高一生物《第2章第1节胞细中的元素和化合物》

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1、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目标：知识目标：简述组成细胞的主要元素。说出构成细胞的基本元素是碳；能力目标：探讨细胞中主要化合物的种类；情感态度价值观目标：认同生命的物质性；教学重点：了解组成细胞的主要元素；教学难点：用实验方法检测生物组织中的几种物质；教学用具：多媒体电子课件；课前准备： 课前学生预习课本知识，每节课预习时间5分钟；课时安排：1课时；教学过程：一 章的引入： 同自然界的许多物体一样，细胞也是由分子组成的。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？组成这些分子的元素，在非生命物体中能不能找到？这些分子

2、又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。二 本节引入：问题探讨：分析P16的表格，提出问题，从这个表格中，同学们能对组成生命的元素有什么印象？你能提出哪些问题呢？又可以得到哪些结论呢？指导学生认真分析表中数据，并引导学生提出问题、回答问题，发表自己的意见。（结论：1.组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有；2.细胞与非生物相比，各种元素的相对含量大不相同。原因：生物体总是和外界环境进行着物质交换。）三 组成细胞的元素：必须明确，对组成细胞的化学元素进行分析是件很复杂的事情，要应用化学、物理学、生物学的多

3、种方法，而且各种生物的细胞不同，同一生物的细胞又有多种类型，其成分也是不尽相同的。（概述组成生命的元素。）大量元素（C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等）：可以简单介绍一下某些元素的作用；微量元素（Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等）。结合P17两个饼形图，引导学生观察、归纳并提出问题：在两个统计图中显示出哪些元素的含量是最大的？引导学生回忆碳原子核外电子分布特点以及碳的性质，为学生理解碳链是构成生物大分子的骨架奠定基础，也可以简单解释一下碳在生命物质中的地位及其对生命的意义。（幻灯展示）针对P17两个饼形图，认真观察、归纳、讨论，尤其是对表格中各种元素占细胞鲜重和干重的百分比进行反复的分

4、析、比较，还可以改为直方图（条形图），让学生在黑板上画出来。然后总结分析O在鲜重中含量最多的原因，C在干重中最多的原因，及其对生命的意义。四 组成细胞的化合物：组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。下面我们一起来仔细阅读课本中的表解，了解组成细胞的主要化合物及其相对含量。同时思考、讨论课本中提出的有关问题。（幻灯展示表解及思考讨论题）仔细阅读课本中的表解，并思考、讨论、回答课本中提出的有关问题。五 总结：通过对本节内容的学习，我们知道，细胞也是由化学元素组成的，C、H、O、N这四种化学元素含量最多，C是最基本的化学元素。组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。还可以通过实验的方法检测到生物组织中

5、含有糖类、脂肪和蛋白质等有机物，这在下一节课中我们通过实验来进行。师生互动，共同对本节内容进行归纳小结。六 课堂练习：见幻灯。板书设计：第二章 组成细胞的分子第一节 细胞中的元素和化合物1生物界与非生物界：（1）统一性：元素种类大体相同 （2）差异性：元素含量有差异2组成细胞的元素大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 主要元素：C、H、O、N、P、S基本元素：C（干重下含量最高）含量最高的四种元素：C、H、O、N 质量分数最大的元素：O（鲜重下含量最高）3组成细胞的化合物 无机化合物 水（含量最高的化合物） 无机盐糖类有机化合物 脂质 蛋白

6、质（干重中含量最高的化合物）核酸附 备课资源：1研究细胞中元素和化合物的基本方法元素是对具有相同核电荷数的一类原子的总称。不同元素的发光光谱（元素的原子受到刺激时所呈现的特有颜色）是不一样的，由元素发出来的光谱，用分光器（棱镜或光栅）大体上可以辨别是什么颜色。另外，也可以由元素的吸收光谱来判断。每种化合物都有它独特的红外光谱，可以作为化合物的“指纹”。鉴定一种化合物，要先根据化合物的来源和其他性质提出有限的几个可能化合物，然后把它的光谱和这些已知化合物的光谱相比较。另外，还可以用电子光谱、旋光度、核磁共振、质谱法、X射线、衍射等方法来进行分析。2植物体和土壤的部分元素含量的比较元素植物的平均组

