人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞中的糖类和脂质教案设计

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞中的糖类和脂质教案设计，共8页。教案主要包含了细胞中的糖类，细胞中的脂质等内容，欢迎下载使用。
教学目标
1.科学思维:举例说出糖类的种类和作用,阐明糖类既是细胞结构的重要组成成分,又是生命活动的主要能源物质。
2.科学思维:举例说出脂质的主要种类和作用。
3.科学思维:举例说出糖类和脂质的相互转化。
4.社会责任:关注糖类、脂肪等的过量摄入对健康的影响,在改进自己膳食习惯的同时,向他人宣传健康饮食的观念。
评价目标
1.通过概念图的绘制,帮助学生建构体系,了解学生对糖类和脂质分类情况的掌握。
2.结合生活实际,创设问题情境,让学生解释现象,诊断学生对知识的运用。
教学重难点
重点:1.多糖的种类和作用。
2.脂质的种类和作用。
难点:1.多糖的分子结构及作用。
2.脂肪的分子结构及作用。
3.糖类与脂质的相互转化。
教学方法
1.通过“问题探讨”、生活中的实例分析、多媒体课件的展示,调动学生进行自主学习与独立思考,从而强化对糖类相关知识的学习。
2.通过人类的“肥胖”现象,引入对脂质的学习,结合课本P26“思考·讨论”,引导学生自主学习,总结脂质的种类与作用。
3.采用讨论法、对比法,利用多媒体课件辅助教学,加强对基础知识的学习。
课时安排
1课时
教学准备
利用网络资源,搜集相关的材料,编制多媒体课件与学案。
教学设计
导入新课
一位女青年早晨没吃饭就去登山,结果出现晕厥症状,医生说,严重时可导致死亡。早上不吃饭就去上课,也会出现注意力不集中、头晕等症状,从而影响学习。这是为什么呢?医生给出答案:大脑生命活动需要葡萄糖提供能量。
图片展示各种食物图片。问:哪种食物可以快速补充能量而缓解低血糖症状?(学生思考并回答:糖类)
(设计意图:从生活实际出发,激起学生的学习动机,关注自身健康。)
一、细胞中的糖类
你能列举一些熟悉的糖的名称吗?这些糖都是同一种类型的糖吗?糖都是甜的吗?糖类由哪些元素构成,糖类可以分为几大类?每一种类型的糖类有哪些具体的糖?它们主要存在于哪种生物体中?
请同学们阅读课本P23~25细胞中的糖类的相关内容,完成学案表格。
[问题探究]
1.单糖
①DNA和RNA中的五碳糖一样吗?
②动植物细胞共有的糖类有哪些?从核糖、脱氧核糖、蔗糖、葡萄糖、淀粉、糖原中选择。
2.二糖
①蔗糖、麦芽糖、乳糖中哪个不能利用斐林试剂检测?
②一位女青年低血糖晕厥后,需要静脉输液急救。输液中含有葡萄糖还是蔗糖?
3.多糖
①纤维素能作为能源物质吗?
②哪种多糖能参与维持血糖平衡?
[思维提升]糖尿病病人的饮食受到严格的限制,受限制的并不仅仅是有甜味的糖,米饭和馒头等主食都需定量摄取,为什么?
通过谈话、自学、小组讨论、交流展示、归纳总结,让学生认识糖类的种类、分布和作用。请各小组把自学过程中发现的疑难问题摆出来,共同讨论和研究,并把最终解决不了的问题记录下来。
最终形成完整的知识结构,引导学生从分布、功能、性质三个方面对糖类知识进行总结。
二、细胞中的脂质
图片展示,日本相扑“催肥”方法:通常吃饱了之后,有些相扑手还要吃大量的奶油蛋糕等甜点,吃完后马上睡觉。
大量吃糖可以使人发胖,为什么?脂肪是脂质的一种。除了脂肪,细胞中还有哪些脂质?它们的元素组成、分布和生理作用是什么呢?
请同学们阅读课本P25~27细胞中的脂质的相关内容,小组合作完成学案表格。
引导学生结合多媒体课件,逐步对以上重难点进行突破,从而把抽象的问题直观化,把散乱的概念系统化,最终形成完整的知识结构。
1.脂肪
①细胞中的脂肪与糖类分子在化学组成、供能方面有何共性和区别?
