1、第2章 組成細胞的分子第1節 細胞中的元素和化合物（詳案）一、教材分析本節課的授課內容是高中生物必修一的第二章第一節，第一章介紹了生命活動離不開細胞，生物由細胞組成以及細胞的多樣性和統一性。從第二章開始，對細胞開始深層次的學習，本節中組成細胞的元素、組成細胞的化合物內容較簡單易懂。重點在于對生物組織中幾種主要有機物的檢測，著重在于讓學生理解實驗原理，并掌握實驗方法。知識結構結構圖如下：細胞中的元素和化合物 細胞中的化合物細胞中的元素 根據細胞中的含量分 有機物無機物微量元素大量元素 糖類脂肪蛋白質 無機鹽 水Fe Mn BZn Mo CuC H O N P S K Ca Mg 主 要 元 素基

2、本元素最基本的元素 雙縮脲試劑蘇丹碘液蘇丹斐林試劑淀粉還 原糖 流程圖 大量元素： C H O N P S K Ca Mg 組成細胞的元素 微量元素：Fe Ma Cu Mo Zn B 主要元素：C H O P N S細胞的元素和化合物基本元素：C H O N最基本元素：C蛋白質生命活動的體現者（生命物質）有機物組成細胞的化合物核酸一切生物的遺傳物質（遺傳物質）糖類生命活動的主要能源物質（能源物質）脂質生物體主要的儲能物質（儲能物質）無機物水生物體內最多的化合物無機鹽對生物體的生命活動有重要作用二、教學目標1.知識目標 （1）簡述組成細胞的主要元素。（2）說出構成細胞的基本元素是碳。（3）說出水

3、在細胞中的存在形式和作用；（4）說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用2.能力目標（1）學會檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質的方法。（2）培養學生分析、比較、歸納等邏輯推理能力。（3）培養學生的知識遷移能力、綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力，以及提高學生學科之間相互滲透的遷移能力。3.情感、態度與價值觀 （1）認同生命的物質性和生物界在物質組成上的統一性。（2）立辨證的唯物主義世界觀。增強學生對生命本質的認識，消除對生命認識的神秘感，滲透協調美和思想美。（3）對運動飲料成分的調查及分析，體驗探究活動及小組合作學習。（4）課后實踐活動設計實驗方案及進行試驗操作，學會初步設計實驗、增強實

4、驗操作技能。三、教學重點和難點1、教學重點（1）組成細胞的元素和化合物。（2）檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。2、教學難點（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 本節課的授課對象是高中一年級（高一）的學生。學生在初中已經學過化學和生物，有了一定的化學知識和生物知識積累，這些知識為本節課的內容奠定了一定的基礎。例如元素的概念、化合物的組成。在元素部分的學習中，大量元素和微量元素不易區分，容易混淆，此處應用具體數據舉例，才具有說服力。同時，在日常生活中，學生會接觸到一些關于生物(主要是人)體內存在的化學元素的信息，對生物物體由元素組成容易理解。在化

5、合物部分的學習中，同學們對構成細胞的有機物也有了初步的認識，例如，知道瘦肉中含蛋白質比較多，肥肉中含脂肪較多，水果含糖類較多等等。但是，本節課中的實驗是學生不曾接觸過的，在做實驗過程中，要求學生注意安全。教學策略講授法、直觀教學法課時安排1課時（40min）教學過程1、導入：（2min）師：前面同學們通過走近細胞，我們知道細胞是生物體結構和功能的基本單位，一切生命活動都離不開細胞，那細胞為什么能表現生命活動的呢？由細胞組成的生物體為什么能表現出生命活動呢？就比如說同學們教室嬉戲打鬧歡聲笑語時，我們的教學樓永遠靜靜的站立著，像教學樓這樣的，地球上的其他非生物體為什么沒有生命活動特征呢？但是我們知

6、道細胞和其他非生物體一樣都是由元素和分子組成的，不同的是，非生物體沒有生命活動，細胞卻有，是不是因為細胞有特殊的物質分子呢？今天我們就開始學習第二章組成細胞的分子，我們知道分子又是由相應的元素組成的，那組成細胞分子的元素有沒有特殊之處呢？這些元素又形成了哪些化合物呢？今天我們首先來學習一下這章第一節細胞中的元素和化合物。2、新知學習：（28min）師：大家把書本打開到P16頁，看問題探究里的這個表格，這實際上是個小資料，讓大家看這個表格并不是要求大家去記憶表格中的數據，而是讓大家去分析這些數據，去學習別人的研究方法和研究過程。好的，大家一起看一下這個表格，組成地殼和組成細胞的部分元素含量（）表

7、。元素這一列，有O 、Si、C、N、H元素，分別在地殼和細胞中都有相應的含量。就這幾種元素而言，有沒有一種元素地殼中有而細胞中沒有的？生：沒有師：由此可見細胞中沒有一種元素是特有的，細胞中有的地殼中也有。這是為什么呢？大家有沒有想過細胞中元素是怎么來的呢？自己產生的嗎？生：不是師：實際上是從外界環境也就是非生物界攝取來的，在這里要說一下，外界相對于我們自身而言，我站在這里，那我的周圍就是外界環境；無機自然界是相對于有生命的有機體而言的，比如我是有生命的，我是有機體。這張講桌沒有生命可言，注意是生命不是壽命啊，這桌子還是有壽命的，既然桌子沒有生命它就是無機的，非生物界就是相對于生物界來說的。細胞

