第1节 细胞中的元素和化合物
一、教材内容及分析
本节是人教版高中必修1《分子与细胞》第二章第一节“细胞中的元素和化合物”的内容。由于生物科学的许多问题都是在细胞层次上寻求解答的，要深入阐明细胞生命活动的规律，必须要了解生物大分子的结构和功能。要从系统的视角来认识细胞，首先要了解细胞这个系统的物质组成。因此，本章节内容是学习本模块其它章节的基础，也是学习高中生物课程其它模块的基础。教材从组成细胞中的最基本物质——元素，再深入到化合物，这样层层深入，也符合学生学习的认知过程。同时，也使学生在微观层面上了解生命的物质性和生物界的物质统一性，为后续学习进一步打下基础。21世纪教育网版权所有
二、学习目标
1.通过观看元素相关素材，结合课本教材，能够说出组成细胞的主要元素。
2.依据课本教材，结合教师讲解，能够简述组成细胞的重要化合物。
3.通过进行实验操作，结合趣味实验现象动画，能够完成检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质。（重、难点）
三、教学重点与难点
1、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。
2、教学难点：
（1）构成细胞的基本元素是碳。
（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
四、学情分析
学生在初中就已经学过一些相关的化学知识，也有一定的实验能力。这都为学习本节的重点知识奠定了基础，特别是难点的教学。由于学生对探究细胞奥秘存在好奇心，应激发学生的好奇心，培养学生提出问题的能力，让学生主动去探究，从而获取相关的知识信息，提高学习能力。这也符合新课程标准要求，因此，教师在这方面要多做指导与启发，变灌为导，变学会为会学，调动学生的学习积极性，从而收到较好的教学效果。21教育网
五、教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
情境引入
提出问题
在科学不发达的年代，人们对于生命是有什么物质感到非常神秘，认为生命是特殊物质构成的，一直到19世界，仍然人们仍然认为生物产生出来的物质，在体外是不可能合成的。同学们已经学习了两年的化学知识，知道自然界的物质都是有元素来组成的，那么组成生命的元素有哪些呢？
分析p16的表格，从这个表格中，同学们能对组成生命的元素有什么印象？
组成生命的元素在地壳中也存在，说明生命物质与非生命物质的统一性；另外细胞中的各种元素与地球组成的比例不一样，也说明了生命物质的特殊性。
分析资料，发表自己看法
归纳总结
概述组成生命的元素。结合p17两个饼形图，引导学生观察、归纳。
大量元素（C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg）可以简单介绍一下某些元素的作用；微量元素。提出问题：在两个统计图中显示出那些元素的含量是最大的？可以简单解释一下碳在生命物质中的地位
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 B Zn Cu Mo Cl(铁门碰醒铜母氯)
最基本元素：C
基本元素：C、H、O、N
主要元素：C、H、O、N、P、S
细胞中含量最多的元素：O（鲜重）C（干重）
观察图表，归纳总结。
组成细胞的化合物
思考讨论
无机化合物：水 无机盐
组成细胞的化合物
有机化合物：糖类 脂质 蛋白质 核酸
生物体和细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质（鲜重）
生物体和细胞中含量最多的化合物和有机物是蛋白质（干重）
小组讨论，教师提问后做补充。
提示：有机化合物和无机化合物的区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由碳、氢、氧三种元素组成；
水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。当然这不是严格意义上的区别。对这两类化合物的严格区分，请参照化学教科书。
2.提示：细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。
3.提示：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类果实、种子中含淀粉（多糖）较多；甘蔗的茎和甜菜根含蔗糖多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多，等等。要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。
分析数据，完成讨论题：
问题引导
教师归纳
你的实验材料选择了什么？
