第二第1節(jié) 細胞中的元素和化合物
一、教材分析
《細胞中的元素和化合物》這一節(jié)，首先在節(jié)的引言中，明確指出自然界的生物體中的元素是生物有選擇地從無機自然界中獲得的，沒有一種元素是細胞特有的。但細胞與非生物相比，各元素的含量又大不相同。說明生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性內容。這部分內容較為淺顯，但是結論非常重要，對于學生了解生物的物質性具有重要意義。
關于組成生物體的化學元素的內容，一開始就指出組成生物體的化學元素主要有20多種，緊接著以人體細胞為例，將含量較多的化學元素以及各種元素的含量制成圖形。通過對圖形內容的分析，概括出兩點：一是組成人體的基本元素是C、O、H、N；二是組成生物體的各種化學元素，在不同的生物體內，含量相差很大，由此進一步說明了大量元素和微量元素的概念和種類。并且強調指出在大量元素中，C是最基本的元素。
關于組成細胞的化合物，首先說明組成生物體的化學元素進一步組成多種多樣的化合物，接著指出組成細胞化合物的種類及各種化合物的質量分數，從而說明它是生物體結構和生命活動的物質基礎。
二、教學目標
1.知識目標
（1）知道組成細胞的主要元素；知道為什么碳元素是構成細胞的基本元素。
（2）學會檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質的方法。
2.能力目標
（1）通過對C元素的分析，說明有機化合物形成的可能性及必然性，初步培養(yǎng)學生跨學科綜合分析問題的能力。
（2）通過對組成細胞中的元素的百分比的分析，通過對不同化合物的質量分數的學習，培養(yǎng)學生理解、思考和分析問題的能力。
3.情感態(tài)度與價值觀
（1）認同生命的物質性。
（2）認同生物界在物質組成上的統(tǒng)一性。
三、教學重點難點
重點：
1.組成細胞的主要元素和化合物。
2.檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。
難點：
1.構成細胞的基本元素是碳。
2.檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。
四、學情分析
對于構成細胞的有機化合物的種類的認識，學生從日常生活中都已有這方面的知識，比如知道瘦肉含有蛋白質較多，水果含有較多的糖類等。如何定性地區(qū)分這些常見的有機物，可通過實驗教學進行。該實驗最主要是要規(guī)范實驗過程，可通過分組分別完成一個實驗，然后每一組選出一人介紹該實驗的過程以及要注意的事項，學會展示成果及共享成果。
五、教學方法
1．直觀教學法、講解法、實驗法。
2．學案導學：見后面的學案。
3．新授教學基本環(huán)節(jié)：預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結、當堂檢測→發(fā)導學案、布置預習
六、前準備
1．學生的學習準備：預習學案：細胞中的元素和化合物，初步把握基本內容。
2．教師的教學準備：多媒體制作，前預習學案，內探究學案，后延伸拓展學案。
3．教學環(huán)境的設計和布置：六人一組，教室內教學。前準備好實驗所用材料用具。
七、時安排：1時
八、教學過程
（一）預習檢查、總結疑惑
教師收集關于地球及生物體細胞中各元素組成的資料，玉米和人體的化學元素組成的材料并制成；準備實驗材料。學生預習實驗，初步了解實驗的原理以及實驗步驟。檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。
（二）情景導入、展示目標。
教師：地球上的環(huán)境千變萬化，但都是有一定的物質組成，比如地殼表面的水、巖石以及空氣，那么這些物質由哪些元素組成呢？生物是生活在一定的環(huán)境中，這些生物從環(huán)境中獲取物質，那么這些生物又由哪些元素組成？
然后展示探究的第一個問題，生物異與非生物存在著統(tǒng)一性和差異性?已經布置學生們前預習了這部分，檢查學生預習情況并讓學生把預習過程中的疑惑說出。
設計意圖：步步導入，吸引學生的注意力，明確學習目標。
（三）合作探究、精講點撥。
探究一：生物異與非生物存在著統(tǒng)一性和差異性?
組成地殼和組成細胞的部分元素含量
元 素地殼細胞
O48.6065.0
Si26.30極少
C0.08718.0
N0.033.0
H0.7610.0
設疑：比較組成地殼和組成細胞的部分元素的含量,通過比較,你能發(fā)現什么問題?
