新人教版化学选修1第四节《维生素与微量元素》教学设计

第4节 维生素和微量元素
一、教材分析
本节内容分为两部分，第一部分介绍维生素，在简单介绍脂溶性维生素和水溶性维生素的基础上，重点介绍了维生素C的结构、功能和性质，引导学生设计实验对维生素C的还原性进行探究。第二部分介绍微量元素。在简单介绍人体中元素与地壳中的元素有很大的相关性后，以碘元素与铁元素为重点，介绍缺少微量元素的危害和补充微量元素的方法，由此得出正确的饮食观和膳食平衡的理念。
二、教学目标
1.知识与技能
（1）通过实例认识维生素的分类、性质、主要来源及其摄入途径。了解维生素C的性质、来源和在人体中的作用。
（2）认识微量元素对人体健康的重要作用，了解碘在人体中的作用，碘的来源和碘盐的使用方法，了解铁在人体中的作用和来源。
（3）了解合理摄入营养物质的重要性， 认识营养均衡与人体健康的关系。
2.过程与方法
（1）通过实例了解人体必需的维生素的主要来源和摄入途径，了解维生素在人体中的作用。
（2）通过对维生素C还原性的探究实验，培养实验的设计、操作、观察等能力，掌握公析、综合、对比、归纳等科学研究方法。
3.情感、态度与价值观
通过学习各种营养素的生理功能，能客观地评价它们对人体健康的作用，形成科学饮食的意识。
三、教学重点、难点：
重点：维生素C的性质和在人体内的功能，碘元素和铁元素对生命活动的重要作用。
难点：维生素C的还原性的实验探究
四、教学方法：实验探究、 调查、查阅资料并讨论。
五、课时划分：两课时
六、教法与学法
（1） 在课外通过网络等途径查阅相关资料的准备的基础上，阅读教科书，从学生已有的生活经验和知识基础出发，以“维生素在人类生命活动中的重要作用”为题展开讨论，引导学生充分展示、交流自己的学习成果，在合作学习中了解维生素对人体的生长和健康的作用，同时激发学生参与学习活动的热情与积极性。
（2） 以维生素C为例，通过学生对“维生素C还原性？”的探究实验，了解维生素的分类、性质特点和主要来源，以及在人体内的重要功能和摄入途径等，并在这些活动中学习科学探究的基本方法。
（3） 以补碘、补铁、补锌等热门话题为引子，让学生通过多种渠道了解微量元素对维持生命活动、促进健康生长和发育的重要作用。
（4） 最后提出药补不如食补。建议学生养成科学的饮食习惯，全面摄取多种营养，保持膳食平衡，促进身体健康，并从中认识化学对提高人类生活质量和保持人体健康的积极作用。
七、教学流程
第一课时：
创设问题情境 →分析明示问题 → 创设问题情境 → 引导解决问题→练习巩固→评价总结
（阅读材料） 分析问题 雅克·卡蒂尔的历险故事 实验验证 应用， 形成新的知识结构
问题引入 阅读课本 问题引入
（维生素种类，性质） （维生素C的性质）
第二课时：
创设问题情境 → 分析明示问题 → 引导解决问题 → 练习巩固 → 评价总结
抢答问题 引入新课 交流展示 应用 形成新的知识结构
（一些常见疾病 （微量元素对人体 （学生思考，回答
的病因） 的作用及影响） 几种微量元素的作用）
八、教学过程：
第一课时
[导课]在20世纪，科学家发现只用糖类、脂肪、蛋白质和水的饲料喂养，实验动物不能存活。但如果在饲料中加入极微量的牛奶后，动物正常生长。科学家反复实验后认为，动物膳食中除含糖类、脂肪、蛋白质和水外，还必须含有微量维生素、矿物质等。
[板书]第四节 维生素和微量元素
[阅读]资料卡片---维生素的发现
荷兰营养学家艾克曼首先发现脚气病因缺乏某种微量物质引起,从而导致维生素B1的发现。英国化学家霍普金斯1912年提出维生素学说，他发现酵母汁、肉汁中都含有动物生长和代谢所必需的微量有机物，称为维他命，也就是维生素。由于这一发现，他们于1929年获得诺贝尔生理学和医学奖。
[交流]你知道的维生素有哪几种？它们各有什么性质吗？
[板书]一、维生素
1、维生素的作用
[讲述]维生素是参与生物生长发育和代谢所必需的一类微量有机物质，这类物质由于体内不能合成或者合成量不足,所以虽然需要量很少,每日仅以毫克或微克计算,但必须由食物供给。绝大多数维生素作为酶的辅酶或辅基的组成成分，在物质代谢中起重要作用。
维生素都是小分子有机化合物，在结构上无同性，通常根据其溶解性质分为脂溶性和水溶性两大类。
名称 来源 缺乏症
水溶性维生素
维生素B1 豆，瘦肉，谷类外皮 脚气病，多发性神经炎
维生素B2 蛋黄，绿叶蔬菜等 口角炎，舌炎，皮炎等
维生素C 新鲜水果，蔬菜 坏血病
脂溶性维生素
维生素A 肝，蛋黄，鱼肝油，奶汁，胡罗卜等 夜盲症，皮肤干燥
维生素D 鱼肝油，肝，蛋黄，日光照射 佝偻病，软骨病
[板书] 脂溶性：维生素A、维生素D、维生素E、维生素K；水溶性：维生素B族（维生素B1、维生素B2等）、维生素C。
[演讲故事]著名探险家雅克·卡蒂尔的历险故事。
　　卡蒂尔在1534年11月至1535年4月间率一队船员在考察圣劳伦斯的加拿大湾。当时有数周的时间，他们被坚冰困在海湾里出不去，渐渐的他们都出现了以下症状：牙龈出血、皮肤反应性青紫、身体虚弱、易怒、肌肉隐隐作痛、关节痛。幸运的是他们遇到了一位魁北克印弟安人，印弟安人让他们喝一种由当地生长的一颗大松树的叶子和皮制成的茶，这种茶竟然神奇的治好了他们的病。马斯魁勒（Masquelier）博士受此启发，开始研究该树种的树皮于1951年提取OPC成功，并应用于心脑血管疾病的治疗中，19年后，即1970年，他成功的从葡萄籽中提取了纯正的OPC，含量高达95%以上，而且无论浓度还是抗氧化作用都优于松树皮提取物，患者服用后都感觉更有效。OPC即维生素C。
[板书]2、维生素C

