教學(xué)設(shè)計(jì)完整版：細(xì)胞的化學(xué)組成

細(xì)胞的化學(xué)組成教學(xué)設(shè)計(jì)【課標(biāo)要求】1．闡述構(gòu)成細(xì)胞化學(xué)元素的類別，比較組成細(xì)胞的元素和無機(jī)自然界中的元素種類，認(rèn)同生物界和無機(jī)自然界具有統(tǒng)一性的觀點(diǎn)，認(rèn)識(shí)生命的物質(zhì)性。2．說明生物大分子以碳鏈為骨架，確立生命世界具有特殊性的觀點(diǎn)。3．檢測(cè)生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)?！菊n標(biāo)解讀】1．簡(jiǎn)述組成細(xì)胞的大量元素和微量元素。2．說出構(gòu)成細(xì)胞的化合物的種類。3．嘗試檢測(cè)生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)?！窘虒W(xué)地位】本章主要闡述了生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，明確了細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，是第一章內(nèi)容的深入，也是學(xué)習(xí)好其他各章的前提，像第二單元中蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)和功能，第三單元能量的來源和轉(zhuǎn)變以及新陳代謝和增殖等知識(shí)都要用到本章相關(guān)的內(nèi)容。所以，本章內(nèi)容也就成為學(xué)好其他章節(jié)的必備知識(shí)。本章共三節(jié)，沿著從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序逐層深入。第一節(jié)細(xì)胞的化學(xué)組成闡述了構(gòu)成細(xì)胞的“建筑材料”，第二節(jié)說明了由“材料”構(gòu)成細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，第三節(jié)則根據(jù)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和復(fù)雜程度探討了真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的差異。這樣環(huán)環(huán)相扣，形成了一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)知整體。檢測(cè)生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)是本節(jié)重點(diǎn)?！窘谭ㄖ笇?dǎo)】在教學(xué)過程中，首先要組織好探究活動(dòng)，本節(jié)第一個(gè)探究活動(dòng)“構(gòu)成生物體的化學(xué)元素”是資料分析，為調(diào)動(dòng)全體學(xué)生積極參與，可將學(xué)生分組，然后教師引導(dǎo)學(xué)生逐一探究相關(guān)資料，組織學(xué)生歸納討論。探究活動(dòng)二是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的活動(dòng)，需先做三種樣品的顏色反應(yīng)，再選生物組織分別探究是否含有與樣品一樣的物質(zhì)。最后組織學(xué)生認(rèn)真填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告表，組織好分析與討論，可采用實(shí)驗(yàn)組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的辦法?！拘抡n導(dǎo)入建議】1．生物種類繁多、千姿百態(tài)，那么它們組成元素相同嗎？這些元素與無機(jī)環(huán)境有什么區(qū)別和聯(lián)系？2．植物從土壤中長(zhǎng)出、落葉分解后又融入泥土，這說明植物的組成元素來源是什么？【教學(xué)流程設(shè)計(jì)】課前自主探究：閱讀教材P12～15，填寫【課前自主導(dǎo)學(xué)】，完成“思考交流1、2、3”。?步驟1：情景導(dǎo)課：以【新課導(dǎo)入建議】引出本節(jié)課題。?步驟2：教師通過【正誤判斷】，以學(xué)生搶答的方式檢查課前預(yù)習(xí)效果。?步驟3：結(jié)合教材，通過【課堂互動(dòng)探究】探究，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)構(gòu)成細(xì)胞的元素及化合物，利用例1鞏固提高。?步驟6：通過【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)驗(yàn)收，課下完成【課后知能檢測(cè)】。?步驟5：引導(dǎo)學(xué)生以小組合作形式總結(jié)本課時(shí)重要知識(shí)點(diǎn)并以網(wǎng)絡(luò)圖形式呈現(xiàn)，互評(píng)后參看【本課知識(shí)小結(jié)】的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，然后識(shí)記結(jié)論語句。?