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2.1细胞中的元素和化合物教案
【教材分析】
《细胞中的元素和化合物》是新人教版高中生物必修一《分子与细胞》第2章第1节的内容。主要包括掌握组成细胞的主要元素及化合物、掌握生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的检测原理及检测过程、探讨细胞中主要化合物的种类等内容。本节内容在《组成细胞的分子》一章中的承接作用相当明显，学习好本节内容，有助于帮助学生更好掌握后面细胞中的有机物、无机物等知识，是学习本书其他章节的基础，也是学习高中生物课程其他模块的基础。
【学情分析】
1．在学习本节内容之前，学生已经在初中化学学习中掌握了一些关于元素和化合物的知识， 也掌握了一定的实验能力。因此，教师应该注重前后知识的联系，巧妙地运用旧知识建构出新知识，有助于学生学习细胞中的元素和化合物、理解碳是构成细胞的基本元素。
2.关于如何检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，高中学生学习起来可能有一定的困难， 需要教师借助 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。
3.由于高中学生讨论、分析解决问题的能力较强，教师可尝试引导学生进行自主思考，观察图表、提出问题、分析讨论，进行有效指导性教学，同时结合化学中的相关内容，来认识细胞中的元素和化合物。
【核心素养】
生命观念——认同细胞含有各种大量元素和微量元素以及生命的物质性。
科学思维——归纳概括出组成细胞的元素都来自自然界但各元素相对含量又与无机环境不同，说出组成细胞的大量元素和主要微量元素，说出组成细胞的化合物的主要种类。
科学探究：尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，进行实验操作、观察结果，基于实验简述组成细胞的物质的特殊性。
4、社会责任——认同大量元素和微量元素在生命活动中的作用。
【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：明确实验原理、目的、要求。
【新课导入】
PPT展示 珊瑚和珊瑚虫的图片。提出疑问：珊瑚和珊瑚虫，哪种是生物？二者都是由细胞构成的吗？从更微观的角度来看，细胞和珊瑚虫都是由分子组成，为什么细胞能表现出生命的特征呢？是因为细胞内有什么非物质的“活力” 因素吗？是细胞里含有特殊的“生命元素” 吗？是组成细胞的分子有什么特殊之处吗？
本章内容通过研究组成细胞的分子以探寻生命的物质基础。
【新课讲解】
组成细胞的元素
教师活动：讲解组成细胞的化学元素，常见的有20种。
教师活动：展示课本思考讨论中的“玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）”表，讲解玉米细胞干重中，“O”含量最高。人体细胞干重中“C”含量最高。
教师活动：
教师活动： 展示以下问题，并引导学生思考，做出解答：
1.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现象？
提示：在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N，这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。
2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
提示：细胞中有些元素含量很少，但是却有重要作用，如在玉米细胞中，S只有0.17%，
Mg只有0.18%，但很多蛋白质都含有S.叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg，如果缺少S或Mg细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。
3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？
提示：组成玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞，而氢元素的含量明显又低于人体细胞，这说明玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别，如玉米细胞中的糖类要多一些，而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些；Ca元素的含量也有区别，这与玉米和人体的物质和结构组成有关。
教师活动：引导学生阅读课本17页内容，询问：构成细胞的大量元素是什么？构成细胞的微量元素有哪些？
