资源简介

2.1细胞中的元素和化合物的教案
【教材分析】
《细胞中的元素和化合物》位于必修一《分子与细胞》第二章第一节，由“组成细胞的元素”和“组成细胞的化合物”两部分构成。根据普通高中生物学课程标准（2017年版）》可知，本节内容对应“细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子”的重要概念。本节内容作为第二章的首节起着承上启下的作用，概括地介绍了组成细胞的元素和化合物，为学生后续学生细胞中各化合物的详细内容奠定基础。
【学情分析】
在学习本节内容之前，学生已经在初中学习中掌握了一些关于元素和化合物的知识，也具有一定的实验能力，关于如何检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，学生学习起来可能有点困难，教师要借助PPT演示等方式从实验探究入手帮助学生理解其原理和过程。高一学生具有较强的讨论分析能力，教师可以尝试引导学生进行自主思考、观察图表、分析讨论，同时结合化学中的相关知识来认识细胞中的元素和化合物。
【教学目标】
1、了解和记忆组成细胞大量元素和微量元素
2、了解和记忆组成细胞的化合物
3、学会检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的试剂，理解实验原理、实验现象、实验过程，及实验的注意事项。
【教学重难点】
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。
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。
【新课导入】
展示“问题探讨”组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表，让学生讨论回答问题：
1.组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？这说明什么？
2.生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？这又说明什么？
共同归纳得到结论：生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性,生命起源于非生命物质。
【新课讲解】
组成细胞的元素
1.让学生观察“组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）”和“组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比） ”两个图解：
学生对上述材料的进行分析讨论后教师总结：
组成细胞的元素种类有许多，它们的含量各不相同，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。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。
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。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。大量元素是指含量占生物体总重量万分之一以上的元素，如： C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。微量元素是指生物体内含量很少的一些元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。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。
讲解归纳细胞的元素分类：
（1）大量元素和微量元素：
大量元素：细胞中含量较多的元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
微量元素：细胞中含量较少的元素：Fe、Mn、Zn、Cn、B、Mo等。
（2）基本元素和最基本元素
基本元素：C、H、O、N，在细胞中含量最多。
最基本元素：C，碳元素占细胞干重55.9﹪，构成细胞的有机物都含碳。
组成细胞的化合物
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等等。
查看教材 17 页哪些属于无机化合物？哪些属于有机化合物？
总结：组成细胞的化合物可以分为两类：
蛋白质不同生物组织的细胞中各种化合物的差别是有差别的。
提问：
细胞内含量最多的化合物是水；含量最多的有机化合物是蛋白质；在细胞干重中，含量最多的有机物是蛋白质。
习题巩固：
【检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质】
过渡：我们的食物来自各种生物组织，那么怎样检测不同生物组织中的营养物质呢？
【自主学习】组织学生自主学习实验内容，并观看实验视频。
1．实验原理
(1)还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋斐林试剂砖红色沉淀。
(2)脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。
(3)蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。
2．实验流程
(1)还原糖的检测和观察
(2)脂肪的检测和观察
制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况(以花生为例)
注意：切片厚薄不均会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊
(3)蛋白质的检测和观察
注意：
①需要将鸡蛋清稀释到一定程度，否则与双缩脲试剂发生反应后，会黏在试管的内壁上，反应不彻底，试管也不易刷洗。
②双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，且B液不能过量。目的是先制造碱性环境。若先加B液或B液过量，会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应。
注意：区分斐林试剂和双缩脲试剂
项目 斐林试剂 双缩脲试剂
成分 甲液 乙液 A液 B液
质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液 质量浓度0.1g/mL的NaOH溶液 质量浓度0.01g/mL的CuSO4溶液
反应原理 加热条件下，含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀 碱性条件下Cu2＋与具有两个或两个以上肽键的化合物发生反应生成紫色络合物
使用方法 甲、乙两液等量混匀后立即使用(现配现用) 先加入A液1mL摇匀，再加B液4滴，摇匀
反应条件 50～65℃水浴加热 不需加热
反应现象 蓝色→棕色→砖红色 浅蓝色→紫色
一同三不同
“一同”：是指都含有NaOH和CuSO 两种成分，且所含NaOH的质量浓度都是0.1g/mL ；“三不同”：①CuSO 溶液的质量浓度不同；②使用方法不同；③反应原理不同；
（4）淀粉的检测和观察
【板书】
第二章第一节 细胞中的元素和化合物
一、组成细胞的元素
1 分类
大量元素：C H O N P S K Ca Mg
微量元素：Fe Mn Zn Cu B Mo
2存在形式——多以化合物的形式
二、组成细胞的化合物
水 无机盐 糖类 脂质 蛋白质 核酸
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1还原糖的鉴定：婓林试剂 砖红色沉淀
2蛋白质的鉴定：双缩脲试剂 紫色反应
3脂肪的鉴定：苏丹Ⅲ 橘黄色
【课后反思】
由于组成细胞的元素、化合物的种类与含量通常难以直观观察，想要学生克服认知的困难需要巧妙的进行教学设计。本节课开始运用 PPT 展示组成地壳和组成细胞的部分元素含量表。来让学生对组成细胞和组成地壳的元素，有一个清晰的认识。
本节课由英国异食癖患者的视频导入新课，激发了学生的学习兴趣。在教学过程当中，运用归纳与概括的方法，对组成自然界的元素，组成细胞的元素、大量元素、微量元素等进行关系图的模拟建构。同时，教给学生记忆微量元素的口诀，便于学生进行记忆。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质是本节课的教学重点，同时也是本节课的教学难点， 由于学生在初中对实验设计接触的比较少，所以对于物质检测方面的理解还存在一点难度， 这就需要教师在教学过程中用大量的时间对这一部分内容进行认真的讲解。

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