步驟4：結(jié)合教材，通過【課堂互動(dòng)探究】實(shí)驗(yàn)探究，幫助學(xué)生理解并掌握檢測(cè)生物組織中有機(jī)物的原理和方法，利用例2鞏固提高。課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.簡(jiǎn)述組成細(xì)胞的大量元素和微量元素。2.說出構(gòu)成細(xì)胞的化合物的種類。3.嘗試檢測(cè)生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)。1.組成細(xì)胞的大量元素和微量元素。(重點(diǎn))2.還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)的檢測(cè)。(重難點(diǎn))【課堂自主導(dǎo)學(xué)】知識(shí)一：構(gòu)成細(xì)胞的化學(xué)元素1.種類主要有20多種。2．元素的分類(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。(2)微量元素：Mn、Zn、Cu、B、Mo、Ni等。(3)半微量元素：Fe。3．生物界與非生物界的統(tǒng)一性構(gòu)成細(xì)胞的化學(xué)元素都是無機(jī)自然界中常見的元素，說明了生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。思考交流：1.組成人體細(xì)胞的元素中，鮮重含量最多的是氧，為什么干重時(shí)含量最多的是碳？【提示】因?yàn)轷r重時(shí)含有85%～90%的水，而水中氧的含量最多。而干重時(shí)，主要為有機(jī)物，碳架是構(gòu)成有機(jī)物的基本骨架，碳的含量達(dá)到%，這也表明碳是構(gòu)成細(xì)胞的最基本元素。知識(shí)二：構(gòu)成細(xì)胞的化合物1.存在狀態(tài)：細(xì)胞中的化學(xué)元素除少數(shù)以游離狀態(tài)存在外，絕大多數(shù)是以化合物的形式存在的。2．種類化合物eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(無機(jī)物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水,無機(jī)鹽)),有機(jī)物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(糖類,脂質(zhì),蛋白質(zhì),核酸))))3．含量活細(xì)胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有機(jī)物是蛋白質(zhì)。4．碳架糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸都含有由C、H、O原子通過共價(jià)鍵連接成的碳架結(jié)構(gòu)，自然界的無機(jī)物都不具備。5．意義細(xì)胞中的化合物構(gòu)成了細(xì)胞內(nèi)生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，各種化合物有機(jī)地組合在一起，發(fā)生相互作用才會(huì)表現(xiàn)出生命現(xiàn)象。思考交流：2．新鮮的黃豆種子與曬干后的黃豆種子相比，細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物相同嗎？【提示】不相同，新鮮的黃豆種子含量最多的化合物是水，曬干后的黃豆種子含量最多的化合物是蛋白質(zhì)，因此兩者不同。知識(shí)三：檢測(cè)生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)1．原理生物組織中某些有機(jī)化合物能與某些化學(xué)試劑產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。2．鑒定方法(連線)①還原性糖a．雙縮脲試劑Ⅰ.磚紅色沉淀②脂肪 B．蘇丹Ⅲ染液Ⅱ.紫色③蛋白質(zhì)c．班氏試劑Ⅲ.橘黃色【提示】①—c—Ⅰ②—b—Ⅲ③—a—Ⅱ思考交流：3．在還原性糖檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的選擇有什么要求？【提示】首先要考慮生物組織中還原性糖的含量要豐富，其次要考慮選用淺色的材料，防止材料顏色對(duì)反應(yīng)顏色的遮蓋?！菊`判斷】1．組成人體細(xì)胞的元素中，最基本的是氧。(×)【提示】鮮重時(shí)含有85%～90%的水，而水中氧的含量最多。而干重中，主要為有機(jī)物，碳架是構(gòu)成有機(jī)物的基本骨架，碳的含量達(dá)到%，這也表明碳是構(gòu)成細(xì)胞的最基本元素。2．微量元素在細(xì)胞中含量少，所以對(duì)生命活動(dòng)微不足道。(×)【提示】微量元素雖然在細(xì)胞中含量非常少，但和大量元素一樣，對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)都起著重要作用，都是生物體的必需元素。