细胞中的元素和化合物教案

细胞中的元素和化合物 授课:高中二年级 授课日期: 授课内容:细胞中的元素和化合物&细胞中的水和无机盐 授课教师: 课程: 1. 教材与课标对应 课标要求:说出水和无机盐的作用 说出水在细胞中的存在形式和作用 说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用 简述组成细胞的主要元素 说出构成细胞的基本元素是碳 尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，讨论细胞中主要化合物的种类 认同生物的物质性 教材:高中生物必修1 第二章第1、5节 2. 教材分析:本章是高中生物的第二章。第一章介绍了生物又细胞组成，从第二章开始进入细胞层次进行学习。第二章的标题是“组成细胞的分子”，本章重点介绍了细胞内的主要化合物及其作用。本节课的内容是第二章第一节和第五节内容的综合，首先介绍细胞中的元素和化合物，接着重点介绍水和无机盐。其中第一节“细胞中的元素和化合物”这部分内容可以如题分为两部分:元素和化合物。而元素这部分要学生掌握的内容包括:1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，但是各种元素的相对含量有大不相同，由此得出生物和非生物的统一性和差异性;2)大量元素、微量元素的区别(1/10000);3)碳(C)是构成细胞的最基本元素。 组成细胞的元素和化合物这两部分内容在课堂上完成，主要运用的教学手段是“问题讨论”通过问题讨论这样一种方式来充分调动学生思维;通过比较组成细胞和地壳的元素含量，发现问题，继而经过讨论解决问题，最终得到结论。通过对问题的讨论，比较流畅的过度到本节课的第一个内容，即细胞是由化学元素构成的，组成细胞的元素在无机自然界中都可以找到，没有任何一种元素是生物所独有的。由此进一步引出下面的内容:组成细胞的元素。这一部分知识可分为:大量元素;微量元素;主要元素;基本元素;最基本元素 五个知识点，其中为什么碳是最基本元素要利用化学知识进行分析。 第二部分内容是由上面所讲到的元素组成的细胞中的无机物和有机物。其中无机物包括水和无机盐，有机物包括糖类、脂质、核酸和蛋白质。由于本部分内容在以后几节课会做重点讲解，所以在此只做简单介绍。介绍的内容主要是这些物质在细胞中的存在形式和作用，重点强调这些物质的作用，可以为以后的讲解奠定基础。 介绍完有机化合物之后就是本节课的另外一个重要的知识点:细胞中的水和无机盐。主要包括以下内容: 细胞中的水:? 几乎所用化学反应都离不开水; ? 水作为溶剂的作用以及溶剂对于生命活动的重要性 ? 自由水和结合水 ? 细胞中含水量和代谢活动的关系 无机盐:? 在细胞中含量少，但对生命活动不可或缺 ? 无机盐的重要作用 ? 缺少无机盐产生的不良后果 学情分析:学生在初中时已经学习过化学，有了一定的化学知识，这些知识为本节课的内容奠定了一些基础。例如化合物的组成和部分功能，可能学生已经有所了解。同时，日常生活中学生会接触到一些关于生物(主要是人)体内存在的化学元素的信息，对生物是由元素组成比较容易理解。此处的重难点在于对元素进行分类，如何区别大量元素等概念最好能有具体的数据，否则容易造成说服力不强或没有说服力的结果。对于构成细胞的有机化合物的种类的认识，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。随着生命科学在日常生活中的深入，学生可能已经接触到了关于核酸等内容的知识。学生在初中已学习过有关水和无机盐的实例，结合生活中的某些实例，学生对水和无机盐的含量及作用都有较感性的认识，但需要教师指导纠正并完善认识;同时学生对水和无机盐在细胞的各项生命活动中的作用并未从感性认识上升到理性认识，对于水和无机盐在细胞中的具体存在形式没有较明确的概念，对于结合水的相关知识，较难理解，教师要从生活中的实例出发，给予学生充分的感性认识，再加以引导，才能建立理性认识。 