1、2021-2021 年高中生物必修 1 2-1 細胞中的元素和化合物教案 11. 知識與技能 1簡述組成細胞的主要元素。說出構成細胞的根本元素是碳。2嘗試檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質，探討細胞中主要化合物的種類。2. 過程與方法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 養學生理解、思考和分析問題的能力。3. 情感態度與價值觀1認同生命的物質性。2認同生物界在物質組成上的統一性。教學重點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

2、質。教學難點1.構成細胞的根本元素是碳。2.檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。教具準備細胞主要元素百分數掛圖。課時安排1 課時教學過程課前準備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 制成課件；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。情境創設地球上的環境千變萬化， 但都是有一定的物質組成，比方地殼外表的水、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境中，這些生物從環境中獲取物質，那么這些生物又由哪些元素組成?師生互動一組成細胞的元素屏幕展示以下資料組成地殼和組成細胞的局部元素含量元素地殼細胞048.6065

3、.0Si26.30極少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0問：組成生命的細胞和組成地殼的元素有沒有什么不同?答：組成細胞的化學元素在自然界的無機環境中都能找到，沒有一種元素是生命特有的。是元素在細胞中和無機環境中的含量卻有區別，說明生命和非生命的無機環境既有統一性又有差異性。作為生命的根本組成單位 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？引導學生分析圖2- 1 1和圖2 1-2。問：組成生物體的化學元素種類有許多，它們的含量是否相同？答：不相同。問：人體細胞在干重狀態下和鮮重狀態下哪種元素含量最大？答：干重狀態下和鮮重狀態元素下元素含量最大的分別

4、是C元素和0元素。圖21 1組成人體細胞的主要元素占細胞鮮重的百分比1.7 %圖212組成人體細胞的主要元素占細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元素的種類和含量。出示玉米和人體化學元素比照表投影片玉米與人體的化學元素組成質量分數/%元素玉米人044.4314.62C43.5755.99H6.247.46N1.469.33Si1.170.005K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78Cl0.140.47Zn一0.01Fe0.080.012問：從表中看，哪一種化學元素是玉米和人體中含量最多的？答：是Co問：除此之外

5、，還有哪幾種元素含量較多？答：0、H、N。從表中可以看出 C、0、N、H這4種元素在組成生物體的元素中含量最多, 所以，C、0、N、H是組成生物體的根本元素。問：表中只列舉了 13種元素，那么是不是說玉米和人體內只含有這13種元素呢？答：不是。實際上除了表中的13種元素之外，還有 Mn等。據統計，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。問：構成生物體的這些元素的含量有什么特點呢？同學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，差異較大。 正是因為生物體內各種元素含量差異較大，

6、 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。問：什么是大量元素？答：含量占生物體總重量萬分之一以上的元素。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：請同學們討論一下， 既然微量元素在生物體內含量很少， 那么，是不是說它們在生物體 內可有可無呢？答：不是。 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

7、大量元素中， C 是最根本的元素，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。二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

8、的？比方花生和大豆的應用中有很大的不同， 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 ， 參考課本 P17 提供的表來分析，總結歸納出構成細胞的化合物。水；劭90%無機化合物亠円無機掘1%1陰蛋白質：7%1曲有機化合物孩酸和樽類：1%13爍I脂樂1%2%三實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質教材中本實驗安排為驗證性實驗 ，可與講課同步進行。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。上課之前，教師應該準備好做演示實驗所需

9、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。在實驗課上，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擬。2實驗中學生應分工合作。 在 復原糖的鑒定實驗中，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，另一個學生那么可以調試顯微鏡。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，另一個學生那么可以進行后 1個實驗的操作。3鑒定可溶性復原糖的實驗，在加熱試管中的溶液時，應該用試管夾夾

10、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，可以留出一局部樣液，以便與鑒定后的樣液的顏色 變化作比照，這樣可以增強說服力。5斐林試劑的甲液和乙液混合均勻前方可使用，切勿將甲液和乙液分別參加組織樣液中。探究生物組織中的主要化合物可溶性復原糖、脂肪、蛋白質的鑒定的實驗原理、方法、步驟和現象：知識點可溶性復原糖月旨肪蛋白質實驗原理與斐林試劑反響生成磚紅色沉淀被蘇丹川染液染成橘 黃色或被蘇丹W染成 紅色與雙縮脲試劑

11、反應產生紫色物質實 驗 步 驟樣液制備選材含糖較咼、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 漿或用雞蛋 蛋白方法蘋果切塊T研磨T過濾T濾液制作花生種子的切片黃豆浸泡切片t 研磨t過濾t 濾液鑒定步驟樣液T加斐林試劑T振蕩T水浴加熱煮沸切片t染色t漂洗t鏡檢組織樣液t加雙 縮脲試劑At再加雙縮脲試劑Bt觀察顏色變 化實驗現象藍色T棕色T磚紅色沉淀脂肪被蘇丹川染液染成橘黃色或被蘇丹W染成紅色加雙縮脲試劑A 無明顯變化，加 雙縮脲試劑B后溶液變成紫色考前須知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斐林試劑不穩定，一 般配成甲

12、液NaOH :0.1 g/mL乙液 CuSQ： 0.05 g /mL來保存，用時必須將甲、乙兩液混合均勻后 使用，切勿分別參加組 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12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 試劑發生反響后 會粘固在試管內 壁上，使反響不 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，并記錄如下表成分料復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

13、漿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。教師精講組成生物體的元素和非生命的元素種類沒有區別，沒有一種化學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一性。雖然從元素種類上看具有統一性，但從組成生命的元素的含量上來看是有區別的， 組成生命的化學元素在生物體內和在無機環境中的含量相差 很大，從這方面看生物界和非生物界具有差異性。在細胞中，元素主要以化合物的形式存在。組成細胞的根本元素是C元素，它是構成有機物的標志性元素，有機物是生命中最重要的物質。不同的生物組織中，有機物的含量是不同的， 要學會用恰當的方法來檢測和區分不同的有機 物。課堂小結本節課比擬重要的就是理解生命的物質性一一即構成生命的細胞是由元素組成的，而且這些元素在細胞中大多數是以化合物的