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1、第1章 组成细胞的分子第1节 细胞中的元素与化合物教学设计 一、教材分析 细胞中的元素与化合物这一节，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与差异性内容。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
2、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与微量元素的概念与种类。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与生命活动的物质基础。二、学情分析学生原有的知识状况：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
3、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。对于构成细胞的有机化合物的种类的认识，学生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、教学方法六、教学方法教学方法：探究、讲述、讨论、对比学生课前准备：学生预习实验，初步了解实验的原理以及实验步骤。学法指导：1、通过观察对比，了解
4、生物界与非生物界的统一性与差异性。2、加强记忆法：让学生通过画概念图，弄清组成生物体最基本元素，基本元素、主要元素、大量元素、微量元素几个概念之间的关系。3、通过探究实验让学生通过观察动手、分析，完成对事物从感性到理性的认识过程。四、教学目标（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、脂肪与蛋白质的方法。（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。（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、思考与分析问题的能力。（1）认同生命的物质性。
5、（2）认同生物界在物质组成上的统一性。五、教学重点与难点1教学重点（1）组成细胞的主要元素与化合物。（2）检测生物组织中的糖类、脂肪与蛋白质。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、脂肪与蛋白质。六、课前准备教具：1、组成地壳与组成细胞的部分元素含量表、玉米与人体化学元素对比表、糖类、脂肪、蛋白质的鉴定的实验的原理、方法、步骤、现象、注意事项表格，3个表制成课件，探究实验的步骤与原则制成课件。2、实验材料准备试剂：斐林试剂甲液、乙液、苏丹染液，双缩脲试剂A液、B液、碘液、体积分数为50%的酒精液、蒸馏水。实验材料：葡萄糖液、植物油滴，鸡蛋白稀释液、淀粉液、苹果汁、梨
6、汁、花生种子匀浆、马铃薯匀浆、鲜肝提取液、豆浆。实验仪器：徒手切片刀、试管架、试管夹、烧杯、量筒、酒精灯、三脚架、石棉网、火柴、载玻片、盖玻片、毛笔、吸水纸、显微镜。七、课时安排：1课时八、设计思路：教师利用问题情境的创设引导学生观察、对比、分析组成地壳与组成细胞的部分元素含量表，得出生物界与非生物界的统一性与差异性，认同生命的物质性结论。利用组成人体的主要元素占细胞鲜重与干重的百分比含量图，玉米与人体化学元素对比表，通过问题探讨创设问题情境，让学生在观察、讨论、交流中获得组成细胞的大量元素、微量元素的概念与种类引导学生利用化学知识解决构成细胞的最基本元素为碳。利用课本“思考与讨论”中的问题，
7、引导学生观察教材中化合物种类及其含量表，获得组成细胞的化合物知识，提高学习能力。检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质把课本上验证式实验改为探究性实验，通过教师的演示实验让学生自己归纳出本实验的原理。教师创设探究发现合作交流的教学情境，引导学生在创设的实验情境中学习与理解有关基础知识，在对实验问题的自主探究活动中认识与掌握实验的科学方法。本设计充分考虑高中学生的独立意识、参与意识、以及思维能力、观察思考能力、进行讨论交流能力。这样的教学设计能表达学生自主探究合作学习的方式，有利于培养学生科学的思维方法与研究方法，提高学生的科学素养。素养。 九、板书设计第2章 组成细胞的分子第1节细胞中的元素与化合物
8、一、组成细胞的元素 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。二、组成细胞的化合物三、 检测生物组织中的糖类、脂肪与蛋白质总结：细胞的地位。总结：细胞的地位。十、教学过程教学内容教师活动学生活动教学意图情景导入组成细胞中的元素探究三：组成细胞的化合物过渡到实验实验延伸评价反馈课堂小结课后拓展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？然后展示探究的第一个问题，生物异与非生物存在着统一性与差异性
9、?已经布置学生们课前预习了这部分，检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。探究一：生物异与非生物存在着统一性与差异性?设疑：比较组成地壳与组成细胞的部分元素的含量,通过比较,你能发现什么问题?探究二：组成细胞的元素？设疑：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？课件展示：材料一： 组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比），教材p17图21。组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比），教材p17图22。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？问：人体细胞在干重状态下与鲜重状态下哪种元素含量最大？讲述：下面我们以玉米与
