课题2 健康生活离不开化学（教学设计）化学沪科版五四学制2024九年级全一册

课题2 健康生活离不开化学 一、知识目标 1. 识别糖类、脂类、蛋白质与维生素等主要营养素，掌握其元素组成、在人体中的功能及常见食物来源。 1. 理解营养均衡的重要性，掌握科学膳食的原则，能根据营养均衡设计合理膳食方案。 1. 了解生命科学的研究内容及化学在生命起源研究中的作用，知道我国在生命科学领域的重要贡献。 1. 明确药物的定义，掌握天然药物有效成分的提取及化学合成药物的特点和发展趋势。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观上认识各类营养素、食物和药物，从微观层面理解其组成、结构与性质，以及在人体中的作用机制。 1. 科学态度与社会责任：通过了解化学与健康生活的密切关联，增强对化学学科的认同感，形成健康生活的意识和习惯，关注化学在生命科学和医药领域的发展，培养社会责任感。 1. 科学探究与创新意识：通过分析化学在生命科学和药物研制中的案例，培养探究精神和创新思维，激发对生命科学与化学交叉领域的兴趣。 一、教学重点 1.糖类、脂类、蛋白质与维生素的性质和功能。 2.营养均衡与合理膳食的原则。 3.化学在生命科学和药物研制中的作用。 二、教学难点 1.从分子水平认识生命的本质。 2.根据营养均衡设计合理的膳食方案。 3.理解化学合成药物的设计和研发原理。 本节教学内容出自沪科版五四学制2024年九年级化学全一册专题10课题2《健康生活离不开化学》。本课题紧密围绕化学与人类健康生活的关联展开，是化学知识在生活实际中的重要体现，对于培养学生将化学知识应用于生活的意识和能力具有关键作用。 教材内容涵盖了糖类、脂类、蛋白质与维生素等主要营养素的知识，包括其定义、组成、功能等方面，让学生从化学角度认识这些生命必需物质。接着阐述营养均衡与合理膳食的重要性，通过中国居民平衡膳食宝塔等实例，引导学生思考如何搭配食物以满足身体需求。此外，还介绍了从分子水平认识生命以及造福人类健康的药物相关知识，体现了化学在生命科学和医学领域的重要贡献。这不仅有助于学生建立化学与生命科学的联系，还能让学生了解化学对人类健康的积极影响。 教学对象是九年级学生，他们已具备一定的化学基础知识，如常见物质的性质、化学反应等，但对于化学知识在生命科学和健康生活领域的应用了解相对较少。在思维方面，学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对直观、具体的事物容易理解，但对于较为抽象的分子结构、化学反应原理等内容理解起来可能存在一定困难。 在生活经验上，学生对食物的种类和营养有一定的感性认识，但缺乏对营养成分及其功能的深入了解，也不太清楚如何科学地搭配饮食以实现营养均衡。同时，学生对化学在药物研制和生命科学发展中的作用充满好奇，但可能缺乏相关的背景知识。因此，在教学过程中，教师应结合学生的实际生活经验，运用图片、视频等多种教学手段，将抽象的化学知识形象化、具体化，帮助学生理解和掌握。此外，还可以通过设置问题情境、开展小组讨论等方式，引导学生积极思考，培养他们的科学思维和解决实际问题的能力。 教学环节一 新课导入 【分享生活体验】同学们，大家都希望自己能健健康康的。那老师想问问，在日常生活中，当你们生病的时候，是不是会吃药？或者回忆一下你们每天吃的食物，有没有想过这些食物里都有什么成分在支撑着我们的健康呢？（给学生一些时间讨论和发言，学生可能会提到感冒药、水果、米饭等） 【讲述最新科技成果】大家说得都很有生活气息。现在科技发展得很快，在健康领域化学发挥着巨大的作用。就比如说，在新冠疫情期间，世卫组织声明地塞米松可挽救新冠肺炎重症患者生命。地塞米松就是一种化学合成药物，它的分子结构和人体发生着精准的化学对话，从而起到治疗的效果。还有我国自主研发的具有抗病毒功效的合成药物阿兹夫定片，为抗击疫情做出了很大贡献。另外，在航天领域，中国空间站的航天员可享用 120 余种航天食品，这些食品充分体现了“安全、营养、美味、高效能”的理念，通过合理的营养搭配保障航天员在太空中的健康。这些都和我们今天要学的内容密切相关。那化学在我们的健康生活中到底扮演着怎样的角色呢？让我们一起走进“健康生活离不开化学”的学习。 设计意图 1.激发学生兴趣：通过让学生分享生活中生病吃药和日常饮食的体验，贴近学生的生活实际，能迅速引起学生的共鸣，激发他们对课堂内容的兴趣和参与度，使学生积极主动地投入到课堂讨论中。 2.结合最新科技成果：介绍新冠疫情期间的治疗药物以及中国空间站航天员的航天食品，展示了化学在现代健康领域和航天领域的重要应用，让学生感受到化学的实用性和前沿性，拓宽学生的视野，增强学生对化学学科的认同感。 