你预测你的实验材料还有什么有机物比较多？
你选择的试验仪器和试剂是什么？
选材的条件，要求，选用的试剂用法，、配置、作用原理
在老师引导下完成。
达标检测
高效题组
课后作业
课时作业
预习内容
生命活动的主要承担者——蛋白质
教学反思
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
一、 教学目标
1.简述组成细胞的主要元素。说出构成细胞的基本元素是碳。
2.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，探讨细胞中主要化合物的种类。
3.认同生命的物质性。
二、教学重点和难点
1.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。
2.教学难点
（1）构成细胞的基本元素是碳。
（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
三、课时安排
2（上课1和实验1）
四、教学过程
〔引入〕以“问题探讨”引入，让学生以初中的知识来思考，回答。
〔问题〕以“本节聚焦”再次引起学生的注意和思考。
〔板书〕一、组成细胞的元素
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、、Mg等
微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
基本元素：C、H、O、N、S（Ca）P、
主要元素：C
二、组成细胞的化合物
〔思考与讨论〕生思考师提示。
1.提示：有机化合物和无机化合物的区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。当然这不是严格意义上的区别。对这两类化合物的严格区分，请参照化学教科书。
2.提示：细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。
3.提示：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果实、种子中含淀粉（多糖）较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多，等等。要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。21世纪教育网版权所有
三、实验
〔到实验室做实验〕
3.生物材料中有机化合物的种类、含量不同。因此，我们应选择多种多样的食物，保证获得全面的营养。
〔小结〕略。
〔作业〕一二题。生思考师提示
〔提示〕1.（1）?；（2）√?。
3.B。
拓展题
1.提示：细胞是有生命的，它可以主动地从环境中获取生命活动需要的元素。这是生物与非生物的区别之一。
2.提示：不能。生命系统内部有严谨有序的结构，不是物质随意堆砌而成的
第2章 组成细胞的分子
2.1细胞中的元素和化合物
一、教材分析
《细胞中的元素和化合物》这一节，在引言中说明生物界与非生物界的统一性和差异性内容，这部分内容较为浅显，但是结论非常重要，对于学生了解生物的物质性具有重要意义。
关于组成生物体的化学元素的内容，一开始就指出组成生物体的化学元素主要有20多种，紧接着以人体细胞为例，将含量较多的化学元素以及各种元素的含量制成图形。通过对图形内容的分析，概括出两点：一是组成人体的基本元素是C、O、H、N；二是组成生物体的各种化学元素，在不同的生物体内，含量相差很大，由此进一步说明了大量元素和微量元素的概念和种类。并且强调指出在大量元素中，C是最基本的元素。关于组成细胞的化合物，首先说明组成生物体的化学元素进一步组成多种多样的化合物，接着指出组成细胞化合物的种类及各种化合物的质量分数，从而说明它是生物体结构和生命活动的物质基础。
采用列表对比、图表分析法使学生了解细胞中的主要元素种类及其比例，并理解生物界在物质组成上的统一性、生物界与非生物界的统一性和差异性；利用实验的形式引导学生探究生物组织中的化合物的种类。21教育网
二、教学目标
1、简述组成细胞的主要元素。说出构成细胞的基本元素是碳。
2、尝试检测生物组织中的糖类，脂肪和蛋白质，探讨细胞中主要化合物的种类。
3、认同生命的物质性。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点]
⑴组成细胞的主要元素和化合物。
⑵检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
[解决方法]
⑴让学生比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，观察人体细胞的主要元素图，书中的表解和“思考与讨论”获得组成细胞的主要元素和化合物的知识。