②沙漠炎热缺水,骆驼高高的驼峰储藏着大量的脂肪。当骆驼又渴又饿的时候,脂肪会慢慢分解,变成它需要的营养和水。这体现了脂肪的什么功能?
最后强调体内脂肪过多将增加心脏的负担,我们要适度摄入脂肪类食物。所以,我们要合理饮食,加强锻炼,减少肥胖的发生。
2.磷脂
磷脂分子与脂肪在元素组成上有什么区别?哪些食物富含磷脂?
多媒体展示细胞膜结构模式图和磷脂分子结构图,让学生明确磷脂分子的作用和元素组成。核桃、芝麻、松子、葵花子等富含磷脂的食物有补脑的作用。
3.胆固醇
性激素的本质是什么?一位女运动员长期服用一种叫作睾丸素(雄性激素类)的兴奋剂来提高成绩,结果出现男子化倾向。这说明性激素的作用是什么?
教师引导学生总结脂质的有关知识。
4.糖类和脂质相互转化
鸭子每天吃的都是一些玉米、谷类和菜叶,为何长了一身的肥肉?
阅读课本P27最后一段并思考。糖类可以大量转化为脂肪,脂肪不能大量转化为糖类。
本节课设计意图
使学生在教师创设的新情境下,主动思考,提出问题,并通过分析,提出解决问题的设想,最后达到发现和掌握知识的目的;通过小组讨论及师生互问互答,初步培养学生学习的主人翁意识,体现学生的主体地位。在教学设计上,利用问题探究、对点突破等达到对知识的巩固和落实。在过程设置中,通过学生分组讨论,有层次地提升学生观察及解决问题的能力,充分调动学生学习的自主性和培养学生的团队合作意识,及时地对学生进行情感教育。
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多的知识了吗?
。
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
糖类单糖五碳糖:核糖、脱氧核糖六碳糖:葡萄糖、半乳糖、果糖二糖:麦芽糖、蔗糖、乳糖多糖:纤维素、糖原、淀粉、几丁质
脂质脂肪磷脂固醇:胆固醇、性激素、维生素D
布置作业
1.巩固本节课所学知识。
2.完成学案上非测试性评价。
教学反思
本节课在创设情境中,通过小组讨论及师生互问互答,初步培养学生学习的主人翁意识,体现学生的主体地位,调动学生学习的主动性。对基础知识,教师并不是直接给出结论,而是让学生自己寻找答案,并随时向教师提出问题,教师此时由传统的“教”变为现在的“答”,使学生在不知不觉中转化成了课堂的主体,变被动为主动。通过学生分组讨论,培养学生的团队合作意识。尽量使学生动脑、动口、动手,独立思考,从多角度、多方向去分析问题,质疑问难,主动探索知识规律,从而获取知识,提高能力。但本节课也存在不足之处,如没有在课上留足够的时间,让学生通过练习题进行巩固,还可多利用多媒体展示,让情境更加生动。
板书设计
第3节 细胞中的糖类和脂质
一、糖类
1.元素组成:C、H、O
2.分类及功能
二、脂质
1.元素组成:C、H、O(N、P)
2.分类及功能
3.糖类和脂质相互转化
备课资源
1.糖类概述
糖类广泛地存在于生物界,特别是植物界。按干重计,糖类占植物体的85%~90%,占细菌的10%~30%,在动物体所占比例小于2%。动物体内糖类的含量虽然不多,但其生命活动所需要能量主要来源于糖类。糖类是地球上数量最多的一类有机化合物。地球生物量干重的50%以上是由葡萄糖的聚合物构成的。地球上糖类的根本来源是绿色植物进行的光合作用。