3．構(gòu)成細(xì)胞的元素種類和無機(jī)自然界中的元素種類不同，所以說生物界和非生物界具有差異性。(×)【提示】構(gòu)成細(xì)胞的元素在無機(jī)自然界中都能找到，說明生物界和非生物界具有統(tǒng)一性，但某種元素在生物界和非生物界的含量不同，說明兩者存在差異性。4．細(xì)胞中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)，因此，蛋白質(zhì)的作用很突出。(×)【提示】雖然細(xì)胞中蛋白質(zhì)的作用很突出，但是細(xì)胞中含量最多的化合物是水。【課堂互動(dòng)探究】探究一：構(gòu)成細(xì)胞的元素及化合物【問題導(dǎo)思】①如何認(rèn)識(shí)構(gòu)成細(xì)胞的元素含量及其作用的關(guān)系？②構(gòu)成細(xì)胞的化合物有哪幾類？有何作用？③從元素、化合物角度如何認(rèn)識(shí)生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性？1．化學(xué)元素的分類(1)分類依據(jù)：元素在生物體內(nèi)的含量。(2)生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性：2．元素和化合物的含量分析(1)若用上圖表示人體細(xì)胞(干重)中含量最多的四種元素的含量，則a、b、c、d分別代表的是O、C、N、H。(2)若用上圖表示活細(xì)胞中化合物的含量，則a、b、c、d分別表示：蛋白質(zhì)、水、脂質(zhì)、糖類?！久麕燑c(diǎn)撥】1．在鮮重和干重的不同條件下，同一細(xì)胞的元素和化合物的含量不同。2．大量元素和微量元素只是說明在細(xì)胞中的含量不同，而在生理作用上無大小之分。例1：(2022·江蘇高考改編)下列關(guān)于細(xì)胞中化學(xué)元素的敘述，正確的是()A．細(xì)胞中一種元素的作用能被其他元素替代B．細(xì)胞中的不同元素的含量差別不大C．干重條件下，細(xì)胞中含量最多的元素是CD．細(xì)胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要【審題導(dǎo)析】解答本題的關(guān)鍵應(yīng)明確兩點(diǎn)：(1)題干中的關(guān)鍵信息：細(xì)胞中的化學(xué)元素。(2)化學(xué)元素的種類及作用?！揪v精析】具體分析如下：選項(xiàng)具體分析結(jié)論A項(xiàng)組成細(xì)胞的不同化學(xué)元素的作用不同，因此細(xì)胞中一種元素的作用不能被其他元素替代錯(cuò)誤B項(xiàng)細(xì)胞中不同元素的含量差別較大，分為大量元素和微量元素錯(cuò)誤C項(xiàng)干重條件下，細(xì)胞中含量最多的元素是C正確D項(xiàng)微量元素雖然含量很少，卻是生物生活所必需的元素錯(cuò)誤【答案】C【實(shí)驗(yàn)探究】生物組織中有機(jī)化合物的檢測(cè)試驗(yàn)1．鑒定有機(jī)物所選取的材料鑒定物質(zhì)相應(yīng)材料還原性糖含還原性糖量高、白色或近于白色的植物組織，如蘋果、梨的勻漿脂肪花生種子蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)懸液2.實(shí)驗(yàn)流程(1)還原性糖的檢測(cè)和觀察：eq\x(選材)含還原性糖量較高、白色或近于白色的植物組織eq\x(制備組織樣液)(制漿→一層紗布過濾→取液)eq\x(顯色反應(yīng))eq\x(結(jié)論)組織樣液中含有還原性糖(2)脂肪的檢測(cè)和觀察：eq\x(取材)植物油(食用油)eq\x(檢測(cè))eq\x(結(jié)論)植物油中含有脂肪(3)蛋白質(zhì)的檢測(cè)和觀察：eq\x(選材與制備)蛋白質(zhì)懸液eq\x(顯色反應(yīng))eq\x(結(jié)論)蛋白質(zhì)懸液中含有蛋白質(zhì)3．班氏試劑與雙縮脲試劑的比較班氏試劑雙縮脲試劑試劑A試劑B成分實(shí)為Cu(OH)2參與反應(yīng)g/mLNaOH溶液g/mLCuSO4溶液鑒定物質(zhì)還原性糖蛋白質(zhì)添加順序直接添加先加入試劑A2mL，搖勻，再加入試劑B3～4滴，搖勻反應(yīng)條件沸水加熱不需加熱，搖勻即可反應(yīng)現(xiàn)象淺藍(lán)色→棕色→磚紅色沉淀淺藍(lán)色→紫色【名師點(diǎn)撥】1．易寫錯(cuò)別字提示：雙縮脲試劑中的“脲”不可錯(cuò)寫為“尿”。2．班氏試劑只能檢測(cè)具有還原性的糖類，而一些非還原性的糖類，如蔗糖、淀粉等，無法用班氏試劑進(jìn)行檢測(cè)。3．在檢測(cè)有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)中，唯一需沸水加熱的實(shí)驗(yàn)是還原性糖的檢測(cè)。例2：(2022·廣東高考改編)分析下表，可推測(cè)()溶液雙縮脲試劑碘液班氏試劑甲＋－－乙－＋＋－甲、乙混合＋＋＋注：“＋”顯色，“＋＋”顯色更深，“－”不顯色。A．甲溶液含有淀粉B．乙溶液含有還性原糖C．混合溶液不含淀粉D．