⑵教师先演示实验，再指导学生选择实验材料，进行实验研究。
2、教学难点及解决方法
[教学难点]
⑴构成细胞的基本元素是碳。
⑵检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
[解决方法]
⑴教师引导学生回忆碳原子核外电子分布特点，以及碳的性质，理解C元素对生命的重要作用。
⑵教师演示实验，学生明确实验原理，开展实验研究。
四、课时安排
1课时
五、教学方法
直观教学法、讲解法、实验法。 教具准备：挂图，实验用品
六、学生活动
1、创设问题情境，组织学生观察、讨论、交流学习新知识。
2、通过实验让学生掌握检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。
七、教学程序
（一）明确目标
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
[问题探讨]投影教材P16《组成地壳和组成细胞的部分元素含量表》，提问：组成生命的细胞和组成地壳的元素有没有什么不同？21世纪教育网版权所有
一、组成细胞的元素
投影教材P17图2—1和图2—2，提问：1、哪些元素含量较多，哪些元素含量较少？2、在鲜重和干重中含量都最多的元素是什么？3、在干重中含量最多的元素是什么？
教师总结：1、细胞中最常见的化学元素有20多种，各种元素的归属范围可归纳如下：
2、C为什么是构成细胞的基本元素？碳原子最外层有4个电子，这样碳原子就具有了4个能够成键的价电子。正是这4个价电子，能够使碳原子之间，碳原子与其他原子之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成4个化学键，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。21cnjy.com
二、组成细胞的化合物
组成细胞的各种元素大多以什么形式存在于细胞中呢？（学生看教材P17表格）
水
无机化合物
无机盐
组成细胞的化合物 糖类
有机化合物 脂肪
蛋白质
核酸
[思考与讨论]引导学生讨论分析教材P17相关问题。
让我们通过实验来检测细胞中的一些有机物吧！
[实验]检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。教师根据教材P18内容讲清实验原理、化学试剂的使用方法及实验步骤，培养学生的探究能力。21·cn·jy·com
斐林试剂和双缩脲试剂的比较：在配制时，都用到NaOH和CuSO4，但配制时浓度不同，使用方法也不同。2·1·c·n·j·y
1、斐林试剂
甲液：0.1g/mL的NaOH
⑴组成
乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液
⑵使用时临时配制，将甲、乙两液等量混合，振荡均匀即可使用。
2、双缩脲试剂
A液：0.1g/mL的NaOH溶液
⑴组成
B液：0.01g/mL的CuSO4溶液
⑵使用时，向样液中先加入1mL双缩脲试剂A液，再加入4滴双缩脲试剂B液。
学生将实验结果填入教材中的表格内，并完成P19讨论题。
三、生物界与非生物界的统一性和差异性
1、生物界与非生物界的统一性和差异性
⑴生物界和非生物界都是由化学元素组成的；
⑵生命起源于非生物界。
2、生物界与非生物界的差异性
⑴组成生物体的化学元素，在生物体内和自然界中含量相差很大；
⑵无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，只有在生活的机体中，有机地结合在一起，才能表现出生命现象。www.21-cn-jy.com
（三）总结
组成细胞的主要元素，组成细胞的重要化合物，检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法等。
（四）作业布置
P19练习
（五）板书设计
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
一、组成细胞的元素
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
1、分类
微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
2、基本元素：C
二、组成细胞的化合物
水
无机物
无机盐
糖类
有机物 脂类
蛋白质
核酸
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
第2单元 第1课时 细胞中的元素和化合物
授课年级
高一
课题
第2单元 第1课时 细胞中的元素和化合物
课程类型
新授课
课程
学习
目标
目标
解读
