21示范教案細(xì)胞中的元素和化合物

1、i3721 中小學(xué)教學(xué)資源網(wǎng) 第1節(jié) 細(xì)胞中的元素和化合物從容說課細(xì)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(wú)機(jī)自然界中獲得的，沒有一種元素是細(xì)胞特有的。但細(xì)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(nèi)容。這部分內(nèi)容較為淺顯，但是結(jié)論非常重要，對(duì)于學(xué)生了解生物的物質(zhì)性具有重要意義。關(guān)于組成生物體的化學(xué)元素的內(nèi)容，一開始就指出組成生物體的化學(xué)元素主要有20多種，緊接著以人體細(xì)胞為例，將含量較多的化學(xué)元素以及各種元素的含量制成圖形。通過對(duì)圖形內(nèi)容的分析，概括出兩點(diǎn)：一是組成人體的基本元素是c、o、h、n；二是組成生

2、物體的各種化學(xué)元素，在不同的生物體內(nèi)，含量相差很大，由此進(jìn)一步說明了大量元素和微量元素的概念和種類。并且強(qiáng)調(diào)指出在大量元素中，c是最基本的元素。關(guān)于組成細(xì)胞的化合物，首先說明組成生物體的化學(xué)元素進(jìn)一步組成多種多樣的化合物，接著指出組成細(xì)胞化合物的種類及各種化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而說明它是生物體結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。對(duì)于構(gòu)成細(xì)胞的有機(jī)化合物的種類的認(rèn)識(shí)，從日常生活中都已有這方面的知識(shí)，比如知道瘦肉含有蛋白質(zhì)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(jī)物，可通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)來進(jìn)行。該實(shí)驗(yàn)最主要是要規(guī)范實(shí)驗(yàn)過程，可通過分組分別來完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，然后每一組選出一人來介紹該實(shí)驗(yàn)的過程以及要注意的

3、事項(xiàng)，學(xué)會(huì)展示成果及共享成果。三維目標(biāo)1.知識(shí)與技能（1）知道組成細(xì)胞的主要元素；知道為什么碳元素是構(gòu)成細(xì)胞的基本元素。（2）學(xué)會(huì)檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的方法。2.過程與方法（1）通過對(duì)c元素的分析，說明有機(jī)化合物形成的可能性及必然性，初步培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科綜合分析問題的能力。（2）通過對(duì)組成細(xì)胞中的元素的百分比的分析，通過對(duì)不同化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生理解、思考和分析問題的能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）認(rèn)同生命的物質(zhì)性。（2）認(rèn)同生物界在物質(zhì)組成上的統(tǒng)一性。教學(xué)重點(diǎn)1.組成細(xì)胞的主要元素和化合物。2.檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。教學(xué)難點(diǎn)1.構(gòu)成細(xì)胞的基本元素是碳。2

4、.檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。教具準(zhǔn)備細(xì)胞主要元素百分?jǐn)?shù)掛圖。課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過程課前準(zhǔn)備教師收集關(guān)于地球及生物體細(xì)胞中各元素組成的資料，玉米和人體的化學(xué)元素組成的材料并制成課件；準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料。學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，初步了解實(shí)驗(yàn)的原理以及實(shí)驗(yàn)步驟。情境創(chuàng)設(shè)地球上的環(huán)境千變?nèi)f化，但都是有一定的物質(zhì)組成，比如地殼表面的水、巖石以及空氣，那么這些物質(zhì)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(zhì)，那么這些生物又由哪些元素組成？師生互動(dòng)（一）組成細(xì)胞的元素（屏幕展示以下資料）組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量元 素地殼細(xì)胞o48.6065.0si26.30極少c0.08718.0

5、n0.033.0h0.7610.0問：組成生命的細(xì)胞和組成地殼的元素有沒有什么不同？答：組成細(xì)胞的化學(xué)元素在自然界的無(wú)機(jī)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(xì)胞中和無(wú)機(jī)環(huán)境中的含量卻有區(qū)別，說明生命和非生命的無(wú)機(jī)環(huán)境既有統(tǒng)一性又有差異性。作為生命的基本組成單位細(xì)胞，它可以構(gòu)成不同的生物體。那么元素在各種細(xì)胞中的含量是怎樣的？引導(dǎo)學(xué)生分析圖211和圖212。問：組成生物體的化學(xué)元素種類有許多，它們的含量是否相同？答：不相同。問：人體細(xì)胞在干重狀態(tài)下和鮮重狀態(tài)下哪種元素含量最大？答：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。 圖211 組成人體細(xì)胞的主要元素（占

