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共1课时
第1节 细胞中的元素和化… 高中生物 人教2003课标版 1教学目标：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学情分析关于组成生物体的化学元素的内容，一开始就指出组成生物体的化学元素主要有20多种，紧接着以人体细胞为例，将含量较多的化学元素以及各种元素的含量制成图形。通过对图形内容的分析，概括出两点：一是组成人体的基本元素是C、O、H、N；二是组成生物体的各种化学元素，在不同的生物体内，含量相差很大，由此进一步说明了大量元素和微量元素的概念和种类。并且强调指出在大量元素中，C是最基本的元素。 3重点难点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 4教学过程 4.1 第一学时（一）预习检查、总结疑惑 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。检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 教师：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？ 然后展示探究的第一个问题，生物异与非生物存在着统一性和差异性 已经布置学生们课前预习了这部分，检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。 设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。 （三）合作探究、精讲点拨。 探究一：生物异与非生物存在着统一性和差异性 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 设疑：比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量,通过比较,你能发现什么问题 结论：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。 设计意图：通过引导学生观察，分析表格中的问题，归纳总结，形成结论。 探究二：组成细胞的元素？ 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？ 材料一： 组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比），教材p17图2—1。 组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比），教材p17图2—2。 材料二：玉米和人体化学元素对比表： 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 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。 设计意图：通过分析比较，使学生明确大量元素和微量元素的概念，并正确理解碳是最基本元素。 探究三：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？ 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% 设计意图：通过教师的引导，学生自主完成本部分内容，锻炼学生的自学能力。 探究四：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 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1～2 d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：0.1 g／mL）乙液（CuSO4：0.05 g ／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 设计意图：通过小组合作进行实验，锻炼学生的动手能力和合作意识。 （四）反思总结，当堂检测。 教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。 设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录） （五）发导学案、布置预习。 我们已经学习了细胞中的元素和化合物，那么，细胞中的各种有机物又是怎么样的，有什么特点？在下一节课我们一起来学习生命活动的承担者—蛋白质。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析蛋白质的基本组成单位—氨基酸。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。 设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。 九、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 大量元素：C、H、O、N、P、S等 微量元素：Fe、Mn、Zn、B、Cu、Mo等 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 十、教学反思 本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。 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。 本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，讲解实验原理与实验步骤7分钟，学生分组实验10分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节18分钟，能够完成教学内容。 教学活动第1节 细胞中的元素和化合物 课时设计 课堂实录第1节 细胞中的元素和化合物 1第一学时（一）预习检查、总结疑惑 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。检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 教师：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？ 然后展示探究的第一个问题，生物异与非生物存在着统一性和差异性 已经布置学生们课前预习了这部分，检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。 设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。 （三）合作探究、精讲点拨。 探究一：生物异与非生物存在着统一性和差异性 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 设疑：比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量,通过比较,你能发现什么问题 结论：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。 设计意图：通过引导学生观察，分析表格中的问题，归纳总结，形成结论。 探究二：组成细胞的元素？ 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？ 材料一： 组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比），教材p17图2—1。 组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比），教材p17图2—2。 材料二：玉米和人体化学元素对比表： 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 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。 设计意图：通过分析比较，使学生明确大量元素和微量元素的概念，并正确理解碳是最基本元素。 探究三：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？ 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% 设计意图：通过教师的引导，学生自主完成本部分内容，锻炼学生的自学能力。 探究四：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 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1～2 d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：0.1 g／mL）乙液（CuSO4：0.05 g ／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 设计意图：通过小组合作进行实验，锻炼学生的动手能力和合作意识。 （四）反思总结，当堂检测。 教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。 设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录） （五）发导学案、布置预习。 我们已经学习了细胞中的元素和化合物，那么，细胞中的各种有机物又是怎么样的，有什么特点？在下一节课我们一起来学习生命活动的承担者—蛋白质。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析蛋白质的基本组成单位—氨基酸。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。 设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。 九、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 大量元素：C、H、O、N、P、S等 微量元素：Fe、Mn、Zn、B、Cu、Mo等 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 十、教学反思 本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。 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。 本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，讲解实验原理与实验步骤7分钟，学生分组实验10分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节18分钟，能够完成教学内容。 教学活动Tags：1节,细胞,中的,素和,化合物
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