7、成（新鲜物重量比例）/%土壤的平均组成/%OCHCaKNSiMgPSNaClFe701810.50.50.30.30.20.040.070.050.020.020.01502-1.41.50.1340.60.10.050.70.014实验 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验（依情况开设）教学目标：【知识目标】尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质【能力目标】掌握检测生物组织中化合物的方法，培养学生动手操作的能力和实验设计的能力【情感态度价值观目标】树立小组间合作交流的思想，培养学生的合作精神和科学精神教学重点：1检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的实验原理和方法步骤2归纳比较生物组织

8、中糖类、脂肪、蛋白质和淀粉鉴定所需的试剂及现象教学难点：脂肪的检测实验中徒手刀片的使用和显微镜的使用，尤其是高倍显微镜的使用教学用具：1ppt幻灯片；2实验器材：（1）实验材料：苹果或梨匀浆、马铃薯匀浆、花生种子、花生种子匀浆、豆浆、鲜肝提取液；（2）仪器：双面刀片、刻度试管、试管架、大小烧杯、小量筒、滴管、酒精灯、三脚架、石棉网、火柴、载玻片、盖玻片、毛笔、吸水纸、显微镜；（3）试剂：斐林试剂（甲液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液）、苏丹或苏丹染液、双缩脲试剂（A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01g/

9、mL的CuSO4溶液）、体积分数为50%的酒精溶液、碘液、蒸馏水；3学生还可自带实验材料进行实验探究。课前准备： 准备好分组实验的材料用具、配制好实验试剂及各项准备工作，并做好预备实验。教学过程：教学活动教师活动学生活动教学后记（一）实验原理问题引入：在初中我们学习过淀粉遇碘变蓝，也就是说可以通过特定的颜色反应来检测物质，那么生物组织中糖类、脂肪、蛋白质是否也可以通过这个方法来做呢？该用什么试剂呢？又各自会产生哪些特定的颜色反应呢？老师向学生详细介绍糖类、脂肪、蛋白质的检测试剂及实验原理。要特别注意：1生物组织中的化合物与某些试剂能产生特定的颜色反应；2根据产生特定的颜色反应来检测生物组织中糖

10、类、脂肪、蛋白质的存在；3斐林试剂只能鉴定还原糖，不能鉴定非还原糖；4可用班氏试剂代替斐林试剂进行检测，检测方法和现象与斐林试剂相同，但班氏试剂往往用于动物组织中还原糖尤其是尿糖的鉴定。 学生回忆初中化学知识和生物知识，理解本实验的原理。（二）选取材料生物组织中一般都有糖类、脂肪、蛋白质，又该如何选取材料呢？可让学生仔细比较马铃薯、花生、大豆和猪肝的成分，尤其是各成分的含量比较，除此以外，还有哪些材料可用？思考讨论：平时吃的甘蔗茎可否用于还原糖的鉴定。，学生自主选取实验材料进行实验。（三）还原糖的检测和观察多媒体课件展示实验原理和方法：1.入2mL待测组织样液；2.管注入1mL斐林试剂；3.管

11、放入盛有50-65温水的大烧杯中加热约2min。特别注意两点：1.甲液、乙液须混合后才能注入；2.须加热观察。 分小组按步骤进行实验，在实验中注意相互合作、配合，同时注意观察实验现象，并记录实验结果。（四）脂肪的检测和观察多媒体课件展示实验原理和方法：切片制片观察。特别注意两点：1.徒手切片的使用方法；2.制片时选最薄的切片滴23滴苏丹III染液，染色3min吸去染液，滴加12滴50%的酒精染液吸去酒精，滴加一滴蒸馏水完成制片。 分小组按步骤进行实验，在实验中注意相互合作、配合，同时注意观察实验现象，并记录实验结果。（五）蛋白质的检测和观察多媒体课件展示实验原理和方法：1.向试管内注入待测组织