混合溶液含有淀粉酶【思維導(dǎo)圖】解答本題的思路為：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(甲＋雙縮脲試劑\o(→,\s\up7(顯色))甲是蛋白質(zhì),乙＋碘液\o(→,\s\up7(顯色),\s\do5())乙是淀粉))＋班氏試劑eq\o(→,\s\up7(顯色))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(產(chǎn)生還原性糖,甲是淀粉酶))【精講精析】甲溶液用雙縮脲試劑檢測(cè)顯色，說明其含有蛋白質(zhì)；乙溶液遇碘液顯色，說明其含有淀粉。綜合甲、乙的判斷與甲、乙混合液的檢測(cè)結(jié)果可知，甲為淀粉酶，乙為淀粉，淀粉酶催化淀粉分解的產(chǎn)物中含有還原性糖，還原性糖用班氏試劑檢測(cè)顯色。【答案】D【本課知識(shí)小結(jié)】【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【結(jié)論語句】1．組成細(xì)胞的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Mn、Zn、Cu、B、Mo、Ni等。2．組成細(xì)胞的化合物中占鮮重最多的是水，占干重最多的是蛋白質(zhì)。3．還原性糖與班氏試劑在水浴加熱條件下生成磚紅色沉淀。4．脂肪被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色。5．蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】1．(2022·延安高一測(cè)試)下列敘述中，不正確的是()A．組成生物體的化學(xué)元素種類大體相同B．不同種類的生物體內(nèi)各種元素的含量相差很大C．微量元素含量不多，缺少它們對(duì)生命活動(dòng)影響不大D．生物體內(nèi)常見的化學(xué)元素在元素周期表中原子序數(shù)較低【解析】微量元素含量雖少，但對(duì)生命活動(dòng)同樣不可缺少?！敬鸢浮緾2．在生物組織還原性糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定實(shí)驗(yàn)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的選擇，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．甘蔗莖的薄壁組織、甜菜的塊根等，都含有較多的糖且近于白色，因此可以用于進(jìn)行還原性糖的鑒定B．花生種子含脂肪多且子葉肥厚，是用于脂肪鑒定的理想材料C．大豆種子蛋白質(zhì)含量高，是進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定的理想植物組織材料D．雞蛋清含蛋白質(zhì)多，是進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定的理想動(dòng)物材料【解析】甘蔗、甜菜中雖含糖多，但主要為蔗糖，蔗糖是非還原性糖，所以不能作為實(shí)驗(yàn)的材料?！敬鸢浮緼3．若以雞蛋蛋白液為材料進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)蛋白液與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)后會(huì)粘固在試管壁上。下列關(guān)于這一現(xiàn)象形成原因的描述中，正確的是()A．雞蛋蛋白液稀釋不夠，攪拌不勻B．只添加了雙縮脲試劑A，未添加雙縮脲試劑BC．雞蛋蛋白液不是合適的實(shí)驗(yàn)材料D．蛋白液與雙縮脲試劑的反應(yīng)時(shí)間不夠長(zhǎng)【解析】雞蛋蛋白液很黏稠，用于鑒定蛋白質(zhì)的材料時(shí)需稀釋，否則會(huì)粘附在試管上，難以清洗?！敬鸢浮緼4．(2022·濟(jì)南高一聯(lián)考)牛通過吃草從草中獲得化合物和元素，那么牛和草體內(nèi)的各種化學(xué)元素()A．種類差異很大，含量大體相同B．種類和含量差異都很大C．種類和含量都是大體相同的D．種類大體相同，含量差異很大【解析】牛吃草后，從草中獲得了元素和化合物，但是牛和草是不同的生物，故其元素種類大致相同，含量差別較大?！敬鸢浮緿5．近幾年來的電視廣告中，有許多推廣中老年人補(bǔ)鐵、鈣和鋅等的保健品和藥品的廣告，說明了無機(jī)鹽對(duì)人體的健康起著重要作用。結(jié)合所學(xué)生物學(xué)知識(shí)，聯(lián)系日常生活分析回答下列問題：(1)鐵、鈣和鋅等無機(jī)鹽在細(xì)胞內(nèi)主要以________形式存在，是細(xì)胞的重要組成成分，如人體缺鐵可引起貧血癥，血液運(yùn)輸________的能力降低。乳酸亞鐵口服液可以有效地治療該病，這是因?yàn)槠渲械腇e2＋進(jìn)入人體后能________________________。一旦鈣離子在血漿中的濃度明顯下降，會(huì)出現(xiàn)________癥狀。(2)碳酸鈣是動(dòng)物和人體的骨、牙齒中的重要成分，鎂離子是植物細(xì)胞中葉綠素分子必需的組成成分，這說明_______________________