1．了解组成细胞的化学元素及化合物的种类；2．掌握检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质的原理和方法；3．说出生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性。
重点
难点
重点：1.组成细胞的元素及化合物；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。
课程导学建议
课前
准备
1.熟知教学目标，认真思考采取何种教学手段使学生元素课后对组成细胞的元素及化合物的颜色鉴定反应有保持很深的印象。
2.概念模型：大量元素、主要元素、基本元素、最基本元素、微量元素的概念模型。
3.PPT演示：还原糖、脂肪和蛋白质的检测原理及标准颜色反应图片；元素在细胞（干重及湿重）中的含量圆饼图；课堂上知识引导所提出的问题及答案等。
4.材料用具：元素周期表；梨、花生、大豆及其生物组织样液；新配制的菲林试剂的甲液和乙液；双缩脲试剂的A液和B液；苏丹Ⅲ染液；碘液；显微镜、载玻片、盖玻片等。
教学
建议
建议教师在教学过程中，利用“元素周期表”创设问题情境，通过PPT演示让学生比较组成地壳和细胞的部分元素的含量、观察组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重和干重的百分比），提出自己发现的问题，并参与讨论，教师从中引导学生归纳总结出生物界和非生物界及生物界之间的统一性和差异性，说明碳是最基本元素与其在细胞中的含量无必然的关系；利用演示实验，帮助学生明确生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质检测的原理和方法。
课 堂 教 学 过 程 设 计
程序
学习内容
教师行为
学生行为
媒体运用
导入
新课
创设
情境
1.展示元素周期表，引导学生思考元素在自然界中的存在情况。
2.提出问题：这些元素在生物体中也存在吗？
3.PPT演示：人体和岩石圈内化学元素的种类和含量比较图片
4.PPT演示“教学目标”，引导学生进入预习环节。如生物体内的存在哪些化学元素呢？它们与非生物界相比，在元素的种类和含量上有何异同呢？请预习教材P16～19的内容。
从化学的角度思考元素周期表中所列元素在自然界中存在的事实。
讨论思考：生物体中也应该存在化学元素。
通过观看人体和岩石圈内化学元素的种类和含量比较图片，思考组成生物体的化学元素的种类、含量等问题，参考“教学目标”，带着疑问准备教材的预习任务。
元素周期表展示；PPT演示：人体和岩石圈内化学元素的种类和含量比较图片及“教学目标”
第一
层级
学习
过程
自主
预习
1.布置学生预习教材，补充完成[知识体系梳理]的内容，思考讨论以下问题。
2.PPT演示问题：
①组成细胞的元素的种类，如大量元素、主要元素、基本元素、最基本元素、微量元素分别是什么？
②组成生物界与非生物界的元素在种类和含量上有何异同？体现了什么特点？
③细胞中的化学元素所构成的化合物有哪些种类？
④生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的检测实验中，物质—试剂—颜色反应的对应关系是怎样的？
1.把握“教学目标”，通读教材，用笔在教材适当处做点注解，如“种类：”、“含量：”、“原理：”、等，即做好预习笔记。
2.完成[知识体系梳理]的填空，记下疑问。
3.理清思路，把握基础知识，了解即将解决的问题。
PPT演示问题
交流
讨论
抽检学生[知识体系梳理]的完成情况，对各小组提出的看法、疑问进行探讨、纠正、解答。
讨论PPT演示的问题，了解预习效果。PPT演示答案。
①C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg；C、H、O、N、P、S；C、H、O、N；C；Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、Ni等。
展示模型：大量元素、主要元素、基本元素、最基本元素、微量元素的概念模型
②组成生物界与非生物界的元素的种类大体相同，某种元素的含量差异很大，体现了生物界与非生物界的统一性与差异性。
③无机物（水、无机盐）和有机物（糖类、脂质、蛋白质、核酸）
④还原糖——菲林试剂——砖红色（沉淀）；脂肪——苏丹III（IV）染液——橘黄（红）色；蛋白质——双缩脲试剂——紫色；淀粉——碘液——蓝色。
3.口述：从元素的角度，与学生探讨生物之间具有统一性和差异性吗？实验过程中该注意的事项是什么呢 ？引出重点、难点内容。
1.分组交流预习中存在的疑问，提炼问题，组间讨论，师生讨论。
2.思考讨论教师提出的问题，分析本课时的重、难点内容。（生物之间具有统一性和差异性。实验过程中，材料颜色要浅、菲林试剂要现配，甲液和乙液混合后在加入样液中等等。）