[讲解]维生素C,其化学名称为:L-抗坏血酸。其结构式为: 分子式:C6H8O6，是水溶性维生素，溶液显酸性，有可口的酸味。维生素C广泛存在于水果、蔬菜中，水果中又以柑桔类含量较多，蔬菜中青色者含维生素C较多。人工不能合成维生素C，必须从食物中获得。
维生素C又叫抗坏血酸，是人体中新陈代谢不可缺少的物质，它维持牙齿、骨骼、血管肌肉的正常功能、具有解毒作用。能增强人体对疾病的抵抗力，促进伤口愈合，并能预防肿瘤。在新鲜蔬菜和水果中含量丰富，尤其是绿叶蔬菜，西红柿等酸性水果和豆芽中含量较高，缺乏时使人得坏血病表现为骨骼脆弱等症状。中学生每天需要补充60mg维生素C。
[板书] 维生素C,其化学名称为:L-抗坏血酸。分子式:C6H8O6。
[结构]
[查询]根据维生素C结构推断它具有那些性质?
[回答]加成、氧化、水解等。
[讲解]维生素C是无色晶体，易溶于水，溶液显酸性，有酸味。维生素C容易失去电子，是一种较强的还原剂，在水溶液中或受热时很容易被氧化，在碱性溶液中更易被氧化。
[探究活动]比一比，谁最棒？（分组设计实验：设计可行方案检验维生素C的还原性。）
取规格为0.5g、2mL的维生素C注射液转移入一支大试管中，并在其中加入8mL蒸馏水，振荡，使混合均匀。将上述溶液平均分装入A、B、C、D、E 5支小试管中，
实验内容 实验现象
A、滴加紫色酸性KMnO4溶液 ?溶液立即褪色
B、滴加溴水 ?溴水颜色迅速消失
C、滴加碘水 ?碘水很快褪色
D、滴加AgNO3溶液 ?立即出现大量黑色沉淀
E、滴加FeCl3溶液 ?FeCl3溶液由黄色变为浅绿色
实验结论：维生素C具有较强的还原性
[思考]如何设计实验利用碘水和淀粉溶液比较水果中维生素C含量的相对大小？
[讨论]维生素C易溶于水，受热易分解,在碱性溶液中更易氧化分解,痕量的重金属离子(如铜离子)对氧化反应起催化作用，一些蔬菜（黄瓜、白菜）含有铜金属酶，它能促使维生素C氧化，但这些酶比维生素C更不耐热。请问应采取哪些有效措施减少蔬菜在加工、烹调过程中维生素C的损失？
[练习]生活小常识
为减少新鲜蔬菜中的维生素C的流失，下列有关烹调蔬菜的方法是否妥当？
1、蔬菜切后再洗，容易洗干净； （ × ）
2、炒蔬菜的时间不能太长，炒熟即可； （ √ ）
3、炒蔬菜时放一些面碱，使蔬菜易炒熟；（ × ）
[讨论交流] 除维生素C以外，你还知道哪些维生素以及它们对人体的影响?
小组讨论、交流、总结有关维生素的以下知识：
1、维生素的作用：
2、维生素的分类：
3、维生素的来源：
4、富含维生素的食品及制剂：
[小结]维生素是一组具有相似生理功能及营养意义的营养物质。它们是人体生长、繁殖必需的物质。维生素分为脂溶性和水溶性二大类。脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K等；水溶性维生素包括维生素B1、B2、B6、B12、C、叶酸、泛酸、生物素、烟酸和烟酸胺等。当膳食中供给维生素不足或缺乏时，会产生相应的维生素缺乏症, 如缺乏维生素 A，会出现夜盲症、干眼病和皮肤干燥，使儿童生长受阻； 缺乏维生素D易患佝偻病、软骨病；缺乏维生素B1易患脚气病；缺乏维生素B2易患舌炎；缺乏维生素B12易患恶性贫血；缺乏维生素C易出现坏血病。
[作业]完成P25课后习题4、5