6、細(xì)胞鮮重的百分比） 圖212 組成人體細(xì)胞的主要元素（占細(xì)胞干重的百分比）下面我們以玉米和人體為例，來說明組成生物體的化學(xué)元素的種類和含量。（出示玉米和人體化學(xué)元素對(duì)比表投影片） 玉米與人體的化學(xué)元素組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）元 素玉米人o44.4314.62c43.5755.99h6.247.46n1.469.33si1.170.005k0.921.09ca0.234.67p0.203.11mg0.180.16s0.170.78cl0.140.47zn0.01fe0.080.012問：從表中看，哪一種化學(xué)元素是玉米和人體中含量最多的？答：是c。問：除此之外，還有哪幾種元素含量較多？答：o、h、n。

7、從表中可以看出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。問：表中只列舉了13種元素，那么是不是說玉米和人體內(nèi)只含有這13種元素呢？答：不是。實(shí)際上除了表中的13種元素之外，還有mn等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在生物體的細(xì)胞內(nèi)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(xué)元素主要有20多種。問：構(gòu)成生物體的這些元素的含量有什么特點(diǎn)呢？同學(xué)們可以相互討論一下。答：有的含量非常多，有的較多，有的很少，差別較大。正是因?yàn)樯矬w內(nèi)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

8、是微量元素。問：什么是大量元素？答：含量占生物體總重量萬(wàn)分之一以上的元素。問：哪些元素屬于大量元素？答：c、h、o、n、p、s、k、ca、mg。問：什么是微量元素？答：生物體內(nèi)含量很少的一些元素。問：哪些元素屬于微量元素？答：fe、mn、zn、cu、b、mo等。問：請(qǐng)同學(xué)們討論一下，既然微量元素在生物體內(nèi)含量很少，那么，是不是說它們?cè)谏矬w內(nèi)可有可無(wú)呢？答：不是。微量元素對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)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(xué)元素周期表中，知道c位于第14族位置，它的原子序數(shù)是

9、6，說明一個(gè)碳原子核中含有6個(gè)質(zhì)子，核外有6個(gè)電子，由于電子排布的不同，在最外層有4個(gè)電子，這樣，碳原子就具有了4個(gè)能夠成鍵的價(jià)電子。正是這4個(gè)價(jià)電子，能夠使碳原子之間、碳原子與其他元素的原子之間結(jié)合形成更多的化學(xué)鍵。由于每個(gè)碳原子可以形成4個(gè)化學(xué)鍵，所以就有可能形成含有成千上萬(wàn)個(gè)甚至更多個(gè)碳原子的物質(zhì)。c是構(gòu)成生命有機(jī)物中最重要的元素。（二）組成細(xì)胞的化合物討論：作為生命的細(xì)胞是由元素組成的，組成生物體的化學(xué)元素在生物體內(nèi)是以什么形式存在的？比如花生和大豆的應(yīng)用中有很大的不同，花生可用來榨油，大豆常用來做豆腐說明了什么問題？說明：教師引導(dǎo)學(xué)生分析組成生物體的化學(xué)元素在體內(nèi)以什么形式存在（單質(zhì)

10、還是化合態(tài)），參考課本p17提供的表來分析，總結(jié)歸納出構(gòu)成細(xì)胞的化合物。無(wú)機(jī)化合物 水：85%90%無(wú)機(jī)鹽：1%1.5%蛋白質(zhì)：有機(jī)化合物7%10%核酸和糖類：1%1.5%脂類：1%2%（三）實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)教材中本實(shí)驗(yàn)安排為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),可與講課同步進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)難度并不大,但由于內(nèi)容較多,實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng),因此,必須作周密安排,才能按時(shí)完成。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。1.增設(shè)教師演示實(shí)驗(yàn)。上課之前,教師應(yīng)該準(zhǔn)備好做演示實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)材料、用具、儀器和試劑等。同時(shí),逐項(xiàng)完成可溶性糖、脂肪、蛋白質(zhì)三類有機(jī)物的鑒定實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)課上,將三個(gè)實(shí)驗(yàn)的正確結(jié)果分別展示在講臺(tái)上,并作扼要的介紹

11、,以便使學(xué)生將自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與教師的演示實(shí)驗(yàn)作比較。2.實(shí)驗(yàn)中學(xué)生應(yīng)分工合作。在“還原糖的鑒定”實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)每組2個(gè)學(xué)生中的1個(gè)制備生物組織樣液時(shí),另一個(gè)學(xué)生可以用酒精燈將水煮開,以便縮短實(shí)驗(yàn)的等待時(shí)間。在“脂肪的鑒定”實(shí)驗(yàn)中,1個(gè)學(xué)生制作臨時(shí)裝片時(shí),另一個(gè)學(xué)生則可以調(diào)試顯微鏡。另外,在完成前2個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),1個(gè)學(xué)生洗刷試管、清洗玻片和整理顯微鏡,另一個(gè)學(xué)生則可以進(jìn)行后1個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作。3.鑒定可溶性還原糖的實(shí)驗(yàn),在加熱試管中的溶液時(shí),應(yīng)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(shí)試管口不要朝向?qū)嶒?yàn)者,以免試管內(nèi)溶液沸騰時(shí)沖出試管,造成燙傷。如果試管內(nèi)溶液過于沸