10、人体为例，来说明组成生物体的化学元素的种类与含量，展示材料二：玉米与人体化学元素对比表： 问：从表中看，哪一种化学元素是玉米与人体中含量最多的？问：除此之外，还有哪几种元素含量较多？讲述：从表中可以看出C、H、O、N这4种元素在组成生物体的元素中含量最多，所以C、H、O、N是组成生物体的基本元素。问：图中只列举了14种元素，那么是不是说细胞内只含有这些元素呢？讲述：实际上除了表中的14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。问：构成生物体的这些元素的含量有什么特点呢？
11、同学们可以相互讨论一下。讲述：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。下面请同学们阅读课本P16最后一自然段。问：什么是大量元素？问：哪些元素属于大量元素？问：什么是微量元素？问：哪些元素属于微量元素？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？请举例说明？讲述：在组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素。请同学们回忆初中所学的化学知识，碳原子在元素周期表的位置，核外电子分布特点以及碳的性质？从初中所学元素周期表，知道C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
12、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个碳原子的物质。这样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。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？比如花生与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？21教育名师原创作品请同学们思考与讨论课本P17页的3个问题。问：有机化合物与无机化合物有什么区别？举例说明。问：细胞内最多的有机化合物与无机化合物分别是哪一种？
13、（你能推测它们对生命的意义吗？问：并不是所有细胞中化合物含量都一样。根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？问：怎样从植物器官中提取这些化合物？讲述：组成细胞的元素大数以化合物形式存在，组成细胞的主要化合物及其相对含量怎样呢？请同学们阅读课本P17表解来分析，总结、归纳出构成细胞的化合物。 y*co下面我们通过实验一起来尝试检测生物组织中的糖类、脂质与蛋白质，探讨细胞中主要化合物的种类。教师准备了包括鲜肝提取液、苹果汁、梨汁、马铃薯匀浆、花生种子、花生匀浆、豆浆等十多种实验材料，供学生选择。教师巡视，并指导学生实验，启发引导学生分析实验结果。教师鼓励有不同看法的学生大
14、胆提出质疑，把自己的观点与疑问提出来与大家一起分享与分析。这时学生发现自己的设计方案，实施过程有不少漏洞，比如：对照不充分，斐林试剂、双缩脲试剂使用不规范，滴管混用等。这样在思想的交流与碰撞中，实现了知识与能提升。同时教师要重视学生在探究活动中发现的有价值的非预设问题，通过引导学生合作学习，讨论或进一步的探究活动来解决这些问题。教师进行点评总结，科学探究的步骤：提出问题；作出假设；制定计划（包括原理、材料、设备、方案、预测）实施计划分析结论表达交流。（2）实验设计的原则，可重复性原则、简便性原则，单一变量原则与设置对照原则，强调单一变量原则，对照原则，并把探究的步骤与原则投影在大屏幕上。教师精
15、讲：生物界与非生物界在物质组成上既有统一性，又有差异性，但无机自然界的各种元素不能表现生命现象，只有在生物的机体中有机地结合在一起，才能表现出生命现象。组成生物体的化学元素主要有20种，根据化学元素的含量分为大量元素与微量元素，各种元素在生物体内部都有一定的作用。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。不同的组织中有机物含量是不同的，要学会用恰当的方法来检测与区分不同有机物。在没有今天所提供的试剂情况下，有没有其他方法来做这个探究实验？课件展示：1.2010茂名质检题广东理基题江苏高考题4.画概念图画一个概念图，
16、将组成生物体的最基本的元素、基本元素、主要元素、大量元素、微量元素之间的关系表示清楚。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形式存在。这些化合物的存在可以通过实验进行验证。可以区分出在组织中是否有糖类、脂类与蛋白质，但是具体是哪种糖类或蛋白质还要通过其他才能鉴定。布置作业P19一、基础题2；二、拓展题2怀疑某人患有临床表现的糖尿病，你可以设计个小实验，通过实验得出科学结论。组织学生清理实验用品。正确处理实验过程中产生的实验垃圾。表达交流，说出疑惑学生汇报结论：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