PPT演示问题及答案、展示模型
第二
层级
学习
过程
知识点一： 组成细胞的化学元素
展示“大量元素、主要元素、基本元素、最基本元素、微量元素”的概念模型，引导学生记忆元素种类，思考大量元素与微量元素的区别？
PPT演示元素在细胞（干重及湿重）中的含量圆饼图，引导学生对统一性和差异性的理解，思考C作为最基本元素的理由？
布置学生完成[重点难点探究]知识点一中例1，使学生能够学以至用，进一步明确微量元素的实质。
参与学生的分组讨论，并进行必要的点评、提示和解答。
观看模型，识记元素种类，思考问题：大量元素与微量元素的区别在于在细胞的含量是否达到万分子一。
观看圆饼图，理解统一性着重于元素的种类，差异性着重于元素的含量。C作为最基本元素不是指其在细胞中的含量最多，而是指构成细胞的有机物都是以若干个相连的C原子构成的碳链或碳环微基本骨架的。
认识到微量元素不在于其在外界溶液中含量多，植物吸收量就多，而是需求量少，但不可缺少。
展示模型、PPT演示问题及答案
知识点二：实验——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
展示材料，如梨、花生、大豆，让学生思考：实验材料的选择有何讲究？
利用三种生物组织样液进行演示实验，让学生注意方法步骤，试剂的选择和使用方法，观察记录颜色的变化；思考实验原理及实验过程中注意事项，如是否需要加热、是否使用显微镜观察等。
3.PPT演示还原糖、脂肪和蛋白质检测的标准颜色反应图片，并与实际实验现象作对比，解释现象相同或不同的原因，让学生加深印象。
观看实验材料，思考材料选择的理由：含所要检测的化合物多，颜色浅，不会对颜色反应起遮蔽作用。
2.观察教师的演示实验，记录样液——试剂——颜色的对应关系，从中总结思考实验原理及实验注意事项，如检测还原糖需要水浴加热，检测脂肪需用显微镜观察等等。
3.将实验现象与相应的标准颜色反应图片作对比，掌握实验的内容。
展示材料、课堂演示实验、PPT演示
第三
层级
学习
过程
课堂
巩固
布置学生完成[基础智能检测]。
课堂独立完成[基础智能检测]中的题目。
PPT演示答案
展示
讲评
1.抽查完成情况及通过提问检查学习效果。
2.对学生课堂所作出的努力给予鼓励，肯定学生的成绩，同时点评题目中容易出错的内容，分析原因，引导学生得出合理的答案。如学生会认为菲林试剂和双缩脲试剂可以换用而导致的错误等。
3.通过点评，对课堂教学内容作必要的补充。
如对于细胞中元素种类及其含量的列举，不可能全面，没列举出的化学元素不等于不存在不必需，其实它存在于“其他小于3%”中。
1.分组讨论题目答案，配合教师课堂教学，与教师探讨易错知识点，做好笔记。
2.认真记好教师补充的内容。
口述
第四
层级
学习
过程
反思
感悟
随同学生一起思考这一堂课中学了什么内容，学到了什么内容。
指导学生补充完成[思维导图构建]，将知识进行初步的有机综合。
1.思考课堂上接触到的知识，完成一个知识由“厚”变“薄”的过程。
2.填写[思维导图构建]，加强知识间的联系，争取对所学内容有更进一步的理解。
口述（教师、学生互动）
课堂
小结
简要叙述本课堂主干知识：
如①组成细胞的元素及化合物的种类；②生物界与非生物界的统一性和差异性；③检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的原理、方法步骤、颜色反应、注意事项等。
2.讲述学习中需多加注意之处及知识之间的联系，明确该部分内容在整个高中生物中的
地位。
3.完善板书，布置课外作业（如固学案）。
1.与教师共同梳理本课堂主干知识，找出自己的不足，完善自己的知识结构。
2.理解该部分内容在整个高中生物中的地位，做到对知识进行宏观的控制。
3.完善笔记，合理安排作业时间。
口述（教师、学生互动）、PPT演示板书
课外
拓展
继续
探究
提出问题，引导学生思考，为下一课时内容的学习做好铺垫：组成细胞的不同种化合物，其组成元素相同吗？不同化合物的含量、种类、分布及功能有何不同呢？
口述、PPT演示问题
第1节 细胞中的元素和化合物
●从容说课
《细胞中的元素和化合物》这一节，首先在节的引言中，明确指出自然界的生物体中的元素是生物有选择地从无机自然界中获得的，没有一种元素是细胞特有的。但细胞与非生物相比，各元素的含量又大不相同。说明生物界与非生物界的统一性和差异性内容。这部分内容较为浅显，但是结论非常重要，对于学生了解生物的物质性具有重要意义。
关于组成生物体的化学元素的内容，一开始就指出组成生物体的化学元素主要有20多种，紧接着以人体细胞为例，将含量较多的化学元素以及各种元素的含量制成图形。通过对图形内容的分析，概括出两点：一是组成人体的基本元素是C、O、H、N；二是组成生物体的各种化学元素，在不同的生物体内，含量相差很大，由此进一步说明了大量元素和微量元素的概念和种类。并且强调指出在大量元素中，C是最基本的元素。www-2-1-cnjy-com