[板书设计]
第四节 维生素和微量元素
一、维生素
1、 维生素的作用
（1） 维生素对人体的作用
（2） 维生素的分类
脂溶性：维生素A、维生素D、维生素E、维生素K；
水溶性：维生素B族（维生素B1、维生素B2等）、维生素C。
2、维生素C
（1）维生素C,其化学名称为:L-抗坏血酸。分子式:C6H8O6。


（2）物理性质
无色晶体，易溶于水，溶液显酸性，有酸味。
（3）存在
（4）重要功能
（5）化学性质：还原性
[知识拓展]
人体必需的营养素——维生素

???? 尽管维生素的需要量比脂肪、蛋白质或碳水化合物要小得多，但是它的重要性丝毫不亚于以上三类营养物质。维生素可以促使酶开始工作，进而使整个身体进人工作状态。维生素可以用来平衡荷尔蒙，产生能量，促进免疫系统，维持肌肤健康，并保护动脉。维生素中的维生素C以及维生素E是抗氧化剂：它们可以减缓衰老，预防癌症、心脏病并保护身体不受污染侵害。B族和C族维生素是将食物转化为能量的关键营养物质。牛奶、蛋类、鱼类和肉类中含有维生素D，它有助于控制钙的平衡。光照也可以在皮肤中产生维生素几天然食物中富含大量的B族和C族维生素，如新鲜的水果和蔬菜。维生素A以两种形式存在：一种是动物形式的视黄醇，常见于肉类、鱼类、蛋类和乳制品。另外一种是β-胡萝卜素，常见于红色、黄色和橙色的水果和蔬菜中。维生素E有助于防止必需脂肪腐败，它常见于植物种子、坚果以及植物油中。
相关饮食建议
每天吃至少3份深绿色、多叶的根茎类蔬菜，至少3份新鲜水果，再加上一些坚果或植物种子。
每天补充多种维生素，其种类和数量至少要包括以下列出的这些：2250微克维生素A、10微克维生素D、100毫克维生素E、25毫克维生素B1、25毫克维生素B2、50毫克维生素B3（烟酸）、50毫克维生素B5（泛酸）、50毫克维生素 B6、5微克维生素B12、50微克叶酸以及 50微克维生素比另外每天还要补充1000毫克的维生素C。