結論：組成細胞的化學元素在自然界的無機環(huán)境中都能找到，沒有一種元素是生命特有的。但是元素在細胞中和無機環(huán)境中的含量卻有區(qū)別，說明生命和非生命的無機環(huán)境既有統(tǒng)一性又有差異性。
設計意圖：通過引導學生觀察，分析表格中的問題，歸納總結，形成結論。
探究二：組成細胞的元素？
作為生命的基本組成單位——細胞，它可以構成不同的生物體。那么元素在各種細胞中的含量是怎樣的？
材料一： 組成人體細胞的主要元素（占細胞鮮重的百分比），教材p17圖2—1。
組成人體細胞的主要元素（占細胞干重的百分比），教材p17圖2—2。
材料二：玉米和人體化學元素對比表：
玉米與人體的化學元素組成（質量分數/%）
元 素玉米人
O44.4314.62
C43.5755.99
H6.247.46
N1.469.33
Si1.170.005
0.921.09
Ca0.234.67
P0.203.11
g0.180.16
S0.170.78
Cl0.140.47
Zn—0.01
Fe0.080.012
學生對上述材料的進行分析討論后教師總結：
組成細胞的元素種類有許多，它們的含量各不相同，干重狀態(tài)下和鮮重狀態(tài)元素下元素含量最大的分別是C元素和O元素。C、O、N、H這4種元素在組成生物體的元素中含量最多，所以，C、O、N、H是組成生物體的基本元素。
據統(tǒng)計，在生物體的細胞內至少可以找到62種元素，其中常見的約有29種，重要的有24種。所以，一般情況下可以說組成生物體的化學元素主要有20多種。生物體內各種元素含量差別較大，所以可以按照含量的多少把它們分為兩大類：一類是大量元素，一類是微量元素。大量元素是指含量占生物體總重量萬分之一以上的元素，如： C、H、O、N、P、S、、Ca、g。微量元素是指生物體內含量很少的一些元素，如Fe、n、Zn、Cu、B、o等。微量元素對于維持生物體的生命活動起著非常重要的作用。如碘是甲狀腺激素的成分，鐵是血紅蛋白的成分，鋅、硒、鉬、鐵等是很多酶的成分。
在組成生物體的大量元素中，C是最基本的元素，從初中所學元素周期表中，知道C位于第14族位置，它的原子序數是6，說明一個碳原子核中含有6個質子，核外有6個電子，由于電子排布的不同，在最外層有4個電子，這樣，碳原子就具有了4個能夠成鍵的價電子。正是這4個價電子，能夠使碳原子之間、碳原子與其他元素的原子之間結合形成更多的化學鍵。由于每個碳原子可以形成4個化學鍵，所以就有可能形成含有成千上萬個甚至更多個碳原子的物質。C是構成生命有機物中最重要的元素。
設計意圖：通過分析比較，使學生明確大量元素和微量元素的概念，并正確理解碳是最基本元素。
探究三：組成細胞的化合物
討論：作為生命的細胞是由元素組成的，組成生物體的化學元素在生物體內是以什么形式存在的？比如花生和大豆的應用中有很大的不同，花生可用榨油，大豆常用做豆腐說明了什么問題？
引導學生分析組成生物體的化學元素在體內以什么形式存在（單質還是化合態(tài)），參考本P17提供的表分析，總結歸納出構成細胞的化合物。
水：85%～90%
無機鹽：1%～1.5%
蛋白質：7%～10%
核酸和糖類：1%～1.5%
脂類：1%～2%
設計意圖：通過教師的引導，學生自主完成本部分內容，鍛煉學生的自學能力。
探究四：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
可溶性還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定的實驗原理、方法、步驟和現象：
知識點可溶性還原糖脂 肪蛋白質
實驗原理與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色（或被蘇丹Ⅳ染成紅色）與雙縮脲試劑反應產生紫色物質
實
驗
步
驟樣液
制備選材含糖較高、顏色為白色或近于白色的植物組織，蘋果、梨最好富含脂肪的種子，以花生最好浸泡1～2 d的黃豆種子（或用豆?jié){）或用雞蛋
蛋白
方法蘋果切塊→研磨→過濾→濾液制作花生種子的切片黃豆浸泡切片→研磨→過濾→ 濾液
鑒定步驟樣液→加斐林試劑→振蕩→水浴加熱煮沸切片→染色→漂洗→鏡檢組織樣液→加雙縮脲試劑A→再加雙縮脲試劑B→觀察顏色變化
實驗現象藍色→棕色→磚紅色沉淀脂肪被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色（或被蘇丹Ⅳ染成紅色）加雙縮脲試劑A無明顯變化，加雙縮脲試劑B后溶液變成紫色