8、要生存就必須從外界環境攝取所需物資，你比如人，我們每天必須得喝水，我們知道一個人要是連續一周不喝水不吃食物，生命活動就終止了。所以，細胞要生存，生物要生存，從自然界攝取物質是非常必要的。這些物質來自自然界，物質又是由元素組成的，所以細胞中的元素是來自自然界，沒有一種元素是細胞特有的，那么這個說明什么問題呢？雖然細胞能進行生命活動，非生物體不能進行生命活動，但是從元素成上來看是一樣的，細胞有的，非生物體也有。所以生物體和非生物體也存在著共性。前面我們學到不同的細胞具有統一性，那從元素組成上看，生物體和非生物體也具有統一性。師：另外，我們再換個角度去看這個表，各種元素在地殼和細胞中含量一樣嗎？生：

9、Si在地殼含量很高，在細胞中極少，所以我們從元素含量這個角度來看，生物界和非生物界是存在差異的，具有差異性。師：我們通過化學、物理、生物多種方法發現細胞中元素含量是不盡相同的。含量多的我們稱為為大量元素，多到什么程度呢？含量占到細胞質量的1/10000以上就是大量元素，含量少于1/10000的稱為微量元素，分別是哪些元素？生：大量元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg等；微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。師：考慮到大家對化學元素周期表中還不太熟悉，這里教給大家一個小訣竅，方便大家記憶，就是鐵猛碰新木桶。師：微量元素含量少是不是作用就微不足道呢？生：不是師：微量元素雖然含量少但都有

10、應的作用，比如說Fe元素，如果我們人缺Fe會怎么樣？有什么癥狀呢？生：貧血，頭暈，眼前發黑師：還有B元素對于植物花粉萌發和花粉管伸長有重要作用，所以家里種花的同學要注意施肥。再比如碘元素，人缺碘會怎樣呢？生：會得大脖子病師：是的，所以同學們平時不要挑食，從食物中攝取到機體所需的元素，有一個健康的身體。生：是師：現在大家看到書本的兩個餅狀圖，圖2-1組成人體細胞的主要元素，括號內占細胞鮮重的百分比；圖2-2組成人體細胞的主要元素，括號內是占細胞干重的百分比，大家注意到一個是干重一個是鮮重，所謂鮮重呢就是細胞含水，干重就是不含水。說明什么問題？小組討論，想好答案的小組舉手示意老師，回答問題。生：鮮

11、重中細胞中的主要元素有C、H、O、N、P、S；干重中細胞中主要元素有C、H、O、N、P、S還多三個K、Ca、Mg不管是細胞干重還是鮮重，主要元素是C、H、O、N、P、S。其中C、H、O、N這四種元素含量最多，在這四種元素中呢C元素是最基本的元素。 師：為什么C元素是最基本的元素呢？我們從兩方面來考慮，一方面是C元素在細胞干重中占到55.99，含量最高； C原子的最外層電子數是4，可以與其他原子形成4個共價鍵，容易與其他原子形成化合物，C元素可以與其他元素形成化合物，比如我們后面即將學到的學到的糖類、蛋白質、脂質、核酸等等。所以C元素就是最基本的化學元素。師：組成細胞的元素有大量元素、微量元素、

12、主要元素、最基本元素，那這些元素在細胞里是單獨存在的嗎？生：不是師：應該是不全是，細胞中的元素大多數是化合物的形式存在的，那細胞中的元素組成了哪些化合物呢？小組討論，想好答案的小組舉手示意老師，回答問題。生：細胞中的化合物根據有無C元素可以分為無機物和有機物兩大類，無機物不含C元素，有機物就是含C元素。但是有疑問了：那CO2、CO、碳酸鹽都含有碳元素，怎么是無機物呢？師：這里要說明一下，因為這些物質比較特殊，化學性質比較像無機物所以把他們無機物一類。細胞中的無機物包括水和無機鹽，有機物包括糖類、脂質、蛋白質、核酸。 師：糖類、脂質、蛋白質這三個大家都熟悉，核酸比較陌生，那我說一種物質大家肯定不

13、陌生-DNA，它是核算的一種，是主要的遺傳物質。這些化合物在細胞中含量又是怎樣呢？大家來看一下書上P17頁的表格，在這個表格中你發現了什么？小組討論，想好答案的小組舉手示意老師，回答問題。生：水占到8590最高，其次是蛋白質占到710，第二多。在無機物中，理所當然的是水最多了，有機化合物中蛋白質含量最高。這兩種化合物含量這么高對生命是有非常重要意義的。師：水對生命的意義不言而喻，蛋白質呢，我們初中學過一種蛋白質對我們很重要，是什么呀？生:血紅蛋白，師：它是運輸氧氣的，如果我們缺乏它，就會缺氧。可見蛋白質我們的重要性。學習了化合物，大家能聯系生活實際說說哪些植物器官富含糖類、脂質、蛋白質嗎？這個