教师活动：讲解构成细胞的最基本元素是C，基本元素是C、H、O、N，大量元素是C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素是Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo。并明确微量元素的含量虽然非常少，却是细胞正常生命活动必不可少的。
组成细胞的化合物
组成细胞的元素在细胞中大多以什么样的形式存在？（化合物）
组成细胞的化合物我们可以将其分为两大类——无机物、有机物
划分的标准：有机物和无机物主要的区别是看它们的分子组成中是否含有碳元素（严格来说是指除了CO2、碳酸、碳酸盐以外的含碳化合物）
组成细胞的主要化合物中水和无机盐属于无机物，糖类、脂质、蛋白质、核酸属于有机物，细胞中含量最多的化合物是：水，含量最多的有机化合物是：蛋白质。
思考与讨论：
2、蛋白质、水；蛋白质是生物体的重要组成物质，在生命活动中起着重要的作用；水是生命之源，生命活动的进行要依靠水。
3、不一样，禾谷类果实种子中含淀粉（多糖）较多，花生、芝麻种子中含脂质较多，大豆种子中含蛋白质较多。要设法将细胞破碎，进而将这些物质提取出来。
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验原理：某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。
学生阅读教材实验部分内容，回答下列问题：
1、检测糖类、脂肪、蛋白质的原理分别是什么？
2、所有的糖类都能通过菲林试剂检测吗？
3、实验材料的选择上有什么注意事项？
4、实验过程中三种物质的鉴定有什么特殊要求？
参考：
1、糖类+菲林试剂（浅蓝色）——砖红色沉淀
脂肪+苏丹Ⅲ染液（苏丹Ⅳ染液）——橘黄色（红色）
蛋白质（无色）+双缩脲试剂（浅蓝色）——紫色
2、不是，只有葡萄糖、果糖、麦芽糖等具有还原性的糖才能和菲林试剂反应。
3、一是要注意选取的生物材料要含有丰富的待检测的化合物；二是要选择自身无色或者颜色浅的生物材料，以便于观察试验中的颜色变化；三是选择的生物材料要方便实验操作。
4、糖类的鉴定需要水浴加热；脂肪的鉴定要用到显微镜观察；双缩脲试剂A、B两液添加要注意顺序。
注：淀粉可以用碘液检测，反应呈蓝色
水浴加热时试管不要碰到烧杯底部，试管口不要朝向人，以免试管中溶液沸腾冲出试管，造成烫伤。
斐林试剂的甲液和乙液需混合均匀后使用，并且斐林试剂不稳定，要现配现用；而双缩脲试剂要先加A液再加B液，B液不能过量，否则CuSO4在碱性溶液中会生成大量蓝色的Cu(OH)2沉淀，会遮盖试验中产生的紫色，影响观察结果。
花生子叶临时切片时要尽量切薄，操作过程中要注意安全。
附表：斐林试剂与双缩脲试剂的比较
斐林试剂 双缩脲试剂
甲液 乙液 A液 B液
成分 0.1g/ml NaOH溶液 0.05g/ml CuSO4溶液 0.1g/ml NaOH溶液 0.01g/ml CuSO4溶液
鉴定物质 还原糖 蛋白质
添加顺序 甲乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1ml摇匀，再加入B液4滴摇匀
反应条件 50~65℃水浴加热 无需加热，摇匀即可
反应现象 样液中出现砖红色沉淀 样液变紫色
教师活动：展示相关实验注意事项：（1）试管不要碰到烧杯底部，试管口不要对着人，以免试管内液体沸腾冲出试管，造成烫伤。
（2）斐林试剂的甲液和乙液需等量混合均匀后方可使用，而双缩脲试剂要先加A液，再加B液。
（3）制作花生子叶临时切片要尽量切薄，操作过程务必注意安全。
（4）严格按照染色要求来染色，时间不宜过长或者过短。
教师活动：讲解不同生物材料中有机化合物的种类、含量有差异，因此在日常膳食中要遵循“多样、均衡”的原则，满足机体生命活动的需要。
教师活动： 若有时间带领学生一块进行实验。学生以小组为单位进行相互配合进行实验，教师进行指导。
教师活动，引导学生交流实验结果：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。
教师活动：细胞中都含有糖类、脂肪和蛋白质，一般来说蛋白质含量最多，但是有些储藏细胞中会储藏有较多的糖类和脂肪。这三大类有机物对于维持细胞正常的生命活动和提供新陈代谢所需的能量具有非常重要的意义。
【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】
本节教材涉及较多的初中知识，同时，由于时间相隔较长而容易遗忘，因此，本节教学除完成知识上的教学目标之外，还具有熟悉学生，了解学生，激发学习兴趣的目的。基于此，教师在教学时应该注意以下三点。一是尽量帮助学生回忆初中所学的知识，对相关知识进行补充和拓展。二是不要仅仅拘泥于具体的知识，还应该引导学生从系统的角度看待生命活动离不开细胞以及生命系统的结构层次。三是要根据学生回答问题的情况及时调整问题的难度和教学策略，并注意教师列举的事例应尽量与学生的生活经验和社会热点相联系，以提高学生学习的积极性。

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