12、騰,可以用手上提夾住試管的試管夾。4.做鑒定糖和蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)時(shí),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(duì)比,這樣可以增強(qiáng)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。探究生物組織中的主要化合物可溶性還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定的實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟和現(xiàn)象：知識(shí)點(diǎn)可溶性還原糖脂 肪蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)原理與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀被蘇丹染液染成橘黃色（或被蘇丹染成紅色）與雙縮脲試劑反應(yīng)產(chǎn)生紫色物質(zhì)實(shí)驗(yàn)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12 d的黃豆種子（或用豆?jié){）或用雞蛋蛋白

13、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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象藍(lán)色棕色磚紅色沉淀脂肪被蘇丹染液染成橘黃色（或被蘇丹染成紅色）加雙縮脲試劑a無(wú)明顯變化，加雙縮脲試劑b后溶液變成紫色注意事項(xiàng)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）來保存，用時(shí)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(jìn)行檢測(cè)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

14、察時(shí)找最薄處，最好只有12層細(xì)胞1.用雞蛋蛋白時(shí)，一定要加以稀釋，如果稀釋不夠，與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)后會(huì)粘固在試管內(nèi)壁上，使反應(yīng)不徹底，且試管不易洗干凈2.雙縮脲使用時(shí)，應(yīng)先加a造成堿環(huán)境，再加b每組學(xué)生從教師提供的材料中選取兩種進(jìn)行鑒定，并記錄（如下表）：成分材料還原糖脂肪蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)實(shí)測(cè)原因預(yù)測(cè)實(shí)測(cè)原因預(yù)測(cè)實(shí)測(cè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果：每一組實(shí)驗(yàn)選取一個(gè)人介紹實(shí)驗(yàn)情況，然后分析實(shí)驗(yàn)成敗的得失。教師精講組成生物體的元素和非生命的元素種類沒有區(qū)別，沒有一種化學(xué)元素是生物界特有的，從這方面來看生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。雖然從元素種類上看具有統(tǒng)一性，但

15、從組成生命的元素的含量上來看是有區(qū)別的，組成生命的化學(xué)元素在生物體內(nèi)和在無(wú)機(jī)環(huán)境中的含量相差很大，從這方面看生物界和非生物界具有差異性。在細(xì)胞中，元素主要以化合物的形式存在。組成細(xì)胞的基本元素是c元素，它是構(gòu)成有機(jī)物的標(biāo)志性元素，有機(jī)物是生命中最重要的物質(zhì)。不同的生物組織中，有機(jī)物的含量是不同的，要學(xué)會(huì)用恰當(dāng)?shù)姆椒▉頇z測(cè)和區(qū)分不同的有機(jī)物。 評(píng)價(jià)反饋1.在植物體內(nèi)，最基本的化學(xué)元素和含量最多的元素分別是a.c、ob.o、hc.c、hd.h、o2.做蛋白質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí),事先留出一些大豆組織液的目的是a.與反應(yīng)物混合的顏色作對(duì)比b.失敗后重做c.鑒定還原糖用d.為了節(jié)約3.做還原糖的鑒定實(shí)驗(yàn)所需的材

16、料最好選用的顏色是a.白色b.紅色c.紫色d.藍(lán)色4.活細(xì)胞中含量最多的化合物是a.蛋白質(zhì)b.糖類c.脂質(zhì)d.水5.活細(xì)胞中含量最多的有機(jī)化合物是a.蛋白質(zhì)b.糖類c.脂質(zhì)d.核酸參考答案：1.a 2.a 3.a 4.d 5.a課堂小結(jié)本節(jié)課比較重要的就是理解生命的物質(zhì)性即構(gòu)成生命的細(xì)胞是由元素組成的，而且這些元素在細(xì)胞中大多數(shù)是以化合物的形式存在。這些化合物的存在可以通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證?？梢詤^(qū)分出在組織中是否有糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，但是具體是哪種糖類或蛋白質(zhì)還要通過其他方法才能鑒定。布置作業(yè)p19一、基礎(chǔ)題：2，p19二、拓展題：2。課后拓展根據(jù)日常生活中你所用的食譜，分析搭配是否合理？（可查閱有關(guān)人體每天需要的物質(zhì)的資料）資料：一個(gè)體重65千克，從事較輕勞動(dòng)的成年男子，應(yīng)該從每天所吃的主副食（糧食500克，肉100克，蛋一個(gè)，豆制品50克，蔬菜500克）中獲得所需要的75克蛋白質(zhì)。根據(jù)需要與可能，還應(yīng)該適當(dāng)?shù)卣{(diào)劑副食，如增加些乳、蛋、肉類、豆制品、花生等提高蛋白質(zhì)的質(zhì)和量。充分發(fā)揮各種植物蛋白質(zhì)