教学目标 1.知识目标 (1)简述组成细胞的主要元素。 (2)说出构成细胞的基本元素是碳。 (3)说出水在细胞中的存在形式和作用; (4)说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用 2.能力目标 (1)学会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。 (2)培养学生分析、比较、归纳等逻辑推理能力。 (3)培养学生的知识迁移能力、综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，以及提高学生学科之间相互渗透的迁移能力。 3.情感、态度与价值观 (1)认同生命的物质性和生物界在物质组成上的统一性。 (2)立辨证的唯物主义世界观。增强学生对生命本质的认识，消除对生命认识的神秘感，渗透协调美和思想美。 (3)对运动饮料成分的调查及分析，体验探究活动及小组合作学习。 (4)课后实践活动实验及进行试验操作，学会初步设计实验、增强实验操作技能。 概念图 流程图 大量元素: C H O N P S K Ca Mg 微量元素:Fe Ma Cu Mo Zn B 组成细胞的元素 主要元素:C H O P N S 基本元素:C H O N 细胞最基本元素:C 的元蛋白质 生命活动的体现者(生命物质) 素和核酸 一切生物的遗传物质(遗传物质) 化合有机物 组成糖类 生命活动的主要能源物质(能源物质) 物 细胞脂质 生物体主要的储能物质(储能物质) 的化水 生物体内最多的化合物 无机物 合物 无机盐 对生物体的生命活动有重要作用 板书设计 第二章 第一节 细胞中的元素和化合物 一、组成细胞的元素 二、细胞中的化合物 水 1. 元素的种类 2. 元素的分类 1. 无机化合物 (1)大量元素:占生物体总质量的万分之一以上 无机盐 (2)微量元素:量少;重要 糖类 (3)主要元素:占细胞总量的97% (4)基本元素:含量最多，不同物种之间差异最大 脂质 (5)最基本元素:生命结构和生理功能的基础 2. 有机化合物 核酸 蛋白质 不同生物或器官 组织中水的含量 自由水:以游离形式存在于细胞中的水，可以自由流动 水的存在方式 结合水:吸附和结合在有机固体物质上的水,主要是依靠氢 水 键与蛋白质的极性基(羧基和氨基)相结合形成的水胶体。 细胞内良好的溶剂 参与许多生物化学反应 自由水 为多细胞生物的大多数细胞提供液体环境 水的作用 运输营养物质和代谢废物 结合水:细胞结构的重要组成部分 存在形式:离子形式 无机盐 对于维持细胞和生物体的生命活动的重要作用 作用 对于维持细胞的酸碱平衡非常重要 板书设计 第二章 第五节 细胞中的无机物 一、细胞中的水 二、 细胞中的无机盐 1. 生物体内水的特征 1. 无机盐 2. 存在方式 3. 含量 自由水:游离 4. 作用 2. 生物体内水的存在方式 ? 化合物组成成分 ? 调节生命活动 结合水:结合 ? 调节渗透压的平衡 自由水 ? 调节pH值 3. 水的作用 结合水 时间 教师活动 学生活动 教学目的 详案 引入: 观察图片， 由宏观过渡到微观，使师:首先请大家来看一幅图片，这幅图片中展示的是从太空中看 展示地球的图片以及地球内部学生能比较顺利的将到的地球，我们可以看到地球上有大面积蓝色的海洋，同时也有 结构的图片，简单介绍地球的宏观的思维转移到微我们生存的绿色的大陆。初中时大家已经学习过有关生态系统的 结构。 观方面。更利于学生学知识，我们知道生物圈是最大的生态系统。在生物圈中又包含着 从整个地球过度到生态系统;习和掌握本章的内容。 