注意事項1.選材要用含糖較高、顏色為白色或近于白色的植物組織
2.斐林試劑不穩(wěn)定，一般配成甲液（NaOH：0.1 g/mL）乙液（CuSO4：0.05 g /mL）保存，用時必須將甲、乙兩液混合均勻后使用，切勿分別加入組織樣液中進行檢測1.切片要盡可能的薄
2.染色后一定要用50%的酒精溶液洗去浮色
3.觀察時找最薄處，最好只有1～2層細胞1.用雞蛋蛋白時，一定要加以稀釋，如果稀釋不夠，與雙縮脲試劑發(fā)生反應后會粘固在試管內壁上，使反應不徹底，且試管不易洗干凈
2.雙縮脲使用時，應先加A造成堿環(huán)境，再加B
每組學生從教師提供的材料中選取兩種進行鑒定，并記錄（如下表）：
還原糖脂肪蛋白質
預測實測原因預測實測原因預測實測原因
蘋果汁
梨汁
馬鈴薯勻漿
花生
種子
花生種子勻漿
豆?jié){
鮮肝提取液
交流實驗結果：每一組實驗選取一個人介紹實驗情況，然后分析實驗成敗的得失
設計意圖:通過小組合作進行實驗，鍛煉學生的動手能力和合作意識。
（四）反思總結，當堂檢測。
教師組織學生反思總結本節(jié)的主要內容，并進行當堂檢測。
設計意圖：引導學生構建知識網絡并對所學內容進行簡單的反饋糾正。（堂實錄）
（五）發(fā)導學案、布置預習。
我們已經學習了細胞中的元素和化合物，那么，細胞中的各種有機物又是怎么樣的，有什么特點？在下一節(jié)我們一起學習生命活動的承擔者—蛋白質。這節(jié)后大家可以先預習這一部分，著重分析蛋白質的基本組成單位—氨基酸。并完成本節(jié)的后練習及后延伸拓展作業(yè)。
設計意圖：布置下節(jié)的預習作業(yè)，并對本節(jié)鞏固提高。教師后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。
九、板書設計
第2 組成細胞的分子
第1節(jié) 細胞中的元素和化合物
大量元素：C、H、O、N、P、S等
微量元素：Fe、n、Zn、B、Cu、o等
組成細胞的基本元素：C
二、
三、檢測生物組織中的常見有機物
十、教學反思
本的設計采用了前下發(fā)預習學案，學生預習本節(jié)內容，找出自己迷惑的地方。堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學生學習過程中易忘、易混點等，最后進行當堂檢測，后進行延伸拓展，以達到提高堂效率的目的。
教材中本實驗安排為驗證性實驗,可與講同步進行。
本實驗難度并不大,但由于內容較多,實驗時間較長,因此,必須作周密安排,才能按時完成。實驗中應注意以下幾點。
1.增設教師演示實驗。上之前,教師應該準備好做演示實驗所需的實驗材料、用具、儀器和試劑等。同時,逐項完成可溶性糖、脂肪、蛋白質三類有機物的鑒定實驗。在實驗上,將三個實驗的正確結果分別展示在講臺上,并作扼要的介紹,以便使學生將自己的實驗結果與教師的演示實驗作比較。
2.實驗中學生應分工合作。在“還原糖的鑒定”實驗中,當每組2個學生中的1個制備生物組織樣液時,另一個學生可以用酒精燈將水煮開,以便縮短實驗的等待時間。在“脂肪的鑒定”實驗中,1個學生制作臨時裝片時,另一個學生則可以調試顯微鏡。另外,在完成前2個實驗時,1個學生洗刷試管、清洗玻片和整理顯微鏡,另一個學生則可以進行后1個實驗的操作。
3.鑒定可溶性還原糖的實驗,在加熱試管中的溶液時,應該用試管夾夾住試管上部,放入盛開水的大燒杯中加熱,注意試管底部不要接觸燒杯底部,同時試管口不要朝向實驗者,以免試管內溶液沸騰時沖出試管,造成燙傷。如果試管內溶液過于沸騰,可以用手上提夾住試管的試管夾。
4.做鑒定糖和蛋白質的實驗時,在鑒定之前,可以留出一部分樣液,以便與鑒定后的樣液的顏色變化作對比,這樣可以增強說服力。
5.斐林試劑的甲液和乙液混合均勻后方可使用,切勿將甲液和乙液分別加入組織樣液中。
本節(jié)時間45分鐘，其中情景導入、展示目標、檢查預習5分鐘，講解實驗原理與實驗步驟7分鐘，學生分組實驗10分鐘左右，反思總結當堂檢測5分鐘左右，其余環(huán)節(jié)18分鐘，能夠完成教學內容。
在后面的教學過程中會繼續(xù)研究本節(jié)，爭取設計的更科學，更有利于學生的學習，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進步!
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaoyi/45406.html
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