人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞中的元素和化合物教学设计

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞中的元素和化合物教学设计，共8页。教案主要包含了组成细胞的元素和化合物，检测生物组织中的糖类等内容，欢迎下载使用。
教材分析
本章介绍了组成细胞的化学元素,蛋白质、核酸、糖类、脂质等有机物的结构和功能,以及水和无机盐的含量、存在形式和作用;设置了“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验,以及一部分“问题探讨”“思考·讨论”等活动,可为学生学习后续内容,即细胞的结构、物质的输入和输出、能量供应和利用等打下基础。
本章阐述了组成细胞的化学元素和化合物,本部分内容与生产、生活联系密切。例如,食物中蛋白质与人体必需氨基酸、吃熟鸡蛋容易消化、患急性肠炎的病人要输入葡萄糖或盐水、脂肪类食物的摄入与肥胖问题等,这些内容都与人们的生活及健康息息相关,能够引发学生的学习兴趣和探知欲望。同时,该内容涉及大量的化学知识,如肽键(化学键)、脱水缩合(反应方式)以及物质的理化性质等,由于学科间教学内容与进度的错位,学生对本章内容的学习和理解会有一定的难度。
学情分析
高一的学生刚从初中跨入高中,对生物这门学科的认识还停留在感性认识的层面,所以在教学过程中要抓住这个特点:从感性的生活现象中提炼出生命现象的本质。学生对于水的认识比较丰富,许多概念来自生活中的经验,但是站在活细胞的角度去看,学生的认识还有需要补充、纠正和完善的地方。通过对前面一个章节以及本章学习,学生对构成细胞的物质有了一定的了解,在教学中应该注意把本节内容与前面的知识点联系在一起,形成一个有机的知识网络,方便学生学习。
重点难点
教学重点
(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。
(3)水和无机盐在细胞中的作用。
(4)糖类的种类和作用。
(5)脂质的种类和作用。
(6)蛋白质的结构和功能。
(7)氨基酸的结构特点及形成蛋白质的过程。
(8)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
(9)生物大分子以碳链为骨架。
教学难点
(1)检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
(2)结合水的概念。
(3)无机盐的作用。
(4)多糖的分子结构及作用。
(5)脂肪的分子结构及作用。
(6)糖类与脂质的相互转化。
(7)氨基酸形成蛋白质的过程。
(8)蛋白质的结构和功能多样性的原因。
(9)核酸的种类及结构。
(10)生物大分子以碳链为骨架。
课时安排
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
教学分析
教学目标
1.生命观念:知道组成细胞的主要元素,知道为什么碳元素是构成细胞的基本元素。
2.科学探究:学会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。
3.科学思维:通过对碳元素的分析,说明有机化合物形成的可能性及必然性,初步培养学生跨学科综合分析问题的能力。
评价目标
1.认同生命的物质性。
2.认同生物界在物质组成上的统一性。
3.提高学生的实验能力,初步掌握糖类、脂肪和蛋白质的检测方法。
教学重难点
重点: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。
难点:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
教学方法
通过对比分析,培养学生通过阅读获取信息的能力。对比细胞与无机自然界元素种类与含量的差异,理解各种元素及化合物对生物体的作用。物质鉴定实验让学生自己动手,并通过为实验选择最理想的材料,培养学生的观察能力与解决问题的能力。
课时安排
1课时
教学准备
多媒体,白板,学案,PPT等。
教学设计
导入新课
PPT展示问题:作为生命的基本单位——细胞,它可以构成不同的生物体,细胞为什么能表现出生命的特征,是组成它的分子有什么特殊之处吗?这些分子在非生命物体中能不能找到?这些分子是怎样构成细胞的呢?要认识细胞这个基本的生命系统,首先要分析这个系统的物质成分——组成细胞的分子、细胞中的元素和化合物。
(设计意图:通过问题情境的创设引出课题。)
一、组成细胞的元素和化合物
表甲:玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重,质量分数)
表乙:组成细胞的主要化合物及相对含量(%)
(1)根据表甲,组成细胞的基本元素是什么?
答案:组成细胞的基本元素是C、H、O、N。
(2)根据表乙,细胞中含量最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种?
答案:细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质,含量最多的无机化合物是水。
(3)生物界和非生物界在化学元素上既有统一性,又有差异性的原因是什么?