3.自然导入新课：从学生的生活体验和科技成果引出化学在健康生活中的作用，自然地过渡到本节课的主题，让学生明确学习目标，带着好奇和疑问去探索化学与健康生活的奥秘，提高学习的主动性和积极性。 教学环节二 糖类、脂类、蛋白质与维生素 活动一 六大类营养素 【引入】同学们，每天我们都在享用各种各样的美食。当你吃下一份早餐时，有没有想过，这些食物为我们身体提供了什么？为什么我们需要均衡饮食？今天，让我们从化学的视角，揭开食物中的奥秘。 【问题】请观察“六大类营养素”图示并阅读教材，思考以下问题：（1）什么是营养素？（2）人体必需的六大类营养素分别是什么？ 【学生思考】观察图示并阅读后回答：食物中能被人体消化、吸收和利用的营养成分被称为营养素；包括糖类、脂类、蛋白质、维生素、水和矿物质六大类。 【讲解】评价、强调：大家观察得很准确。这六大类营养素各司其职，共同维持着我们的生命活动。比如糖类是主要供能物质，蛋白质是构成细胞的基础，脂类则是储能物质。它们就像六个亲密无间的合作伙伴，缺一不可。 【学生任务】开展“我的营养餐盘”分析活动： 记录自己昨日三餐的食物组成 对照六大类营养素，分析自己的饮食是否均衡 小组讨论：如果长期缺乏某一类营养素，可能会对身体造成什么影响 【总结】评价、强调：通过今天的探究，我们认识到均衡营养的重要性。化学知识帮助我们理解了食物与健康的内在联系，希望同学们今后能运用所学，为自己和家人设计更科学、更健康的膳食方案。 设计意图 本教学设计从学生最熟悉的日常饮食切入，通过直观的图示引导学生建立六大营养素的整体认知。采用“观察-阅读-分析”的学习路径，培养学生从图表中提取信息的能力。通过“我的营养餐盘”这一贴近生活的任务，将化学知识与健康生活有机结合，让学生在分析实践中深化理解，培养健康饮食意识和科学素养，体现“化学服务于生活”的学科价值。 活动二 有机物 【引入】同学们，当我们点燃家中的天然气灶、使用酒精消毒、甚至注视糖尿病患者注射的胰岛素时，我们其实正在接触一个庞大的化学家族——有机化合物。它们虽然种类繁多，但都有一个共同的"骨架"。今天，让我们一起来认识这个构成生命与世界的化学基础。 【问题】请同学们观察图表并阅读教材，思考以下问题： （1） 什么是有机化合物？其核心元素是什么？ （2）除了碳元素，有机化合物通常还含有哪些主要元素？ （3）这些元素是如何构成我们熟悉的有机物的？ 【学生思考】阅读后回答：有机化合物是主要由碳元素构成的一大类化合物；主要还含有氢、氧、氮等元素；这些元素通过不同组合形成了甲烷、乙醇、尿素等常见有机物。 【讲解】评价、强调：大家总结得非常准确。碳原子以其独特的四价键能力，能够形成长长的碳链和复杂的空间结构，这是有机化合物种类如此繁多的根本原因。从最简单的甲烷（CH4），到酒精中的乙醇（C2H5OH），再到生命必需的蛋白质和维生素，碳骨架搭建起了从能源、材料到生命体的精彩世界。 【学生任务】开展"寻找身边的有机物"探究活动： 观察教室或家庭环境，找出5种含有有机化合物的物品 选择其中2种，分析其可能含有的有机化合物及元素组成 分组讨论：如果没有有机化合物，我们的生活会变成什么样？ 【总结】评价、强调：通过今天的探索，我们认识到有机化合物不仅是化学学科的重要分支，更是构成我们现代文明的基础。从能源燃料到医疗药品，从农业肥料到生命本身，有机化合物确实无处不在。理解它们的基本组成，将为我们后续学习更复杂的有机物奠定坚实基础。 设计意图 本教学设计从学生熟悉的生活场景切入，通过天然气、酒精、胰岛素等具体实例，将抽象的有机化合物概念具象化。通过"观察-归纳-应用"的教学逻辑，引导学生自主构建有机化合物的核心认知。探究任务的设计注重联系生活实际，让学生在寻找和分析中深化理解，培养分类概括和联想迁移的能力，同时建立"化学-生活-社会"的深刻联系，提升学科价值认同感。 活动三 糖类 【引入】大家都知道，我们日常活动需要能量，那这些能量主要来自于哪里呢？其实，人体活动所需的能量，主要来自葡萄糖的缓慢氧化。接下来我们就详细了解一下糖类。 【问题】糖类为什么被称为人体的主要能源？葡萄糖是如何为人体供能的？ 【学生思考】结合教材内容回答，人体活动所需的能量，主要来自葡萄糖（） 的缓慢氧化，其化学方程式为 （在酶的催化下，缓慢释放能量）。 【讲解】评价、强调：非常好，葡萄糖在酶的催化下与氧气发生反应，缓慢释放能量，为我们的生命活动提供动力。那淀粉在糖类中又扮演着怎样的角色呢？ 【学生任务】阅读教材，总结淀粉的转化路径。 转化路径：淀粉 (食物中) → 在消化液中分解 → 葡萄糖 (被人体吸收)。 【总结】评价、强调：糖类就像人体的“能量货币”，通过一系列化学反应，支撑着我们的健康生活。我们要保证摄入足够的糖类来满足身体的能量需求。 