17、的。但是元素在细胞中与无机环境中的含量却有区别，说明生命与非生命的无机环境既有统一性又有差异性。【出处：21教育学生对上述材料的进行分析讨论 答：不相同。 答：干重状态下与鲜重状态下元素含量最大的分别是C元素与O元素。答：是C答：O、H、N答：不是。讨论后回答：有的含量非常多，有的很少，差别很大。答：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。答：C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K等。答：生物体含量很少的一些元素。答：Cu、B、Fe、Mn、Zn、Mo等。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。例如:铁是血红蛋白的成分，缺铁会引起贫血。答：大多数是以化合物的形式存在。答：主要
18、看他们的分子组成中是否含有碳元素，如糖类是有机物，由碳、氢、氧三种元素组成，水是无机物化合物，由氢、氧两种元素组成。答：最多的有机物是蛋白质，最多的无机物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要的作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。答：甘蔗的茎与甜菜的根含糖多，花生、芝麻种子中含脂质多，大豆种子中含蛋白质多等。答：要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。学生自主选择教师提供材料中的两种进行探究，自行设计实验记录表格，首先预测所选材料中主要含有何种有机物，再选定所需要的仪器与试剂，预期实验结果填入表格再进行实验操作，观察并记录实验结果，将实测结果与预期结果相比较，进行分
19、析，得出实验结论。对实验材料可能的假设。如:(1)鲜肝提取液：主要含蛋白质；主要含有还原糖；主要含有脂肪。(2)豆浆：主要含有蛋白质；主要含有脂肪。(3)苹果汁：主要含有还原糖。在学生探究活动基本结束时，几个小组在全班汇报交流探究报告，包括探究方法方案，实验现象，探究结论。如：鲜肝提取液遇斐林试剂没有生成砖红色沉淀，遇双缩脲试剂呈现紫色，说明鲜肝不含还原糖，而含有较多的蛋白质。其它小组认真听取报告，经实验与讨论，归纳得出结论：生物组织含有糖类、脂肪、蛋白质。思考做题，独立完成思考：若为糖尿病，则尿中会含有葡萄糖，通过与斐林试剂产生特异性颜色反应，即可以得出正确结论。师生一起完成仪器用品的清洗、
20、归位，养成正确合理科学处理实验垃圾习惯。步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。留给学生思考、分析、概括、归纳的时间。通过引导学生观察，分析表格中的问题，归纳总结，形成结论。由定性研究问题转为定量研究问题。暗示学生：科学在于求真。教学意图：利用组成人体的主要元素占细胞干鲜重的百分比含量,玉米与人体化学元素对比表，通过问题探讨创设问题情境，让学生在观察、讨论、交流、阅读教材有关内容获得组成细胞的大量元素，微量元素的概念与种类）。引导学生回忆碳原子核外电子分布特点，碳的性质为学生理解碳链是构成生物大分子的骨架奠定基础，初步培养学生跨学科综合分析问题能力）通过教师的引导，学生自主完成本部分内容，锻
21、炼学生的自学能力。过学生自主开展实验研究，让学生获得收获，感受到成功的喜悦或失败的教训，激发学生学习生物学的兴趣。锻炼学生的动手能力与合作意识。了解学生课堂学习情况，培养学生进行知识迁移的能力。养成良好科学研究素质，渗透环保意识，进行实验安全教育。十一、教学反思本节课在教学中运用对比的方法，使学生通过对比发现并且概括出组成生物体的化学元素的特点，同时在教学中，注意学生的知识背景，联系初中生物课有关的知识，联系本地学生的生活常识展开学习。本实验由于时间关系，对选则实验材料的原则，无法在本实验中拓展完成，另外，若时间较充足，还可以鼓励学生自带实验材料，将成功与实验的机会更多地让位于学生，使学生建立
22、自信，体验更多成功的喜悦。课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。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。21教育网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、仪器与试剂等。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
23、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.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、清洗玻片与整理显微镜,另一个学生则可以进行后1个实验的操作。,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
24、用手上提夹住试管的试管夹。4.做鉴定糖与蛋白质的实验时,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。21cnjy5.斐林试剂的甲液与乙液混合均匀后方可使用,切勿将甲液与乙液分别加入组织样液中。 本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，讲解实验原理与实验步骤7分钟，学生分组实验10分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节18分钟，能够完成教学内容。www-2-1-cnjy-com 在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，也希望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步!2-1-c-n-j-y第 21 页