14、季節正是吃甘蔗的時候，甘蔗富含什么?生：糖類師：還有那些植物富含糖類呢生：蘋果、梨師：那脂質呢？說脂質大家不太熟，平常生活里我們不稱它為脂質，而是油，比如我們炒菜用的菜籽油、芝麻油、花生油，那這些植物是不是含脂質啊！生：是師：那蛋白質呢？那些植物富含蛋白質？生：大豆師：對的，我們早上喝的豆漿就是富含蛋白質，所以同學們現在正是長身體的時候，喝點豆漿是很有好處的。那當初我們是怎樣檢測或鑒定植物器官富含這些有機物的呢？現在請同學們閱讀教材P18-P19，學習檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。完成下面的表格。（一）可溶性糖的鑒定操 作 方 法注 意 問 題解 釋1. 制備組織樣液。（去皮、切塊、研磨

15、、過濾）蘋果或梨組織液必須臨時制備。因蘋果多酚氧化酶含量高，組織液很易被氧化成褐色，將產生的顏色掩蓋。2. 取1支試管，向試管內注入2mL組織樣液。3. 向試管內注入1mL新制的斐林試劑，振蕩。應將組成斐林試劑的甲液、乙液分別配制、儲存，使用前才將甲、乙液等量混勻成斐林試劑；切勿將甲液、乙液分別加入蘋果組織樣液中進行檢測。斐林試劑很不穩定，甲、乙液混合保存時，生成的Cu ( OH ) 2在70 900C下分解成黑色CuO和水；甲、乙液分別加入時可能會與組織樣液發生反應，無Cu OH生成。4. 試管放在盛有50-650C溫水的大燒杯中，加熱約2分鐘，觀察到溶液顏色：淺藍色 棕色 磚紅色（沉淀）最

16、好用試管夾夾住試管上部，使試管底部不觸及燒杯底部，試管口不朝向實驗者。也可用酒精燈對試管直接加熱。防止試管內的溶液沖出試管，造成燙傷；縮短實驗時間。（二）脂肪的鑒定操 作 方 法注 意 問 題解 釋花生種子浸泡、去皮、切下一些子葉薄片，將薄片放在載玻片的水滴中，用吸水紙吸去裝片中的水。干種子要浸泡34小時，新花生的浸泡時間可縮短。因為浸泡時間短，不易切片；浸泡時間過長，組織較軟，切片不易成形。切片要盡可能薄些，便于觀察。在子葉薄片上滴23滴蘇丹或蘇丹染液，染色1分鐘。染色時間不宜過長。用吸水紙吸去薄片周圍染液，用50%酒精洗去浮色，吸去酒精。酒精用于洗去浮色，不洗去浮色，會影響對橘黃色脂肪滴的

17、觀察。同時，酒精是脂溶性溶劑，可將花生細胞中的脂肪顆粒溶解成油滴。用吸水紙吸去薄片周圍酒精，滴上12滴蒸餾水，蓋上蓋玻片。滴上清水可防止蓋蓋玻片時產生氣泡。低倍鏡下找到花生子葉薄片的最薄處，可看到細胞中有染成橘黃色或紅色圓形小顆粒。裝片不宜久放。時間一長，油滴會溶解在乙醇中。（三）、蛋白質的鑒定操 作 方 法注 意 問 題解 釋制備組織樣液。（浸泡、去皮研磨、過濾。）黃豆浸泡1至2天，容易研磨成漿，也可購新鮮豆漿以節約實驗時間。鑒定。加樣液約2ml于試管中，加入雙縮脲試劑A，搖勻；再加入雙縮脲試劑B液34滴，搖勻，溶液變紫色。A液和B液也要分開配制，儲存。鑒定時先加A液后加B液。CuSO4溶液

18、不能多加。先加NaOH溶液，為Cu2+與蛋白質反應提供一個堿性的環境。A、B液混裝或同時加入，會導致Cu2+變成Cu ( OH ) 2沉淀，而失效。否則CuSO4的藍色會遮蓋反應的真實顏色。可用蛋清代替豆漿。蛋清要先稀釋。如果稀釋不夠，在實驗中蛋清粘在試管壁，與雙縮脲試劑反應后會粘固在試管內壁上，使反應不容易徹底，并且試管也不易洗干凈。附：淀粉的檢測和觀察用試管取2ml待測組織樣液，向試管內滴加2滴碘液，觀察顏色變化。碘液不要滴太多以免影響顏色觀察師：這些生物材料中有機化合物的種類、含量一樣嗎？生：種類一樣，但是含量不一樣。師：（結束語）今天我們一起學習了細胞中的元素和化合物，并通過實驗檢測了生物組織中的有機物。在日常生活中，我們經常會遇到一些食品安全的問題，如某些謊稱天然果汁的飲料中，根本沒有糖和維生素，而是勾兌的糖精水，某些嬰兒奶粉中根本就不含有或含有非常低的