设计意图 从人体能量需求引入糖类，让学生明白糖类的重要性。通过问题引导和学生自主阅读总结，加深对糖类供能和淀粉转化的理解。 活动四 脂类 【引入】大家在生活中都接触过油脂，像猪油、花生油等，那脂类在我们人体中又起着怎样的作用呢？接下来我们就一起探究脂类的奥秘。 【问题】脂类的元素组成和主要功能分别是什么？常见的脂类有哪些？ 【学生思考】阅读教材内容后回答，脂类都含有碳 ()、氢 ()、氧 ()，某些脂类还含有氮 () 和磷 ()。主要功能包括构成细胞、储存能量和保温防寒。常见的脂类有油脂，如动物脂肪（猪油、牛油）和植物油（花生油、玉米油）。 【讲解】评价、强调：脂类是维持人体正常生命活动不可缺少的一类物质，它不仅能为我们提供能量，还能保护我们的身体。但也要注意适量摄入，过多的脂类会导致肥胖等健康问题。 设计意图 通过生活中常见的油脂引入脂类，让学生对脂类有初步的认识。通过问题引导和学生自主阅读总结，掌握脂类的元素组成、功能和常见种类。 活动五 蛋白质 【引入】我们的身体是由各种细胞和组织构成的，那什么是构成人体一切细胞、组织的重要成分呢？答案就是蛋白质。接下来我们深入了解一下蛋白质。 【问题】蛋白质的核心功能是什么？它的化学组成和基本单位分别是什么？ 【学生思考】结合教材内容回答，蛋白质是构成人体的基础物质，广泛存在于肌肉、血液、内脏、神经、毛发、酶、抗体等生命活动关键物质中。化学组成主要元素有碳 ()、氢 ()、氧 ()、氮 ()、硫 ()，基本单位是氨基酸。 【讲解】评价、强调：非常正确，蛋白质从组织结构到免疫功能，都是生命活动的主要承担者。构成人体蛋白质的氨基酸有20多种，其中有8种不能在人体内合成，必须从食物中获取。 【学生任务】思考问题：头发、羊毛、羽毛、蚕丝等物品的主要成分是蛋白质。这些物品燃烧时，会产生一种烧焦的气味，你认为这种气味的产生可能与哪些元素有关？ 【学生回答】可能与氮元素和硫元素有关。 【总结】评价、强调：因为蛋白质中含有氮和硫等元素，在燃烧时会产生特殊的气味。我们要保证摄入足够的蛋白质来维持身体的正常生长和发育。 设计意图 从人体细胞和组织的构成引入蛋白质，突出蛋白质的重要性。通过问题引导和学生自主思考，加深对蛋白质的功能、组成和基本单位的理解。 活动六 维生素 【引入】大家有没有过口腔溃疡、皮肤干燥等情况呢？这可能是缺乏某种维生素导致的。维生素虽然不提供能量，不构成身体，但对我们的健康却起着至关重要的作用。接下来我们就了解一下维生素。 【问题】维生素的核心特征、核心功能和关键属性分别是什么？人体如何获取维生素？ 【学生思考】阅读教材内容后回答，维生素本质是结构复杂的有机化合物，不提供能量，不构成身体，核心功能是调节机体新陈代谢。关键属性是需求量极微，以毫克 () 或微克 () 计算，但重要性极高，对维持正常新陈代谢至关重要。绝大多数不能在体内合成，必须从食物中摄取。 【讲解】评价、强调：当某种维生素缺乏到一定程度时，就会引发代谢障碍，影响健康。所以我们要保证摄入多样化的食物，以获取足够的维生素。 设计意图 从生活中常见的维生素缺乏症状引入，引起学生的关注。通过问题引导和学生自主阅读总结，掌握维生素的特征、功能和获取途径。 活动七 典例精讲 【展示题目】例1.分类是学习和研究化学常用的方法。下列分类中错误的是 A．水、生石灰都属于氧化物 B．硝酸钾、磷酸二氢钾都属于复合肥 C．石油、氢气、煤炭都属于化石燃料 D．蛋白质、酒精、蔗糖都是有机化合物 【学生回答】C 【讲解】A、水和氧化钙都是由氧元素和另外一种元素组成的化合物，都是氧化物，故A正确； B、硝酸钾中含有氮元素和钾元素，是复合肥，磷酸二氢钾中含有钾元素和磷元素，是复合肥，故B正确； C、化石燃料是由古代生物遗骸经过长期地质变化形成的燃料，主要包括煤、石油和天然气。石油和煤炭属于化石燃料，但氢气不是化石燃料。 故C错误； D、蛋白质、酒精、蔗糖都是含有碳元素的化合物，都是有机化合物，故D正确。 【展示题目】例2.诗人陆游有诗云：“不酸金橘种初成，无核枇杷接亦生。”金橘、枇杷中富含的营养物质是 A．维生素 B．油脂 C．蛋白质 D．无机盐 【学生回答】A 【讲解】金橘、枇杷这类水果中富含的营养物质是维生素；故选：A。 【展示题目】例3.化学与人类生活密不可分，下列有关说法错误的是 A．米饭、面条都是富含糖类的食物 B．钙是人体必需的常量元素 C．人体缺乏铁元素易患夜盲症 D．茶叶含丰富的矿物质，如：钾钙镁锰铁等，这里的“钾、钙、镁、锰、铁”是指元素 【学生回答】C 【讲解】A、米饭和面条的主要成分是淀粉，淀粉属于糖类。选项正确； B、钙是构成骨骼和牙齿的主要成分，属于常量元素。选项正确； C、人体缺乏铁元素会导致缺铁性贫血，夜盲症是由于缺乏维生素A引起的。