关于组成细胞的化合物，首先说明组成生物体的化学元素进一步组成多种多样的化合物，接着指出组成细胞化合物的种类及各种化合物的质量分数，从而说明它是生物体结构和生命活动的物质基础。21*cnjy*com
对于构成细胞的有机化合物的种类的认识，从日常生活中都已有这方面的知识，比如知道瘦肉含有蛋白质较多，水果含有较多的糖类等。如何定性地区分这些常见的有机物，可通过实验教学来进行。该实验最主要是要规范实验过程，可通过分组分别来完成一个实验，然后每一组选出一人来介绍该实验的过程以及要注意的事项，学会展示成果及共享成果。
●三维目标
1.知识与技能
（1）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）学会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。
2.过程与方法
（1）通过对C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。【来源：21cnj*y.co*m】
（2）通过对组成细胞中的元素的百分比的分析，通过对不同化合物的质量分数的学习，培养学生理解、思考和分析问题的能力。21教育名师原创作品
3.情感态度与价值观
（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。
●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。
●教学难点
1.构成细胞的基本元素是碳。
2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
●教具准备
细胞主要元素百分数挂图。
●课时安排
1课时
●教学过程
课前准备］
教师收集关于地球及生物体细胞中各元素组成的资料，玉米和人体的化学元素组成的材料并制成课件；准备实验材料。学生预习实验，初步了解实验的原理以及实验步骤。
情境创设］
地球上的环境千变万化，但都是有一定的物质组成，比如地壳表面的水、岩石以及空气，那么这些物质由哪些元素组成呢？生物是生活在一定的环境中，这些生物从环境中获取物质，那么这些生物又由哪些元素组成？21*cnjy*com
师生互动］
（一）组成细胞的元素（屏幕展示以下资料）
组成地壳和组成细胞的部分元素含量
元 素
地壳
细胞
O
48.60
65.0
Si
26.30
极少
C.Com]
0.087
18.0
N
0.03
3.0
H
0.76
10.0
问：组成生命的细胞和组成地壳的元素有没有什么不同？
答：组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到，没有一种元素是生命特有的。但是元素在细胞中和无机环境中的含量却有区别，说明生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性。www.21-cn-jy.com
作为生命的基本组成单位——细胞，它可以构成不同的生物体。那么元素在各种细胞中的含量是怎样的？引导学生分析图2－1－1和图2－1－2。
问：组成生物体的化学元素种类有许多，它们的含量是否相同？
答：不相同。
问：人体细胞在干重状态下和鲜重状态下哪种元素含量最大？
答：干重状态下和鲜重状态元素下元素含量最大的分别是C元素和O元素。
图2－1－1 组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）
图2－1－2 组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比）
下面我们以玉米和人体为例，来说明组成生物体的化学元素的种类和含量。（出示玉米和人体化学元素对比表投影片）
玉米与人体的化学元素组成（质量分数/%）
元 素
玉米
人
O
44.43
14.62
C
43.57
55.99
H
6.24
7.46
N
1.46
9.33
Si
1.17
0.005
.Com]
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
Cl
0.14
0.47
Zn
—
0.01
Fe
0.08
0.012
问：从表中看，哪一种化学元素是玉米和人体中含量最多的？
答：是C。
问：除此之外，还有哪几种元素含量较多？
答：O、H、N。从表中可以看出C、O、N、H这4种元素在组成生物体的元素中含量最多，所以，C、O、N、H是组成生物体的基本元素。【来源：21·世纪·教育·网】
问：表中只列举了13种元素，那么是不是说玉米和人体内只含有这13种元素呢？
答：不是。