第二课时
[快速抢答] 夜盲症、脚气病、牙龈出血、大脖子病、骨质疏松症都是由于缺乏什么而导致的？
[思考] 缺碘可引起大脖子病，除碘以外，还有哪些元素是人体必需的？
[资料]生物体内必需元素必需元素是指人体新陈代谢或生育成长，必不可少的元素。它们可分两类：一类叫常量元素是指每天摄入0.04克以上，且占人体0.01％以上的元素，它们是氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯和镁等11种元素。其中氧、碳、氢和氮四种元素占人体总重的96％，其余7种占人体3.95％，常量元素总共占人体99. 95%。另外一类叫微量元素也称痕量元素，指每天摄入量在0.04克以下，在人体中含量在0.01％以下的元素。目前已确定的微量元素有铁、铜、锌、锰、钴、钼、硒、碘、锂、铬、氟、锡、硅、钒、砷、硼等16种。
[讨论交流]微量元素对人体有什么作用和影响？
[引出课题] 二、微量元素
1、人体中微量元素
[阅读教材]? 指导学生阅读教材P21～P22内容，并思考下面的问题。
[投影]? ①组成人体自身的元素约有多少种？人体中含量最多的非金属元素是哪一种？含量最多的金属元素是哪一种？这些元素是以什么形式存在的？
②常量元素和微量元素划分的依据？它们对人体有什么作用？
（学生阅读和课堂交流）
[投影]? 人体中微量元素的存在形式

[交流展示]地球上生命起源于海洋，构成生命的元素在自然界都能找到，并且与地球表层元素的含量大致相当。
微量元素在人体内的含量虽然极微，却具有巨大的生物学作用。其生理功能主要有：①微量元素能协助宏量元素的输送，如含铁血红蛋白有输氧功能。②微量元素是体内各种酶的组成成分和激活剂。已知体内千余种酶大都含有一个或多个微量金属原子。如锌能激活肠磷酸酶，肝、肾过氧化酶又是合成胰岛素所必需；锰离子可激活精氨酸酶和胆碱酯酶等；钴是维生素B12的组成成分之一，等等。③可参与激素作用，调节重要生理功能。如碘是甲状腺激素的重要成分之一，环境缺碘则机体不能合成甲状腺激素，就会影响机体正常代谢和儿童的生长发育。④根据体外实验，一些微量元素可影响核酸代谢。核酸是遗传信息的载体，它含有浓度相当高的微量元素，如铬、钴、铜、锌、镍、钒等。这些元素对核酸的结构、功能和脱氧核糖核酸 (DNA)的复制都有影响。
　　微量元素摄入量过低，会发生某种元素缺乏症；但摄入量过多，微量元素积聚在生物体内也会出现急、慢性中毒，甚至成为潜在的致癌物质。
[小结]? 能够调节人体的新陈代谢，促进身体健康，而且有些元素是构成人体组织的重要材料。
[过渡]? 下面着重讨论铁、碘对人体健康的影响。
[投影] 碘元素对人体健康的影响
[交流展示]? 碘元素对人体有哪些重要作用？
学生展示课前收集的有关资料，教师将其实物投影到屏幕上。
[投影]? 碘有“智力元素”的美誉，碘和蛋白质、脂肪、糖类、维生素等一样是作为一种营养素而存在于人体，它在人体内的含量仅有25～50毫克(平均35毫克)，为身体重量的两百万分之一，属于70余种微量元素的一种，尽管含量极低，却是人体各个系统特别是神经系统发育所不可缺少的。碘是合成甲状腺激素不可缺乏的重要原料。甲状腺激素具有影响肌体代谢、生长发育，特别是脑发育的生理作用。因此，如果甲状腺功能异常，分泌激素过量或不足，势必对机体的代谢、生长发育和智力发育造成很大影响，导致种种疾病的发生，如较常见的甲状腺肿大。
[问题]? 预防碘缺乏病最根本的措施是什么？通过讨论得出补碘的有效途径是食用含碘食盐。
[交流展示]? 铁元素对人体有哪些重要作用？
学生展示课前收集的有关资料，教师将其实物投影到屏幕上。
[投影]? 铁在人体中含量约为4～5g。铁在人体中的功能主要是参与血红蛋白的形成而促进造血，参与O2、CO2的运输和交换。在血红蛋白中的含量约为72%。人体铁缺乏时引起缺铁性贫血，同时一些含铁酶活性降低，造成智力发育障碍。铁元素在菠菜、瘦肉、蛋黄、动物肝脏中含量较高。
[阅读]资料卡片:

[小结]中国有句名言：药补不如食补。人体有自我调节能力，只要养成科学的饮食习惯，不偏食、不挑食，全面摄取多种营养，保持膳食平衡，食物中所提供的维生素和微量元素就足够了。因此，不提倡自己任意增补各种营养品，如果需要的话，也应在医生指导下服用。
[课堂练习]
1. 微量元素摄入量的多少，会直接影响人体健康，导致成年人出现甲状腺肿大的原因是缺乏下列元素中的
A. 铁 B. 碘 C. 钙 D. 锌
2．微量元素是指在人体内总量不到万分之一，质量总和不到人体质量的千分之一的二十多种元素，这些元素对人体正常代谢和健康起着重要作用。下列元素不是微量元素的是
　　A．I 　　　　　　B．F　　　　　　C．H 　　　　　　D．Mn
3．在人体所需的十多种微量元素中，有一种称为“生命元素”的R元素，对延长人类寿命起着重要的作用。已知R元素的原子有四个电子层，其最高价氧化物分子式为RO3，则R元素的名称为
A 硫 B 砷 C 硒 D 硅
4.人体血红蛋白中含有Fe2+，如果误食亚硝酸盐会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2+转化为Fe3+，生成高铁血红蛋白而丧失与O2的结合能力，服用维生素C可以缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有
A.酸性　　　　　　 B.碱性?　　　　 C.氧化性　　　　 D.还原性
5.维生素C的结构简式为 关于它的叙述错误的是


A、是一个环状酯类化合物 B、易起氧化还原反应和加成反应
C、可以溶解于水 D、在碱性溶液中能稳定地存在
6．为了消除人体碘缺乏病，我国政府规定食用盐必须是加碘食盐，简称碘盐。所谓碘盐就是在食盐中加入一定量的碘酸钾（KIO3）。计算（精确到0.1）：
　　（1）碘酸钾中碘元素的质量分数。
（2）若成人每天食用7g碘盐，从中摄取0.15mg碘，那么1kg碘盐中含碘多少毫克？
参考答案：
1、B 2、C 3、C 4、D 5、D
6、解：（1）碘酸钾中碘元素的质量分数：
　　 ×100%＝×100%＝59.3%
　　 （2）1kg碘盐中含碘的质量：
　　 ＝21.4mg
　　答：（略）
[作业]1、已知 5I—+IO3—+6H+=3I2+3H2O 请设计实验方案证明所购买的食盐是加碘食盐。
2、请设计实验探究补铁保健食品中是否含有铁元素，其价态如何？
3、家庭小实验：教材第25页第6题
4、教材第25页第7题
[板书设计]
二、微量元素
1、人体中微量元素
2、碘元素对人体健康的影响
3、铁元素对人体健康的影响
[知识拓展]
加铁酱油能补铁？