选项错误； D.茶叶中的矿物质(如钾、钙、镁 锰、铁)是以化合物或离子的形式存在，在描述中，“钾、钙 镁 锰、铁”指的是元素的种类，而非具 体物质，强调元素在物质中的存在。选项正确；故选C。 【展示题目】例4.袁隆平院士的杂交水稻技术解决了14亿中国人的温饱。米饭中主要含有的营养素是 A．油脂 B．蛋白质 C．维生素 D．糖类 【学生回答】D 【讲解】米饭中富含淀粉，淀粉属于糖类，故选：D。 设计意图 本环节通过四道典型例题的讲练，旨在系统巩固学生对营养素分类及化学物质基础概念的掌握。例题1侧重辨析物质分类中的易错点，强化对氧化物、复合肥、化石燃料和有机物等核心概念的理解；例题2与例题4通过对具体食物成分的分析，培养学生将化学知识与日常生活建立联系的应用意识；例题3则综合考查学生对化学元素与人体健康关系的理解，辨析常见营养缺乏症。通过典例精练，不仅夯实了基础知识，更培养了学生分析判断、逻辑推理的能力，促进“分类观”、“元素观”等化学核心观念的建构，同时渗透均衡膳食的健康生活理念。 教学环节三 营养均衡与合理膳食 活动一 营养均衡 【引入】大家每天都吃各种各样的食物，那怎样的饮食搭配才能保证我们获得全面的营养呢？这就涉及到营养均衡的问题。接下来我们通过中国居民平衡膳食宝塔来了解一下。 【问题】为什么要进行营养均衡？不同年龄阶段的人群对蛋白质的需求呈现怎样的变化规律？ 【学生思考】结合教材内容和表格数据回答，各种食物都有其不同的营养特点，我们需要进行合理的搭配才能达到全面营养。从表格中可以看出，随着年龄的增长，对蛋白质的需求先增加后趋于稳定，14 - 17岁青少年蛋白质参考摄入量数值较高，这是因为青少年处于生长发育的关键时期，需要更多的蛋白质来支持身体的生长和发育。 【讲解】评价、强调：非常正确，营养均衡对于我们的健康至关重要。我们要根据自己的年龄、性别、身体状况等因素，合理搭配食物，保证摄入各种营养素。 设计意图 通过生活中的饮食搭配问题引入营养均衡，让学生认识到其重要性。通过问题引导和学生分析表格数据，了解不同年龄阶段对蛋白质的需求规律。对应训练可以检验学生对营养均衡概念的理解和应用能力。 活动二 科学膳食 【引入】我们知道营养物质是健康的基础，但过量摄入同样会诱发疾病，危害健康。那我们应该如何科学膳食呢？接下来我们一起探讨一下。 【问题】科学膳食的核心观点是什么？对大多数人和特殊人群的饮食建议分别是什么？ 【学生思考】阅读教材内容后回答，科学膳食的核心观点是平衡是关键。对大多数人的建议是膳食优先，遵循科学膳食的人群，其营养素摄入足以满足日常需求，无特殊情况，无需额外补充。对特殊人群，如恢复期患者、孕妇、发育期儿童等，要在专业指导下，针对性补充体内缺乏的营养素。 【讲解】评价、强调：非常正确，我们要根据自己的实际情况，合理安排饮食。同时，我们也可以了解一下航天员的营养膳食，他们的饮食充分体现了“安全、营养、美味、高效能”的理念。 设计意图 从营养物质过量摄入的危害引入科学膳食，让学生明白平衡饮食的重要性。通过问题引导和学生自主阅读总结，掌握科学膳食的核心观点和不同人群的饮食建议。对应训练可以强化学生对科学膳食理念的理解和应用。 活动三 典例精讲 【展示题目】例1.今年“五一”期间，小明一家去爬山。下山后，小明晚餐吃了腊肉、鸭肉、鱼、米饭。从营养均衡的角度，还需要补充 A．蛋糕 B．蔬菜和水果 C．牛奶 D．饮料 【学生回答】B 【讲解】人体需要六大营养素 糖类、蛋白质 油脂、维生素、无机盐、水。小明晚餐已吃食物中的腊肉、鸭肉、鱼，主要提供蛋白质、油脂、无机盐，米饭属于糖类。 A.蛋糕主要由面粉、糖和油脂制成，含有糖类、油脂，但几乎不含维生素，此选项不符合题意； B.蔬菜和水果富含维生素，能有效补充当前饮食的不足，促进消化和身体健康，此选项符合题意； C.牛奶提供蛋白质、钙等，此选项不符合题意； D.饮料通常高糖、低营养，提供“空热量”(即热量高但营养素少),缺乏维生素、矿物质和膳食纤维，此选项不符合题意。 故选B。 【展示题目】例2.科学减重要从注意饮食搭配开始。《黄帝内经》中提出“五谷为养，五果为助，五畜为益，五菜为充。气味合而服之，以补精益气”的饮食调养原则。“五菜”指韭、葵、葱、藿、薤，其中富含的营养物质为 A．蛋白质 B．维生素 C．无机盐 D．糖类 【学生回答】B 【讲解】据营养学常识，蔬菜(如“五菜”:韭、葵、葱、藿、薤)最突出的营养成分是维生素。故选B。 【展示题目】例3.帮妈妈做饭时，小雨发现家里有如图食材，你认为安排的午餐食谱中，较合理的是 A．①②③ B．①③⑤ C．①④⑤ D．