实际上除了表中的13种元素之外，还有Mn等。据统计，在生物体的细胞内至少可以找到62种元素，其中常见的约有29种，重要的有24种。所以，一般情况下可以说组成生物体的化学元素主要有20多种。21·世纪*教育网
问：构成生物体的这些元素的含量有什么特点呢？同学们可以相互讨论一下。
答：有的含量非常多，有的较多，有的很少，差别较大。
正是因为生物体内各种元素含量差别较大，所以可以按照含量的多少把它们分为两大类：一类是大量元素，一类是微量元素。【出处：21教育名师】
问：什么是大量元素？
答：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
问：哪些元素属于大量元素？
答：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。
问：什么是微量元素？.Com]
答：生物体内含量很少的一些元素。
问：哪些元素属于微量元素？
答：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
问：请同学们讨论一下，既然微量元素在生物体内含量很少，那么，是不是说它们在生物体内可有可无呢？
答：不是。微量元素对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。如碘是甲状腺激素的成分，铁是血红蛋白的成分，锌、硒、钼、铁等是很多酶的成分。【版权所有：21教育】
在组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，从初中所学元素周期表中，知道C位于第14族位置，它的原子序数是6，说明一个碳原子核中含有6个质子，核外有6个电子，由于电子排布的不同，在最外层有4个电子，这样，碳原子就具有了4个能够成键的价电子。正是这4个价电子，能够使碳原子之间、碳原子与其他元素的原子之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成4个化学键，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。C是构成生命有机物中最重要的元素。
（二）组成细胞的化合物
讨论：作为生命的细胞是由元素组成的，组成生物体的化学元素在生物体内是以什么形式存在的？比如花生和大豆的应用中有很大的不同，花生可用来榨油，大豆常用来做豆腐说明了什么问题？
说明：教师引导学生分析组成生物体的化学元素在体内以什么形式存在（单质还是化合态），参考课本P17提供的表来分析，总结归纳出构成细胞的化合物。
水：85%～90%
无机盐：1%～1.5%
蛋白质：7%～10%
核酸和糖类：1%～1.5%
脂类：1%～2%
（三）实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
教材中本实验安排为验证性实验,可与讲课同步进行。
本实验难度并不大,但由于内容较多,实验时间较长,因此,必须作周密安排,才能按时完成。实验中应注意以下几点。21cnjy.com
1.增设教师演示实验。上课之前,教师应该准备好做演示实验所需的实验材料、用具、仪器和试剂等。同时,逐项完成可溶性糖、脂肪、蛋白质三类有机物的鉴定实验。在实验课上,将三个实验的正确结果分别展示在讲台上,并作扼要的介绍,以便使学生将自己的实验结果与教师的演示实验作比较。2·1·c·n·j·y
2.实验中学生应分工合作。在“还原糖的鉴定”实验中,当每组2个学生中的1个制备生物组织样液时,另一个学生可以用酒精灯将水煮开,以便缩短实验的等待时间。在“脂肪的鉴定”实验中,1个学生制作临时装片时,另一个学生则可以调试显微镜。另外,在完成前2个实验时,1个学生洗刷试管、清洗玻片和整理显微镜,另一个学生则可以进行后1个实验的操作。
3.鉴定可溶性还原糖的实验,在加热试管中的溶液时,应该用试管夹夹住试管上部,放入盛开水的大烧杯中加热,注意试管底部不要接触烧杯底部,同时试管口不要朝向实验者,以免试管内溶液沸腾时冲出试管,造成烫伤。如果试管内溶液过于沸腾,可以用手上提夹住试管的试管夹。
4.做鉴定糖和蛋白质的实验时,在鉴定之前,可以留出一部分样液,以便与鉴定后的样液的颜色变化作对比,这样可以增强说服力。
5.斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后方可使用,切勿将甲液和乙液分别加入组织样液中。
探究生物组织中的主要化合物
可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定的实验原理、方法、步骤和现象：
知识点
可溶性还原糖
脂 肪
蛋白质
实验原理
与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色）