许多不同的生态系统，比如森林生态系统、草原生态系统、荒漠 展示森林、草原、荒漠、海洋生态系统、海洋生态系统等等，而生态系统又是由生物群落和无 四种生态系统。 机环境共同构成的。在生态系统中，我们可以看到各种各样的生 展示动植物、微生物等生物的物，包括动物、植物、微生物等。而这些生物之间的共同点就是 图片，由生态系统到生物个体。 他们都是由构成生物的最基本结构——细胞构成的。 展示细胞图片，说明生物体有通过化学课上的学习，同学们已经知道了一切物质都是由同种或 细胞组成，细胞是生物体最基不同元素组成的，那么细胞中有哪些元素呢,这些元素所占的比 本结构单位。 例和自然界中相同吗,它们又有什么作用呢, 提出疑问，细胞的结构由什么下面我们就进入今天的内容——细胞中的元素和化合物 构成,引出主题，细胞中的元 素和化合物 知识点1:细胞中的元素 通过观察比较表通过比较数据得到组师:细胞——地壳 这两者之间有什么联系呢,我想可能有些同展示构成细胞和构成地壳的化格的数据，得到成细胞的元素都存在学有这样的疑问，实际上，它们之间的联系就是元素。细胞中所学元素种类和所占比例的表最终的结论或和于自然界中以及细胞含的元素和地壳中所含的元素有什么相同点和不同点呢,请大格，引导学生得出结论:细胞结论相近的结中元素所占比例和自家看这个表格，给大家一分钟时间，大家通过对比表格中的两列由元素构成;细胞中的元素在果。 然界中不同这两个结数据能得出什么结论,1’ 自然界中都有;比例不同。 论 生:细胞中含有的元素地壳中都有;同种元素在细胞中和地壳中 的比例不同; 师:通过对这个表格的分析，我们知道了细胞中的化学元素的两 个特点。那么组成细胞的化学元素究竟有哪些呢, 地球上天然 存在的元素有90多种，其中组成生物体的至少有62种，比较常 见的有29种。右侧的表格中包括了部分组成人体细胞的化学元 素和它们的含量，最右侧这一列的百分比指的是质量的百分比。 大家可以看到，其中氧元素所占比例最多，也就是说，活细胞总 氧元素的质量占到了65.0%，而排名第二的是C。为了描述方便， 这20余种化学元素又被分成了不同的几类。 知识点2 元素的分类 通过讲解，能说区分大量元素、微量元我们将占细胞总干重质量万分之一以上的元素称为大量元素，这根据细胞中各种元素的质量及出大量元素、微素、主要元素和最主要种元素包括:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg; 作用对元素进行分类，将元素量元素、主要元元素。本部分内容为考说完大量元素，再来说含量最少的，在细胞中有几种元素含量很分成:大量元素、微量元素、素和最主要元试比较容易考到的考少，例如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，这些元素被称为微量元主要元素、基本元素和最基本素。 点之一。需要学生能说素，这一类元素虽然含量很少，但发挥着很重要的作用，在细胞元素 出某类元素具体包含的生命活动中不可或缺。在以上这些元素中，由于Fe元素的含量 哪些元素。 介于大量元素和微量元素之间，又被称为“半微量元素”。 讲完大量元素和微量元素，下面请大家看两张图:分别是组成人 体细胞的主要的元素占细胞鲜重的百分比和占细胞干重的百分 比。大家观察一下这两个图，看看有什么共同点,(10’’)在这 两张图中C、H、O、N这四种元素所占的比例是前四位的。所以 我们将这四种元素以及含量相对较多的P、S组合到一起，这六种 元素占了细胞鲜重的约97%，将它们称为主要元素。最后我们隆 重推出最主要的元素——C。为什么称C是最主要元素呢, 刚刚我们讨论了细胞中的各种元素，那这些元素在细胞中是以什 么形式存在和发挥作用的呢, 知识点3 组成细胞的化合物 对化合物进行分类，便组成细胞的元素是以化合物的形式存在并且行使相对应的作用展示表格，介绍化合物的种类观察表格，对物于接下来和后续课程的。