③④⑤ 【学生回答】B 【讲解】人体需要的六大营养物质 蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水，结合题意，青菜 苹果中富含维生素，米饭中富含淀粉，淀粉属于糖类；牛肉、鲫鱼中富含蛋白质。 A、①②③中富含维生素、糖类，缺少蛋白质、油脂，故选项安排不合理； B、①③⑤中富含维生素、糖类、蛋白质等，故选项安排较合理； C、①④⑤中富含维生素、蛋白质等，缺少糖类，故选项安排不合理； D、③④⑤富含糖类、蛋白质等，缺少维生素，故选项安排不合理。 故选B。 设计意图 本环节通过三道紧密联系生活实际的例题，旨在帮助学生巩固对六大营养素功能及食物来源的理解，并培养其运用化学知识进行科学膳食搭配的能力。通过分析具体饮食情境，引导学生将理论知识转化为解决实际问题的能力，在辨析与选择中强化营养均衡观念，渗透健康生活的科学理念。 教学环节四 从分子水平认识生命 活动一 生命科学 【引入】同学们，请观察这组图片：从一棵挺拔的大树，到显微镜下的细胞，再到精致的DNA双螺旋结构。这是人类认识生命奥秘的三个重要阶段。为什么20世纪后，生命科学研究会进入分子水平？化学又在这个过程中扮演了怎样的关键角色？今天让我们一起探索。 【问题】请同学们观察图示并阅读材料，思考以下问题：（1）生命科学研究经历了哪几个重要层次？（2）化学在生命科学的发展中起到了什么作用？ 【学生思考】观察图示并阅读后回答：生命科学研究从宏观的生物体，到微观的细胞，再到分子水平的DNA结构；化学提供了研究方法和分析手段，帮助揭示生命的本质。 【讲解】评价、强调：大家观察得很细致。从宏观到微观，再到分子水平，这是生命科学研究不断深化的过程。特别要强调的是，DNA双螺旋结构的发现，正是化学家与生物学家合作的典范——化学分析方法和物理技术的运用，让我们得以在分子层面理解遗传的奥秘。 【学生任务】开展"探索生命之谜"研究活动： 选择一种生命现象（如遗传、代谢等），分析其在分子层面的化学本质 分组讨论：如果没有化学分析方法，现代生命科学研究会受到哪些限制 设计一个简单的实验方案，说明如何用化学方法研究某个生命过程 【总结】评价、强调：通过今天的探索，我们认识到生命科学已经进入分子时代，而化学正是打开生命奥秘之门的金钥匙。期待同学们将来能在学科交叉的领域大展身手，为揭示生命奥秘贡献智慧。 设计意图 本教学设计通过"树-细胞-DNA"的视觉序列，直观展现生命科学研究层次的深化过程，引导学生理解现代生命科学的分子转向。通过问题链的设计，帮助学生建立"宏观-微观-分子"的认知框架，认识化学在生命科学研究中的基础性作用。研究任务的设置注重培养学生的跨学科思维和实验设计能力，在知识传授中渗透科学史观和学科融合意识，为学生后续学习奠定基础。 活动二 从化学角度看生命起源 【引入】同学们，请思考这样一个奇迹：地球上最初只有简单的无机分子，如今却孕育出绚丽多彩的生命世界。这个奇迹是如何发生的？化学在其中扮演了怎样的角色？而当生态系统中的关键生物——如海洋中的浮游植物——大量消亡时，又会引发怎样的连锁反应？今天，让我们从化学的视角探寻生命的起源与生态的平衡。 【问题】请同学们阅读两页教材内容，思考并回答：（1）生命起源经历了哪些关键的化学进化阶段？（2）中国科学家在生命物质的化学合成领域做出了哪些里程碑式的贡献？（3）浮游植物大量死亡后，其残体的降解过程涉及哪些化学反应？可能对水体造成什么影响？ 【学生思考】阅读后回答：生命起源经历了从无机小分子到有机小分子、生物大分子、多分子系统，最终形成原始生命体的过程；中国科学家在1965年首次人工合成结晶牛胰岛素，1981年首次人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸；浮游植物残体在微生物作用下降解，消耗氧气产生CO2和H2O，可能导致水体缺氧。 【讲解】评价、强调：同学们把握住了问题的核心。从无机到有机，从简单到复杂，这是生命起源的化学进化之路。我国科学家在世界上首次人工合成具有生物活性的蛋白质和核酸，这是化学与生命科学交叉领域的重大突破，为揭示生命奥秘作出了重要贡献。而浮游植物的例子则告诉我们，化学过程不仅创造了生命，也维系着生态系统的平衡——其残体降解会消耗水中溶解氧，可能导致鱼类窒息死亡，引发水体富营养化等问题。 【学生任务】开展"生命起源与生态平衡"深度探究： 绘制生命起源的化学进化历程图，并标注各阶段的关键化学变化 分析我国人工合成结晶牛胰岛素这一成就的科学意义，撰写一段科学评论 以小组为单位，设计一个解决方案来预防或减轻浮游植物大量死亡造成的生态危机 【总结】评价、强调：通过今天的探索，我们深刻认识到化学是连接无机世界与生命世界的桥梁。从生命起源的化学进化，到现代生命科学的分子研究，再到生态系统中的物质循环，化学原理无处不在。