新华社贵阳6月23日专电（记者杨立新）贵州省毕节市海子街镇的一位胡姓村民一直很苦恼，因为其将近20岁的儿子整天精神不振、浑身乏力。贵州省疾病预防控制中心的专家们只是在他家经常食用的酱油里加入了铁元素，现在他的儿子不仅症状全无，还能够出去打工挣钱了。
有关专家说，他儿子是患了缺铁性贫血症。铁是人体合成血红蛋白的必需元素，缺铁时，人体便无法充分将氧气输送到大脑或全身，影响了人体健康或儿童生长发育及智力开发，导致人的记忆能力、免疫能力下降和食欲减退、疲乏无力等现象发生。
铁缺乏和缺铁性贫血是我国当前面临的最主要的公共卫生问题，目前我国缺铁性贫血发生率高达15%至20%，全国约有2亿人患有缺铁性贫血和铁营养不良症。
缺铁就需要补充铁元素。铁的缺乏是渐进的过程，因此只有依靠日常膳食的不断补充，才能保证人体所需铁元素的充足供应。因此，国内外专家们一致认为，采取在日常食品中添加铁的办法是最好的选择。加铁酱油是人们食用了几年加碘盐后出现的又一种营养强化型调味品，它是在普通酱油中添加柠檬酸铁、氯化铁、乳酸亚铁等易被人体吸收的铁盐来进行营养强化，以达到增加酱油中铁元素含量的目的。
据介绍，铁元素加入酱油后，其颜色会被普通酱油的颜色完全掩盖，色差不大，易被消费者接受。加铁酱油的风味也与普通酱油相似，用加铁酱油来烹调菜肴，无论是煎、炒、烹、炸、煮、焖都不会对菜肴正常的色香味产生不良影响，长期食用加铁酱油对人体有益。
《宜昌日报》2004年6月25日


夏天要注意补充微量元素

人是恒温动物，无论是天寒地冻还是烈日炎炎，体温都维持在36.5℃至37.5℃之间，且主要是通过产热与散热的平衡来调节。高温中，人体为了散发体内的热，一天的汗量可以多达3至10升。从理论上讲，人体在每流出和蒸发1公升汗液的同时，便能从身体带走580千卡的热量。在流出的汗液中，除水分外，还有钠、钾、钙、镁等微量元素和无机盐。这些物质对于人体是极为珍贵的。另外，汗液中还含有乳酸、尿素、氨、氨基酸等含氮物质，特别是高温能加速人体组织蛋白的分解，汗液中含有较多的水溶性维生素C、B1、B2等流失。因此，在炎热的夏季要注意补充为量元素。

微量元素与人体健康
名称 符号 主要功能 不足的影响
氟 F 人体骨骼成长所必需的元素 不良骨骼和牙齿
碘 I 甲状腺素的成分 甲状腺肿，甲状腺机能减退，影响智力和生长发育
硒 Se 与肝功能肌肉代谢有关的元素 肝脏坏死，白血球失效，不育，大骨节病
硅 Si 骨骼及软骨形成的初期阶段必需的元素 影响骨骼和软骨生长
锌 Zn 胰岛素的成分，许多酶的活性中心 侏儒病，皮炎，生长智力发育，厌食症
锰 Mn 酶的激活 影响生殖腺，骨变形
铁 Fe 组成血红蛋白、细胞色素、铁-硫蛋白等，输送氧 贫血
钴 Co 形成红血球所必需的维生素B12的组分 贫血
铜 Cu 铜蛋白的组分，有助铁的吸收和利用 贫血，头发褪色
钼 Mo 黄素氧化酶、醛氧化酶，固氮酶等必需的元素 降低酶活性
钒 V 促进牙齿的矿化 胆固醇降低
铬 Cr 促进葡萄糖的利用，与胰岛素的作用机制有关 角膜不透明，葡萄糖代谢不良


教学反思
1. 课堂上采用交流谈论，展示成果，竞赛等各种形式，激活了学生参与的热情，学生更主动的投入到新课的学习上，符合了新课程要求的以学生为主体的教学模式。
2. 此类型的课堂需要做充分的准备，学生应当在课前进行资料的准备，课外的知识的补充可以通过多种途径去获得，其中利用互联网是一种既快捷又方便的方式。
3. 学生在交流谈论，探究过程中团结互助，培养了团队精神，加强了合作精神。
4. 学生通过课前准备，在查找资料的过程中开拓了视野，提高了自主学习的能力。







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