12、样液2mL。2.向试管内注入双缩脲试剂A液1mL，摇匀。3.向试管内注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀。4.观察试管中出现的颜色变化。特别注意两点：1.先加A液，后加B液；2.不需加热。分小组按步骤进行实验，在实验中注意相互合作、配合，同时注意观察实验现象，并记录实验结果。（六）淀粉的检测和观察多媒体课件展示实验原理和方法：1.用试管取2mL待测组织样液；2.向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。分小组按步骤进行实验，在实验中注意相互合作、配合，同时注意观察实验现象，并记录实验结果。（七）实验结果与结论教师设计一个记录表，要求学生将观察到的结果填入下表：还原糖脂肪蛋白质淀粉加入试剂颜色变化（八）讨论问

13、题1：斐林试剂的颜色怎样？还原糖遇到斐林试剂是如何发生颜色变化的？问题2：双缩脲试剂为什么能与蛋白质发生反应？归纳：1.还原糖遇斐林试剂形成砖红色的Cu2O沉淀。2.双缩脲试剂与蛋白质反应的关键是与蛋白质中的肽键发生反应。因此凡是有肽键的物质都能与双缩脲试剂反应，产生特定的紫色。小组讨论回答、理解还原糖与斐林试剂的反应原理、双缩脲试剂与蛋白质反应的原理。板书设计：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1.实验原理（1）斐林试剂 + 还原糖 砖红色沉淀（2）苏丹 + 脂肪 橘黄色（显微镜下） 苏丹 + 脂肪 红色（显微镜下）（3）双缩脲试剂 + 蛋白质 紫色（4）碘液 + 淀粉 蓝色2.实验步骤（1

14、）还原糖的检测和观察常用材料：苹果和梨试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml的NaOH 乙液：0.05g/ml的CuSO4）颜色变化：浅蓝色 棕色 砖红色（2）脂肪的鉴定常用材料：花生子叶或向日葵种子试剂：苏丹或苏丹染液颜色变化：橘黄色或红色（3）蛋白质的鉴定常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶试剂：双缩脲试剂（A液：0.1g/ml的NaOH B液： 0.01g/ml的CuSO4 ）颜色变化：变成紫色（4）淀粉的检测和观察常用材料：马铃薯试剂：碘液颜色变化：变蓝3.实验结果与结论（1）实验结果（2）实验结论生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质可以某些试剂进行检测。八、备课资源：检测生物组织中糖类、脂肪

15、、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（1）Molisch反应（-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：糖类在浓酸作用下所形成的糠醛及其衍生物可以与- 萘酚作用，形成红紫色复合物。由于在糖溶液与浓硫酸两液面间出现红紫色的环，因此又称紫环反应。- 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- 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。（2）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

16、-酮-9，10-二氢蒽）反应生成蓝绿色复合物。（3）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或黄色的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。（4）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（1）油点试验（spot

17、 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。（2）乳液形成试验（emulsion test）：将一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（见下表），可用来检测含有这些氨基酸的蛋白质。这些颜色反应包括Millon反应、黄蛋

18、白反应、茚三酮反应以及Hopkins-Cole(水合乙醛酸)反应等。（1）Millon反应：米伦试剂为硝酸、亚硝酸、硝酸汞、亚硝酸汞的混合物，能与单酚及双酚和吲哚衍生物产生颜色反应，但不能检验尿蛋白。（2）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。（3）黄蛋白反应：它是芳香族氨基酸，特别是酪氨酸和色氨酸蛋白质所特有的颜色反应。表 部分氨基酸的颜色反应所测定的氨基酸名称试剂颜色精氨酸半胱氨酸半胱氨酸组氨酸，酪氨酸色氨酸色氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸，色氨酸苯丙酪氨酸Sakaguchi(坂口)反应硝普盐反应Sullivan反应Pauly反应水合乙醛酸反应（Hopkins-Cole反应）Ehrlich反应Millon反应Folin-Ciocalteu反应黄蛋白反应- 萘酚和次氯酸钠硝普钠（亚硝基铁氰化钠）溶于稀氨溶液中萘醌-1,2-4-磺酸钠和亚硫酸氢钠重氮化的对氨基苯磺酸溶于碱性溶液水合乙醛酸溶于硫酸中对二甲基氨基苯醛溶于盐酸中硝酸汞溶于亚硝酸，加热磷钼钨酸煮沸的浓硝酸红红红红紫蓝红红黄