希望同学们既能领略科学探索的魅力，也能树立保护生态环境的责任意识。 设计意图 本教学设计通过创设"生命起源奇迹"的认知情境，激发学生对生命本质的深层思考。采用"生命起源-科学成就-生态影响"三位一体的内容架构，将化学知识与生命科学、生态环境有机融合，培养学生的跨学科思维。通过绘制进化图、撰写科学评论、设计解决方案等多元任务，全面提升学生的信息整合、科学评价和创新解决问题的能力，同时在教学中渗透科学精神教育、爱国主义教育和生态环保意识，实现核心素养的全面发展。 活动三 典例精讲 【展示题目】例1.科技日报2018年1月10日报道：地球上的生命到底如何而来？这是人类几大未解之谜之一。美国科学家提出了一种新理论--柠檬酸循环，该研究资深作者斯克利普斯研究所化学副教授拉曼纳拉亚南。克里希那慕尔博士说：“生命起源问题对我们来说是一个黑盒子，但如果你关注化学反应，它就不那么令人生畏了。”请计算： 柠檬酸中碳氧原子个数比为__________________； 柠檬酸中碳元素的质量分数为______________________。 【学生回答】(1)6:7(2)37.5% 【讲解】柠檬酸(C6H8O7):(1)柠檬酸中碳氧原子个数比为6:7;(2)柠檬酸中碳元素的质量分数为12×6+8+16×7×100%=375%。答：(1)柠檬酸中碳氧原子个数比为6:7;(2)柠檬酸中碳元素的质量分数为37.5%。 【展示题目】例2.如图是上海硅酸盐研究所研发的“纳米药物分子运输车”，可提高肿瘤的治疗效果，下列说法错误的是 A．该“运输车”属于混合物 B．该“运输车”的外壳含有碳元素 C．图中涉及2处氧化物 D．运输药物分子的过程是肉眼可以直接看见的 【学生回答】D 【讲解】A.由图可知，该“运输车”由有机物外壳、二氧化硅、四氧化三铁、药物组成，属于混合物，说法正确，不符合题意； B、有机物是含碳元素的化合物，因此该“运输车”的外壳含有碳元素，说法正确，不符合题意； C.由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，图中涉及的氧化物有四氧化三铁(Fe3O4)和二氧化硅(SiO2)两种，不符合题意， D、运输药物分子属于微观层面，因此运输药物分子的过程不是肉眼可以直接看见的，说法错误，符合题意。 设计意图 本环节通过选取"生命起源研究"和"纳米药物运输"两个前沿科学背景的典型例题，旨在培养学生将核心化学知识应用于真实科研情境的能力。例题1以生命起源研究为背景，通过柠檬酸化学式的计算，巩固化学式相关计算技能，强化"宏观现象-微观组成"的化学思维；例题2借助纳米药物运输车的图示，考查学生对混合物、元素组成、氧化物概念的辨析能力，并建立宏观观察与微观粒子运动的区分意识。通过这两个紧密结合科技前沿的例题，不仅夯实学生的知识基础，更培养其定量计算、图像解析和多角度分析的综合能力，渗透"化学服务生活、推动科技发展"的价值理念。 教学环节五 造福人类健康的药物 活动一 天然药物 【引入】同学们，当你们感冒时服用的板蓝根冲剂，其有效成分就来自植物提取；屠呦呦教授因发现青蒿素而荣获诺贝尔奖，挽救了全球数百万疟疾患者的生命。这些都与我们今天要探讨的“天然药物”密切相关。为什么天然植物、动物或矿物能够治病？化学在其中扮演了怎样的角色？ 【问题】请同学们阅读教材并观察图示，思考以下问题：（1）药物的定义是什么？（2）什么是天然药物？其有效成分是什么？（3）化学在天然药物的开发中起到了什么作用？ 【学生思考】阅读后回答：药物是可以改变或查明机体生理功能及病理状态，用以预防、诊断和治疗疾病的化学物质；天然药物源自植物、动物或矿物，其有效成分是具有生物活性的化学物质；化学在有效成分的提取、结构分析和质量控制中发挥关键作用。 【讲解】评价、强调：同学们总结得非常准确。从人参中提取的人参皂苷，从黄花蒿中提取的青蒿素，从八角茴香中提取的莽草酸，这些都是天然药物中的有效成分。正是化学的提取、分离和纯化技术，让我们能够将这些微量的有效成分从复杂的天然物质中"请"出来，造福人类健康。 【学生任务】开展"天然药物探秘"研究活动： 选择一种教材中提到的天然药物（青蒿素/人参皂苷/莽草酸），查阅资料了解其来源、有效成分和作用机理。 分组讨论：如果没有现代化学提取技术，天然药物的开发会遇到哪些困难 设计一个简单的实验方案，说明如何从植物材料中初步提取有效成分 【总结】评价、强调：通过今天的探索，我们认识到天然药物是人类健康的宝贵财富，而化学则是开启这个宝库的金钥匙。从传统草药到现代药物，化学技术的进步不断推动着医药事业的发展。希望同学们既能感受到传统医药的智慧，也能认识到现代科技的价值。 设计意图 本教学设计从学生熟悉的药物入手，通过青蒿素获得诺贝尔奖等真实案例，激发学习兴趣和民族自豪感。