答案:统一性的原因为生物体内的化学元素均来自无机自然界;
差异性的原因为生物体总是有选择地从无机自然界中获得所需元素。
[思维拓展]
1.组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同,不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大。
2.元素分类是根据在生物体内的含量,而不是生理作用,微量元素含量虽少,但其生理作用不可替代。
3.完成学案中的[探究示例]。
总结:组成细胞的化学元素的统一性与差异性
(1)生物界与非生物界及不同生物之间在元素种类上具有统一性,而在元素含量上具有差异性。
(2)生物体的元素是生物根据自身生命活动的需要,有选择地从无机环境中吸收的,这体现了生物界与非生物界的差异性。
二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.视频演示实验过程(见PPT)。
2.分组实验,教师巡视并指导。学生探究活动基本结束时,选择几个小组在全班汇报交流探究报告,包括探究方法方案,实验现象,探究结论。
教师进行点评,总结科学探究的步骤:①提出问题;②作出假设;③制定计划(包括原理、材料、设备、方案、预测);④实施计划;⑤分析结论;⑥表达交流。
3.完成学案中[合作探究]。
本节课设计意图
利用创设的问题情境引导学生观察、对比、分析组成地壳和组成细胞的部分元素含量表,得出生物界与非生物界的统一性和差异性,认同生命的物质性。
利用玉米和人体化学元素对比表,通过问题探讨创设问题情境,让学生在观察、讨论、交流中获得组成细胞的大量元素、微量元素的概念和种类。
检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质把课本上验证式实验改为探究性实验,通过教师的演示让学生自己归纳出本实验的原理。教师创设教学情境,引导学生在创设的实验情境中学习和理解有关基础知识,在对实验问题的自主探究活动中认识和掌握实验的科学方法。本设计充分考虑高中学生的独立意识、参与意识、思维能力和进行讨论交流的能力。这样的教学设计能体现学生自主探究合作学习的方式,有利于培养学生科学的思维方法和研究方法,提高学生的科学素养。
非测试性评价
1.你喜欢这堂课吗?你最喜欢哪个环节?哪个环节你认为还有不足?
。
2.在这节课上你学到足够的知识了吗?
。
3.你参与小组合作探究时积极吗?
。
4.你对本堂课重难点的突破还有别的创意吗?
。
(设计意图:该环节是本节课教学环节的延续,通过这几个问题让学生对自己、对小组、对教师、对课堂都进行评价,根据学生的回答,可以促使教师进一步改进自己的教学,是师生交流的另一个平台。)
课堂小结
布置作业
1.巩固本节课所学知识。
2.完成学案中的典型例题和非测试性评价。
教学反思
如何在课堂教学中体现新课标倡导的自主、合作、探究的学习理念,是每一位教师都应该努力实践和研究的教学主题。在本节教学过程中,通过问题情境的创设,引导学生积极主动参与到知识构建过程中;同时,让学生自主合作学习,去探究检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。使学生的被动学习变为主动参与,让学生真正成为学习的主人,提高学生的学习效率,同时教师的适当总结,也使他们有了更深更全面的认识。反馈表明,这种师生互动、生生互动的教学场景,收到了很好的教学效果。但这节课内容相对较多,课时较紧,有些问题未能给学生充分的讨论时间。改进:1.让学生课前预习,做好充分的准备;2.对有些问题的探讨可以安排在课后进行。
板书设计
第1节 细胞中的元素和化合物
细胞中的元素和化合物组成细胞的元素基本元素最基本元素大量元素微量元素组成细胞的化合物无机化合物水无机盐有机化合物糖类脂质蛋白质核酸
备课资源
1.检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质的其他简易方法