大多数糖类只由碳、氢、氧三种元素组成,其分子式为(CH2O)n或Cn(H2O)m。其中氢和氧的原子数比例是2∶1,犹如水分子中氢和氧之比,因此过去曾误认为这类物质是碳的水合物,碳水化合物也因之而得名。但后来发现有些糖类,如脱氧核糖,它们的分子中H、O之比并非2∶1;而一些非糖物质,如甲醛、乙酸和乳酸等,它们的分子中H、O之比却都是2∶1,所以大家认为“碳水化合物”这一名称并不恰当。为此,1927年国际化学名词重审委员会曾建议用“糖族(glucide)”一词代替“碳水化合物”。英文的carbhydrate是糖类的总称,比较简单的糖类常称为sugar或saccharide(拉丁文saccharum即sugar)。Saccharide一词常被冠以词头,用作糖类的类别名称,如mnsaccharide(单糖),plysaccharide(多糖)等。
糖类从化学角度看,是多羟基的醛或多羟基的酮。大家熟悉的有葡萄糖和果糖。葡萄糖含6个碳原子、5个羟基和1个醛基,称己醛糖;果糖含6个碳原子、5个羟基和1个酮基,称己酮糖。淀粉和纤维素也属于糖类,它们是由多个葡萄糖分子缩合而成的聚合物。此外,像N-乙酰葡糖胺、果糖-1,6-二磷酸这样一些糖类的衍生物也归入糖类。因此,从化学本质给糖类下一个定义应该是:糖类是多羟醛、多羟酮或其衍生物,或水解时能产生这些化合物的物质。
糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物。其作用主要有以下几个方面。
作为生物体的结构成分。植物的根、茎、叶含有大量的纤维素、半纤维素和果胶物质等,这些物质是构成植物细胞壁的主要成分。肽聚糖是细菌细胞壁的结构多糖。昆虫和甲壳动物的外骨骼也是糖类,称几丁质,又称为壳多糖。
作为生物体内的重要能源物质。糖类在生物体内(或细胞内)通过生物氧化释放出能量,供给生命活动的需要。生物体内作为能源贮存的糖类有淀粉、糖原等。
在生物体内转变为其他物质。有些糖类是重要的中间代谢产物,糖类通过这些中间产物为合成其他生物分子如氨基酸、核苷酸、脂肪酸等提供碳骨架。
作为细胞识别的信息分子。糖蛋白是一类在生物体内分布极广的复合糖。它们的糖链可能起着信息分子的作用。细胞识别、免疫、代谢调控、受精作用、个体发育、癌变、衰老、器官移植等,都与糖蛋白的糖链有关。
2.糖类的甜度和溶解度
严格地说,甜度不属于糖类的物理性质,它属于一种感觉。甜度通常用蔗糖作为参照物,以它为100,葡萄糖是70,麦芽糖是35,乳糖是16。果糖的甜度几乎是蔗糖的两倍,其他天然糖的甜度都小于蔗糖。
糖精是一类低热量或无热量的非糖增甜剂。糖精是人工合成的,甜度为50 000。糖精问世已有百余年。在糖精之后还合成了多种增甜剂,后来人们发现不少合成增甜剂对哺乳动物有致癌和致畸作用,多数合成增甜剂已被禁用。蛇菊苷和应乐果甜蛋白是非糖天然增甜剂,前者存在于原产南美洲巴拉圭的一种菊科植物,后者存在于原产西非尼日利亚的一种植物。非糖增甜剂可作为糖尿病、心血管病、肥胖症和高血压患者的医疗食品添加剂。
除甘油醛微溶于水外,其他单糖均易溶于水,特别是在热水中溶解度极大。单糖微溶于乙醇,不溶于乙醚、丙酮等非极性有机溶剂。蔗糖的溶解度很大;乳糖的溶解度远比蔗糖小;麦芽糖的溶解度比蔗糖小,比乳糖大。
3.淀粉
淀粉是植物生长期间以淀粉粒形式贮存于细胞中的贮存多糖。它在种子、块茎和块根等器官中含量特别丰富。
当干淀粉悬于水中并加热时,淀粉粒吸水溶胀并发生破裂,淀粉分子进入水中形成半透明的胶悬液,这一过程称凝胶化或糊化。当凝胶化的淀粉液缓慢冷却并长期放置时,淀粉分子会自动聚集并借助分子间的氢键形成不溶性微晶束而重新沉淀,这种现象称为退行或老化。食品工业中为防止淀粉老化,可将淀粉食品速冻至零下20 ℃,使食品中的水迅速结晶以阻止淀粉分子聚结而沉淀。
淀粉除作为食物外,主要用作食品和医药等工业用的增甜剂(如水解糖浆)和增稠剂(如糊精)。把天然淀粉进行适当处理,使它的某些物理或化学性质发生改变,以适应特定的需要,这种淀粉称为改型淀粉。实验室中常用的可溶性淀粉就属于这一类,它是普通淀粉在质量分数为7.5%的盐酸中于室温下放置7 d形成的。