通过问题链引导学生建立"药物-天然药物-有效成分-化学作用"的认知链条，理解化学在药物研发中的关键地位。研究任务的设置注重培养学生的信息搜集能力、批判性思维和实验设计能力，在知识传授中渗透科学方法论教育，体现"科学服务人类健康"的价值追求。 活动二 化学合成药物 【引入】同学们，当你们看到这些药盒——阿兹夫定片、吉非替尼片、奥希替尼片，是否想过这些药物是如何诞生的？从结核病的特效药异烟肼，到如今精准打击癌细胞的靶向药物，化学合成药物如何成为守护人类健康的"钢铁长城"？让我们一同探寻化学合成药物的奥秘。 【问题】请同学们阅读三页教材内容，思考并回答：（1）什么是化学合成药物？它与天然药物相比有什么优势？（2）化学合成药物为人类健康做出了哪些重大贡献？（3）现代药物发展的重要趋势是什么？我国如何从法律层面保障用药安全？ 【学生思考】阅读后回答：化学合成药物是通过化学手段合成具有特定功效的药物分子；在品种、产量、产值上占据首要地位，为结核、疟疾等传染病提供特效药；发展趋势是向更高专一性的靶向药物发展，我国通过《药品管理法》等法律法规保障药品安全。 【讲解】评价、强调：同学们把握住了化学合成药物的精髓。从1952年发明的抗结核药异烟肼，到中国自主研发的抗病毒药阿兹夫定，再到像"精确制导导弹"般的肺癌靶向药物，化学合成药物确实极大地延长了人类寿命。特别要强调的是，靶向药物能够特异性作用于病变细胞，实现"精准打击"，这正是药物研发追求"更高专一性"的完美体现。 【学生任务】开展"医药研发与法律保障"深度探究： 选择一种教材中提到的化学合成药物，研究其研发历程、作用机理和社会价值 分组设计一份"靶向药物"科普海报，用比喻说明其工作原理和优势 模拟药品监管听证会：分别扮演药企代表、医生、患者和监管人员，讨论如何平衡新药研发与用药安全 【总结】评价、强调：通过今天的探索，我们认识到化学合成药物是现代医学的基石，从挽救生命的特效药到精准治疗的靶向药，化学持续为人类健康保驾护航。同时，法律法规的完善保障了医药科技的健康发展。希望同学们既能为科技进步感到自豪，也能树立遵纪守法和服务社会的责任意识。 设计意图 本教学设计通过展示中国自主研发药物和靶向治疗等前沿成果，激发学生的民族自豪感和科学兴趣。采用"药物发展-社会贡献-法律保障"三位一体的内容架构，帮助学生建立完整的认知体系。通过研发历程调研、科普海报设计和模拟听证会等多元任务，培养学生的信息整合能力、创新表达能力和批判性思维，在知识传授中渗透法治教育和社会责任教育，实现科学素养与公民意识的协同发展。 活动三 典例精讲 【展示题目】例1.世卫组织（WHO）发表声明称，地塞米松（C22H29FO3）可挽救新冠肺炎重症患者生命。下列说法正确的是 A．地塞米松分子由4种元素组成 B．地塞米松由4种原子构成 C．地塞米松中碳元素的质量分数最大 D．地塞米松中碳元素与氧元素的质量比22：3 【学生回答】C 【讲解】A、地塞米松分子由碳、氢、氧、氟4种原子构成，A错误； B、地塞米松由碳、氢、氧、氟4种元素组成，B错误； C、地塞米松中碳、氢、氟、氧元素的质量比为(12×22):(1×29):19:(16×3)=264:29:19:48,则地塞米松中碳元素的质量分数 最大，C正确； D、地塞米松中碳元素与氧元素的质量比(12×22):(16×3)=11:2,D错误。 故选C。 【展示题目】例2.肥胖已成为全球面临的挑战，今年全国两会期间，“体重管理”成为了备受关注的热词。 (1)体重管理主要靠优化日常膳食结构。国家卫健委于2024年发布了《成人肥胖食养指南》，华东地区春季早餐食谱包含杂粮粥、脱脂牛奶等。其中，杂粮粥中富含有机营养物质是________，其对人体的主要作用是____________；牛奶因富含钙元素可起到预防__________________的作用。 (2)人类健康还需要药物，肥胖可能会导致糖尿病等慢性疾病。胰高糖素样肽-1(GLP-1)(化学式为C186H275N51O59)是一种新型降糖药。其中质量分数最大的元素为________________。 【学生回答】(1)糖类 提供能量 骨质疏松症(2)碳元素 【讲解】(1)杂粮粥中富含淀粉，淀粉属于糖类，则杂粮粥中富含有机营养物质是糖类，糖类对人体的主要作用是提供能量，人体进行各项生命活动所消耗的能量主要来自糖类；钙元素在人体中对骨骼和牙齿的发育有重要作用，牛奶因富含钙元素可起到预防骨质疏松症的作用； (2)胰高糖素样肽-1(C186H275N51O59)中碳元素、氢元素、氮元素、氧元素的质量比为(12×186):(1×275):(14×51):(16×59)=2232:275:714:944,所以其中质量分数最大的元素为碳元素。 