与双缩脲试剂反应产生紫色物质
实
验
步
骤
样液
制备
选材
含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织，苹果、梨最好
富含脂肪的种子，以花生最好
浸泡1～2 d的黄豆种子（或用豆浆）或用鸡蛋
蛋白
方法
苹果切块→研磨→过滤→滤液
制作花生种子的切片
黄豆浸泡切片→研磨→过滤→ 滤液
鉴定步骤
样液→加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸
切片→染色→漂洗→镜检
组织样液→加双缩脲试剂A→再加双缩脲试剂B→观察颜色变化
实验现象
蓝色→棕色→砖红色沉淀
脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色）
加双缩脲试剂A无明显变化，加双缩脲试剂B后溶液变成紫色
注意事项
1.选材要用含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织
2.斐林试剂不稳定，一般配成甲液（NaOH：0.1 g/mL）乙液（CuSO4：0.05 g /mL）来保存，用时必须将甲、乙两液混合均匀后使用，切勿分别加入组织样液中进行检测
1.切片要尽可能的薄
2.染色后一定要用50%的酒精溶液洗去浮色
3.观察时找最薄处，最好只有1～2层细胞
1.用鸡蛋蛋白时，一定要加以稀释，如果稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管内壁上，使反应不彻底，且试管不易洗干净
2.双缩脲使用时，应先加A造成碱环境，再加B
每组学生从教师提供的材料中选取两种进行鉴定，并记录（如下表）：
还原糖
脂肪
蛋白质
预测
实测
原因
预测
实测
原因
预测
实测
原因
苹果汁
梨汁
马铃薯匀浆
花生
种子
花生种子匀浆
豆浆
鲜肝提取液
交流实验结果：每一组实验选取一个人介绍实验情况，然后分析实验成败的得失。
教师精讲］
组成生物体的元素和非生命的元素种类没有区别，没有一种化学元素是生物界特有的，从这方面来看生物界和非生物界具有统一性。虽然从元素种类上看具有统一性，但从组成生命的元素的含量上来看是有区别的，组成生命的化学元素在生物体内和在无机环境中的含量相差很大，从这方面看生物界和非生物界具有差异性。21教育网
在细胞中，元素主要以化合物的形式存在。组成细胞的基本元素是C元素，它是构成有机物的标志性元素，有机物是生命中最重要的物质。21·cn·jy·com
不同的生物组织中，有机物的含量是不同的，要学会用恰当的方法来检测和区分不同的有机物。
评价反馈］
1.在植物体内，最基本的化学元素和含量最多的元素分别是
A.C、O B.O、H C.C、H D.H、O
2.做蛋白质鉴定实验时,事先留出一些大豆组织液的目的是
A.与反应物混合的颜色作对比 B.失败后重做
C.鉴定还原糖用 D.为了节约
3.做还原糖的鉴定实验所需的材料最好选用的颜色是
A.白色 B.红色 C.紫色 D.蓝色
4.活细胞中含量最多的化合物是
A.蛋白质 B.糖类 C.脂质 D.水
5.活细胞中含量最多的有机化合物是
A.蛋白质 B.糖类 C.脂质 D.核酸
参考答案：
1.A 2.A 3.A 4.D 5.A
课堂小结］
本节课比较重要的就是理解生命的物质性——即构成生命的细胞是由元素组成的，而且这些元素在细胞中大多数是以化合物的形式存在。这些化合物的存在可以通过实验来进行验证。可以区分出在组织中是否有糖类、脂质和蛋白质，但是具体是哪种糖类或蛋白质还要通过其他方法才能鉴定。21世纪教育网版权所有
布置作业］
P19一、基础题：2，P19二、拓展题：2。
课后拓展］
根据日常生活中你所用的食谱，分析搭配是否合理？（可查阅有关人体每天需要的物质的资料）
资料：一个体重65千克，从事较轻劳动的成年男子，应该从每天所吃的主副食（粮食500克，肉100克，蛋一个，豆制品50克，蔬菜500克）中获得所需要的75克蛋白质。根据需要与可能，还应该适当地调剂副食，如增加些乳、蛋、肉类、豆制品、花生等提高蛋白质的质和量。充分发挥各种植物蛋白质和动物的“互补作用”，以保证蛋白质的需要。我们选择蛋白质食物，首先应考虑蛋白质含量的多少。如果食物中蛋白质含量很少，即使营养价值很高，也不能满足人体需要。在常用的每100克食物中，肉类含蛋白质10～20克，鱼类含15～20克，全蛋含13～15克，豆类含20～30克，谷类含8～12克，蔬菜、水果含1～2克。2-1-c-n-j-y
●板书设计
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
大量元素：C、H、O、N、P、S等
微量元素：Fe、Mn、Zn、B、Cu、Mo等
组成细胞的基本元素：C
二、
三、检测生物组织中的常见有机物
