2.1细胞中的元素和化合物教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

教学设计 课程基本信息 学科 生物学 年级 高一年级 学期 秋季 课题 必修一《分子与细胞》第2章 第1节 细胞中的元素和化合物 教学目标 1. 通过分析相关资料内容，能够说出组成细胞的元素都来自自然界但各元素相对含量又与无机环境不同； 2. 通过观察图表中的信息，能够说出组成细胞的大量元素和主要微量元素，说出组成细胞的化合物的主要种类； 3. 通过对物质检测原理及方法的学习，能够尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，进行实验操作、观察结果，基于实验简述组成细胞物质的特殊性。 教学重难点 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： 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 教学过程 教学环节 课堂教学设计 教学意图 创设情境，导入新课 教师以日常生活中，农作物需要施氮、磷、钾肥，人体的生长发育也需要补充钙、铁、锌，以获取相应的元素用于细胞的生命活动等相关资料导入，引导学生思考：组成细胞的元素有哪些？这些元素是细胞特有的吗？ 教师引入教材问题探讨资料并提出相关问题： 1.生物与非生物在元素组成和含量上有何特点？ 【学生思考回答】元素种类差异不大，元素含量差异较大。 2.由此，你可以得出生物界与非生物界具有怎样的关系？【学生思考】 【教师引导】生物界与非生物界存在统一性和差异性。统一性体现：组成细胞的元素，无机自然界都能找到；差异性体现：化学元素含量大不相同。 以日常生活中具体实例为例，引导学生意识到组成细胞的元素都来自自然界但各元素相对含量又与无机环境不同。 一、组成细胞的元素 首先，教师呈现“玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）表”，并提出问题： 问题1：在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现象？ 问题2：细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 【学生思考回答】 【教师补充讲解】问题1：一样，都为C、H、O、N。玉米和人都是生物，组成它们的主要成分是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质都含有C、H、O，蛋白质还含有大量的N元素。问题2：例如：胰岛素，具有降低血糖的功能，它的含量很少，但作用效果很明显，具有微量而高效的特点。镁含量很少，但却是构成叶绿素的中心元素。 【小组讨论】问题3：比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？ 【学生思考回答】 【教师补充讲解】不同生物细胞元素种类大致相同（统一性），但元素含量上有差异（差异性）。元素组成上的统一性说明：生物具有共同的物质基础，为生物进化提供了证据。差异性是因为：生物体有选择的从无机环境中获取元素。 其次，教师呈现“组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重/干重的百分比）”图，并解释“鲜重和干重”的概念。鲜重指的是生物体或细胞在自然生活状态下所测得的重量；干重指的是生物体（或细胞）除去水分以后所测得的重量。进而向学生介绍大量元素和主要微量元素：根据含量的多少分为大量元素（含量占生物体总重量万分之一以上的元素。主要有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等）。微量元素（含量占生物体总重量万分之一以下的元素。主要有Fe、Mn、 B、Zn、Cu、Mo等）。 通过分析“玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）表”，培养学生分析、归纳问题的能力。 通过实际案例的学习，帮助学生更好地认识生物体的物质和功能关系。 通过对图表数据的分析，引导学生利用数学模型分析相关问题，并认同大量元素和微量元素都是人体内的重要元素。 二、组成细胞的化合物 教师呈现“组成细胞的主要化合物及相对含量”统计图表，学生通过观察图表中的相关信息，尝试归纳、构建知识框架。 【教师补充】介绍各种化合物的元素组成。并提出问题： 鲜重中含量最多的化合物是？ 干重中含量最多的化合物是？ 通过对图表数据的析，培养学生归纳整合知识的能力。 探究·实践 教师呈现中国居民平衡膳食宝塔。并说明：由于不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的，所以我们要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配。并提出问题：我们需要的营养物质包括糖类、脂肪、蛋白质等。怎样检测这些营养物质呢？ 教师介绍相关的实验原理： 教师介绍相关的实验过程并播放教师实验操作视频： （一）还原糖的检测 播放教师实验操作视频，并提出相关的思考问题： 1.葡萄匀浆、胡萝卜匀浆、西瓜汁等实验材料是否适合用于还原糖的鉴定？为什么？ 2.马铃薯匀浆、甘蔗汁能否用于还原糖的鉴定？为什么？ 3.为何斐林试剂的甲液：0.1g/ml NaOH和乙液：0.05g/ml的CuSO4等量混匀现配现用？检测原理是什么？ 【学生思考回答】 【教师补充】 1.深颜色材料，需排除自身颜色对实验结果产生的干扰。 2.淀粉、蔗糖是非还原糖。 3.时间过长，Cu(OH)2会沉淀在试管底部，影响反应效果。Cu(OH)2与还原糖反应生成砖红色的Cu2O沉淀。 （二）脂肪的检测 播放教师实验操作视频，并提出相关的思考问题： 1.在染色后,为什么用50%酒精洗去浮色而不用清水? 2.脱脂奶粉中因不含脂肪,受到老年人的喜爱,要检验某种脱脂奶粉是否合格,可能用到哪些试剂? 【学生思考回答】 【教师补充】 1.苏丹Ⅲ染液溶解于酒精不溶于水。 2.符合要求的脱脂奶粉应该无脂肪,但是含有足够的蛋白质,所以要用到苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂来检测。 （三）蛋白质的检测 播放教师实验操作视频，并提出相关的思考问题：还原糖和蛋白质检测过程中有何差别？ 【学生思考回答】 【教师补充】 以自身生长发育需要摄入各种营养物质为例，引导学生要养成健康饮食的良好习惯，并和身边的人分享合理搭配饮食的重要性，提高自身的社会责任意识。 通过对物质鉴定相关实验知识的学习，着力培养学生的科学探究思维与能力，并能够将理论知识与生活实践相联系，提高学生的自我认同感。 三、课后任务 1.完成基础知识练习； 2.拓展应用： （1）组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同? （2）将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成一个生命系统吗？为什么？ 巩固基础知识，提高学生思考解决问题的能力。 备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。 学科网（北京）股份有限公司 $$