天然淀粉一般含有两种组分:直链淀粉和支链淀粉。多数淀粉所含的直链淀粉与支链淀粉的比例为(20%~25%)∶(75%~80%)。某些谷物如蜡质玉米和糯米等几乎只含支链淀粉,而皱缩豌豆中直链淀粉含量高达98%。直链淀粉和支链淀粉在物理和化学性质方面有明显差别。纯的直链淀粉仅少量地溶于热水,溶液放置时重新析出淀粉晶体(退行现象)。支链淀粉易溶于水,形成稳定的胶体,静置时溶液不出现沉淀。
淀粉在酸或淀粉酶作用下被逐步降解,生成分子大小不一的中间物,统称为糊精。糊精依分子质量的递减,与碘作用呈现由蓝紫色、紫色、红色至无色。例如,淀粉糊精呈现蓝紫色,红糊精为红褐色,消色糊精无色。
4.脂质概述
脂质(lipid,也译为脂类或类脂),是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。大多数脂质的化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。脂质的元素组成主要是碳、氢、氧,有的还含有氮、磷、硫。
脂质按化学组成,大体上可分为三大类。
单纯脂质 是由脂肪酸和甘油形成的酯。包括三酰甘油(或称甘油三酯)和蜡。
复合脂质 除了含有脂肪酸和醇外,还有其他非脂成分。磷脂的非脂成分是磷酸和含氮碱(如胆碱、乙醇胺),糖脂的非脂成分是糖类。
衍生脂质 由单纯脂质或复合脂质衍生而来或与之关系密切,但也具有脂质的一般性质。(1)取代烃,主要是脂肪酸及其碱性盐(皂)和高级醇,少量脂肪醛、脂肪胺和烃;(2)固醇类(甾类),包括固醇、性激素、肾上腺皮质激素等;(3)萜,包括许多天然色素(如胡萝卜素)、香精油、天然橡胶等;(4)其他脂质,如维生素A、维生素D、维生素E、维生素K,脂多糖、脂蛋白等。
脂质的生物学功能也和它们的化学组成、结构一样,是极其多种多样的。按照脂质的生物学功能,可以把脂质分为三大类。
贮存脂质 包括三酰甘油和蜡。在大多数真核细胞中,三酰甘油以微小的油滴形式存在于胞质溶胶中。脊椎动物的脂肪细胞贮存大量的三酰甘油,几乎充满了整个细胞。许多植物的种子中存在三酰甘油,为种子萌发提供能量和合成前体。很多生物中油脂是能量的主要贮存形式,三酰甘油是疏水的,因此有机体不必携带像贮存多糖所携带的结合水。肥胖人的脂肪组织中积储的三酰甘油可达15~20 kg,足以供应一个月所需的能量。然而人体以糖原形式贮存的能量不够一天的需要。当然葡萄糖和糖原也有优点,易溶于水,能快速提供代谢所需的能量。某些动物贮存在皮下的三酰甘油不仅作为能储,而且作为抗低温的绝缘层。海豹、海象、企鹅和其他的南北极温血动物的身体里都填充着大量的三酰甘油。冬眠动物如熊,在冬眠前积累大量脂肪也用作能储。人和动物的皮下和肠系膜脂肪组织还起防震的填充物作用。
在海洋的浮游生物中,蜡是代谢燃料的主要贮存形式。蜡还有其他功能,这与它排斥水和具有高稠度的性质有关。脊椎动物的某些皮肤腺分泌蜡以保护毛发和皮肤,使之柔韧、润滑并防水。鸟类,特别是水禽,从它们的尾羽腺分泌蜡使羽毛能防水。冬青、杜鹃和许多热带植物的叶覆盖着一层蜡,以防寄生物侵袭和水分的过度蒸发。
结构脂质 各种生物膜的骨架是由磷脂类构成的脂双层,参与脂双层构成的膜脂还有固醇和糖脂。脂双层的表面是亲水的,内部是疏水的。脂双层有屏障作用,使膜两侧的亲水性物质不能自由通过,这对维持细胞正常的结构和功能是很重要的。
活性脂质 具有专一的重要生物活性,包括数百种类固醇和萜,如雄性激素、雌性激素和肾上腺皮质激素等类固醇激素,以及对人和动物体的正常生长所必需的维生素A、维生素D、维生素E、维生素K,多种光合色素等。