(1)检测生物组织中糖类的其他简易方法
Mlisch反应(α-萘酚反应) 此方法是鉴定糖类最常用的颜色反应。它的原理是糖类在浓硫酸作用下所形成的糠醛及其衍生物可以与α-萘酚作用,形成紫红色复合物。由于在糖溶液与浓硫酸两液面间出现紫红色的环,因此又称紫环反应。α-萘酚也可用麝香草酚或其他的苯酚化合物代替,麝香草酚溶液比较稳定,其灵敏度与α-萘酚一样。除了糖类之外,各种糠醛衍生物、葡萄糖醛酸、丙酮、甲酸、乳酸等都可以呈现近似的阳性反应。因此,阴性反应证明没有糖类物质的存在;而阳性反应只能说明有糖类存在的可能。
蒽酮反应 糖类经浓酸水解,脱水生成的糠醛及其衍生物与蒽酮(10-酮-9,10-二氢蒽)反应生成蓝绿色复合物。
Benedict反应 班氏试剂是斐林试剂的改良(也是含有Cu2+的碱性溶液),能使具有自由醛基或酮基的糖类氧化,其本身则变成砖红色的Cu2O,可用来测定还原糖的存在。它利用柠檬酸作为Cu2+的络合剂,其碱性比斐林试剂弱,灵敏度高,干扰因素少,因而在实际应用中有更多的优点。
Bial反应(甲基间苯二酚反应) 戊糖与浓盐酸加热形成糠醛,在有Fe3+存在的条件下,它与甲基间苯二酚(地衣酚)缩合,形成深蓝色的沉淀物(此沉淀物溶于正丁醇)。己糖也能发生反应,产生灰绿色甚至棕色的沉淀物。
(2)检测生物组织中脂肪的其他简易方法
油点实验(spt test) 将含有脂肪的混合物磨碎后擦在一片滤纸(或牛皮纸)上,然后朝向光源观看,应该有半透明的油点出现。此油点不能挥发掉。当滤纸浸过苯(或醚、异丙醇等)后,油点消失。或将混合物磨碎后溶于苯液中,然后过滤。取一滤纸放入滤液中,取出后让苯挥发,朝向光源观看,如有半透明油点存在,则证明混合物中含有脂肪。
乳液形成实验(emulsin test) 将含有脂肪的混合物溶液稍微加热,加入少量乙醇,摇匀后静置。脂肪可分散成许多微粒,形成白色乳状液。
(3)检测生物组织中蛋白质的其他简易方法
对各种氨基酸特异的某些颜色反应(见2),可用来检测含有这些氨基酸的蛋白质。这些颜色反应包括Milln反应、茚三酮反应、黄蛋白反应以及Hpkins-Cle(水合乙醛酸)反应等。
Milln反应 米伦试剂为硝酸、亚硝酸、硝酸汞、亚硝酸汞的混合物,能与单酚、双酚和吲哚衍生物产生颜色反应,但不能检验尿蛋白。
茚三酮反应 蛋白质、多肽和各种氨基酸具有茚三酮反应。除无α-氨基的脯氨酸和羟脯氨酸呈黄色外,其他氨基酸生成紫红色,最终为蓝色化合物。
黄蛋白反应 它是含有芳香族氨基酸,特别是酪氨酸和色氨酸的蛋白质所特有的颜色反应。
2.部分氨基酸的颜色反应
第1节 细胞中的元素和化合物
1课时
第2节 细胞中的无机物
1课时
第3节 细胞中的糖类和脂质
1课时
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
1课时
第5节 核酸是遗传信息的携带者
1课时
元素
玉米细胞
人体细胞
C
43.57
55.99
H
6.24
7.46
O
44.43
14.62
N
1.46
9.33
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
化合物
所占比例/%
水
70~90
无机盐
1~1.5
蛋白质
7~10
脂质
1~2
糖类和核酸
1~1.5
所测定的氨基酸
名称
试剂
颜色
精氨酸
Sakaguchi(坂口)反应
α-萘酚和次氯酸钠溶于碱性溶液
红
半胱氨酸
硝普盐反应
硝普钠(亚硝基铁氰化钠)溶于稀氨溶液中
红
半胱氨酸
Sullivan反应
1,2-萘醌-4-磺酸钠和亚硫酸钠
红
组氨酸、
酪氨酸
Pauly反 应
重氮化的对氨基苯磺酸溶于碱性溶液
红
色氨酸
乙醛酸反应(Hpkins-Cle反应)
乙醛酸溶于浓硫酸中
紫
色氨酸
Ehrlich反应
对二甲氨基苯甲醛溶于浓盐酸中
蓝
酪氨酸
Milln反应
硝酸汞溶于亚硝酸,加热
红
酪氨酸
Flin-Cicalteau反应
磷钼钨酸
蓝
酪氨酸、
色氨酸、
苯丙氨酸
黄蛋白反应
煮沸的浓硝酸
黄