设计意图 本环节通过选取“地塞米松治疗新冠肺炎”和“体重管理与降糖药物”这两个紧密联系社会热点与健康议题的典型例题，旨在培养学生将化学知识应用于分析真实情境的能力。例题1通过对药物分子式的分析，巩固化学式的含义、元素质量比与质量分数的计算技能，强化“宏观组成-微观构成”的化学思维；例题2以“体重管理”这一生活话题为载体，引导学生分析食物中的营养素功能与药物成分，训练其信息提取与定量计算能力。通过这两个与现实生活息息相关的情境，不仅夯实学生的化学计算基本功，更培养其运用化学视角分析健康问题的能力，渗透“化学服务生活、守护健康”的科学价值观。 一、糖类、脂类、蛋白质与维生素 1. 六大类营养素：糖类、脂类、蛋白质、维生素、矿物质、水 1. 有机化合物 · 概念：主要由碳元素构成的一大类化合物 · 组成元素：C、H、O、N等 · 典型有机物：甲烷、乙醇、尿素 1. 糖类 · 人体主要能源：葡萄糖供能 · 储备：淀粉转化为葡萄糖 1. 脂类 · 元素组成：C、H、O，部分含N、P · 主要功能：构成细胞、储存能量、保温防寒 · 常见脂类：油脂 1. 蛋白质 · 核心功能：构成人体基础物质 · 化学组成：主要元素C、H、O、N、S，基本单位氨基酸 1. 维生素 · 核心特征：调节机体新陈代谢 · 关键属性：需求量极微，多数不能体内合成 二、营养均衡与合理膳食 1.营养均衡：食物合理搭配 2.科学膳食 · 平衡是关键 · 膳食优先 · 按需补充 三、从分子水平认识生命 1.生命科学：研究生命现象、本质与规律 2.从化学角度看生命起源：化学揭示生命起源之谜 四、造福人类健康的药物 1. 天然药物：有效成分提取 1. 化学合成药物 · 合成特定药物 · 发展趋势：高专一性、少副作用 · 法律保障 1.图片中的内容不属于化学对人类贡献的是 A．改良水稻品种 B．生产色泽鲜艳的衣料 C．生产钢材建筑楼房 D．生产药物保障人体健康 2.下列关于糖类、蛋白质、油脂和维生素的说法正确的是 A．维生素是人体不可缺少的营养物质 B．淀粉没有甜味，因此不属于糖类 C．葡萄糖属于有机高分子化合物 D．蛋白质中只含有碳、氢、氧三种元素 3.“民以食为天”，所以食品安全与人体健康关系密切。下列做法不合理的是 A．合理使用各种食品添加剂 B．牛奶、虾皮等食物可补充钙元素 C．购买的食品要在保质期内 D．大量服用保健品能代替药物治疗 4.如图是米勒实验的装置图，它模拟原始地球空气的成分（主要是甲烷、氢气、二氧化碳、水蒸气、氨气等），并通过放电和照射紫外线的方式进行实验，结果获得了多种氨基酸。下列关于米勒实验说法错误的是 A．电极模拟的是原始地球上闪电的作用，紫外线灯模拟了太阳光 B．米勒的实验中只使用了电能和光能两种形式的能源 C．原始地球上小分子物质可以逐渐形成比较大的分子 D．蛋白质是生命基础物质，而氨基酸是组成蛋白质的基本单元 5.科技日报2018年1月10日报道：地球上的生命到底如何而来？这是人类几大未解之谜之一。美国科学家提出了一种新理论 – 柠檬酸（C₆H₈O₇）循环，该研究资深作者斯克利普斯研究所（TSRI）化学副教授拉曼纳拉亚南·克里希那慕尔博士说：“生命起源问题对我们来说是一个黑盒子，但如果你关注化学反应，它就不那么令人生畏了。”请结合以上叙述回答下列问题： 1. 柠檬酸是由___________________组成的，其质量比分别是__________。 1. 19.2g柠檬酸中氧元素的质量是_________g。 6.《中国居民膳食指南》中提倡人们参照平衡膳食宝塔的搭配来安排日常饮食。在宝塔的底层，谷类是指面粉、大米、玉米粉、小麦、高粱等的总和。它们是膳食中能量的主要来源，主要为人体提供六大营养素中的______（填序号） A．糖类 B．维生素 C．无机盐 D．蛋白质 7.“食品安全”是一个永恒的主题。下列说法不科学的是________（填序号） A．任何食品中都不能添加食品添加剂 B．霉变的大豆、花生等食物因含大量黄曲霉素而不能食用 C．人体缺少Fe、Zn等微量元素会生病，应尽量多吃含有这些元素的营养品 D．钠元素对人体健康有重要作用，但长期过量摄入有可能诱发高血压 在本次教学中，通过多种方式引导学生认识化学与健康生活的密切联系，取得了一定的教学效果。在讲解营养素相关知识时，结合生活实例，学生理解起来较为容易，对化学在生命科学和药物研制中的作用也有了更深刻的认识。但在教学过程中也存在一些不足，例如在讲解生命起源等抽象内容时，部分学生理解存在困难，后续可以采用更多的图片、视频等资料辅助教学。此外，在引导学生设计合理膳食方案时，学生的参与度有待提高，可增加小组讨论和互动环节，让学生更积极地参与到课堂中来。 / 学科网（北京）股份有限公司 $