2.1细胞中的元素和化合物教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

P1 上课！同学们好，今天开始我们来学习第二章《组成细胞的分子》，第一节的内容《细胞中的元素和化合物》 P2 在学习完本节课后，希望大家能达成以下学习目标，其中标红的是本节课的重点，总体来说，就是要知道组成细胞的元素种类有哪些，这些元素构成的化合物又有什么，最后一个是学会鉴定常见食物中的四类化合物的方法 P3 现在开始我们今天的学习，课件右侧展示的两张图片大家认不认识呢，上方是珊瑚，下方是珊瑚虫，珊瑚是由一代一代的珊瑚虫分泌的石灰质堆积而来。珊瑚虫和珊瑚，生命与非生命，那么生命的本质是什么呢？在上一章中我们学习了细胞是最基本的生命系统，那我们现在就要走进细胞，中国科学院院士邹承鲁说过，阐明生命现象的规律，必需建立在阐明生物大分子结构的基础上。 为什么细胞能表现出生命的特征，是因为它有什么非物质的活力因素吗？生命与它所处的无机环境之间，究竟有什么联系和差异呢， P4 我们现在来看一组数据，组成地壳和组成细胞的部分元素含量表，地壳代表非生命系统，细胞则是最基本的生命系统。现在请大家思考讨论1中的问题：比较组成地壳和组成细胞的部分元素的种类和含量，你能得出什么结论？ 教师：这个表格由老师带着大家一起分析，首先，从两个系统中组成元素种类来看，表中所列的约占细胞96%的元素在地壳中都存在，剩余4%的元素也都能在无机环境中找到，没有一种元素是细胞所独有的。说明生命和非生命在元素组成上具有统一性。其次呢，细胞总是和与外界进行着物质交换，组成细胞的元素都是自然界中所具有的元素，因此细胞是物质的。 第二我们从含量上来看，以C为例，在细胞中的含量远高于在地壳中的含量，这是因为C元素的化学性质较为稳定，容易和O、N、H结合形成生物大分子，C还可以形成稳定的长链，进而形成生物大分子，所以C被称为生命的最基本元素。我们再来看Si，与C相比，Si在细胞中的含量极少，这是因为Si的稳定性没有C好，无法形成长链和生物大分子。 P5 由此我们可以看出，生命与非生命的差异体现在元素的含量上，生命系统从无机环境中选择了部分元素来构建生命体，二者存在质上的统一，差异仅仅体现在量上。 在生命体的内部，我们可以看到不同元素的含量占比也是不同的，同一元素在不同生物体当中的含量也是不一样的。刚才表格下方有行小字不知道有没有哪位同学注意到了，Si在细胞中含量极少，但是在硅藻、禾本科植物中的含量又较多，这是为什么呢？其实这也与生物所处的无机环境有关，和自然选择下来的元素种类有关系。作为生物的两大类，动物和植物所表现出不同的生命活动，是否与其所含有的元素有关呢？ P6 现在我们以玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量为例，进行下一组数据分析。在分析之前，请大家看这个表格表头出现的干重，还有我们课本中出现的一个名词鲜重。干重是指生物体或细胞除去水分后所测的重量。而鲜重是指生物体或细胞在自然状态下所测的重量。 按照上个表格的分析方法分析该表格，能得出什么结论。 教师：请同学回答，进行完善 教师讲解：同样从元素的种类和含量上来看，玉米细胞和人体细胞所含的元素种类上具有统一性，在元素含量上具有差异性。从这一个角度上，也为动植物具有共同的祖先提供了证据，印证了动植物起源的一致性，正是由于这种一致性，使得动植物在细胞组成、结构等层面具有一定的相似性。 P7 下面我们具体来看表中的数据，并思考以下讨论题。 教师：请同学回答第一个讨论题 教师：补充讲解，玉米细胞和人体细胞含量最多的四种元素都是C、H、O、N，我们称为构成生命物质的基本元素，像糖类、蛋白质、脂肪等物质都含有C、H、O，蛋白质还含有大量的N，表明不同生物具有共同的物质基础。 （看情况，补充讲解：另外， C、H含量的差异不大，O、N含量差异大，又这是因为玉米细胞中糖类的含量高，因此O的含量高，而人体细胞的蛋白质含量多一些，因此N的含量高。再比如Ca，人体存在骨骼，因此Ca的含量高。这些含量差异与不同生物体的物质组成和结构有关，总之还是与生物体所生活的环境和自然选择作用有关。） 组成细胞的元素有20多种，我们刚才说C是最基本的元素，而基本元素是C、H、O、N，这个表中所呈现的元素是细胞当中占比比较多的，我们称为大量元素，含量低于万分之一的元素称为微量元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo。这一页所总结的内容较为重要，请同学们做好笔记。 P8 再来看下一个讨论题，细胞中有些元素含量较少，是否意味着它们不重要？ 我听到很多同学都说不是，对的，无论是含量较多的Ca、Mg，还是微量元素中的Fe，Cu。每种元素都有其特殊的作用，一旦缺乏，都会导致机体出现异常，例如随着年龄增长，我们骨骼中的Ca会流失，因此老年人容易患骨质疏松，还有Zn组成大脑海马体的重要元素，缺乏会导致大脑发育、性成熟等方面出现问题，