我们先来看一张表格，这张表格上面的数据显示了组成细胞和所占比例，提问引导学生对质进行分类，并的讲解。 的化合物的种类和所占比例。其中水所占的质量最多，85~90%; 有机物进行初步分类，便于后回答问题 蛋白质占到了7~10%;剩下的无机盐、脂质、糖类和核酸各占 续讲解。 1~2%。接下来我们来对这几种细胞中的主要物质进行一下分类。 有哪位同学能试着分一下, 生:将水和无机盐分在一起，剩下的糖类、脂质、核酸和蛋白质 分在一起。 师:你这样进行区分的理由是什么, 生:水和无机盐是无机物，糖类、脂质、核酸和蛋白质是有机物。 师:这位同学回答的很好，我们确实将这六种主要的化合物按照 有机化合物和无机化合物分成了两类。其中，无机化合物包括水 和无机盐，有机化合物包括糖类、脂质、核酸和蛋白质。 好了，我们已经完成了对这几类化合物的分类，接下来我们就要 看一下它们在细胞中都起到了什么作用。 知识点4 细胞中的水 观察教师展示的师:有句话说，水是生命之源，我觉得这句话说得非常有道理， 资料内容试着总为什么呢, 结“生物的生存1. 通过观察，学生认识首先，请大家跟我一起看一些资料 离不开水” 到水的含量很多;生物ppt 小知识 体内水含量不是固定师:看完这些小资料大家能想到什么呢,生物能不能离开水生存 值，会发生变化 呢,请大家思考一下，在一会儿讲课的过程中会提问大家。 图片: 2. 明确自由水和结合通过上面的小资料大家能够看到，我们的生命离不开水，那么这 生物的生命活动离不开水——水的概念，并能对两者么重要的物质在生物体内占了多大比重呢,又是如何存在的 各种生物的保水措施 进行区分 呢,我们来看今天第一个内容:细胞中的水。(PPT 一、细胞中 3. 学生能掌握水在生的水) 命活动中的主要作用 现在我们知道水对于生物十分重要，那么生物内又含有多少水 呢,那么不同生物体内的含水量会是相同的吗,同种生物呢, 同一个生物个体呢, (PPT:不同生物体内含水量表格、书P35图2-17、同种生物不 同器官组织表格) 师:哪位同学能回答一下刚刚的问题, 生:通过表格可以知道不同生物体内的含水量是不同的，同种生 表格: 物体不同性别体内含水量不同，同一生物个体不通器官含水量不1. 细胞中不同物质的含量(水观察表格，得出同。 所占比例) 结论: 师:这位同学回答的不错，这三点都是水在生物体内分布的特征。2. 不同组织器官的含水量不? 水是细胞中那么这些水都是以什么形式存在于细胞中的呢,经过科学研究同 含量最多的物质 发现，水分子存在于细胞中主要有两种形式:一部分水与细胞内3. 不同生物体内含水量不同 ? 不同细胞的其他物质结合，我们称之为结合水，结合水在细胞中约占4.5%;讲授: 含水量不同 绝大部分水以游离的方式存在，并且可以自由移动，称为自由水。1. 水在生物体内的两种存在? 不同生物体自由水的作用包括四个方面:(1)细胞内良好的溶剂;(2)参与方式 内含水量不同 许多生物化学反应;(3)为多细胞生物的大多数细胞提供液体环 2. 水在生物生命活动中的作境;(4)运输营养物质和代谢废物;由此可见，结合水对于我们用 的维持生命活动、确保正常的生理生化反应、代谢及其他生理功 能的正常完成都有不可或缺的作用。对于结合水，大家可能有点 陌生，不过大家对于鸡蛋的蛋清不会陌生吧，其实，鸡蛋清里面 就含有大量的结合水。结合水虽然不像自由水那样可以自由移 动，但对于正常的生命活动也有很重要的作用，其中最主要的作 用就是作为构成细胞结构的重要成分。请大家看以下几幅照片， 看看照片中的动植物是如何利用自身设备来保护自己体内的水 分的。 (PPT:仙人掌、蜥蜴、海龟、人) 生:仙人掌的叶子变成了针状，用于减少蒸腾;蜥蜴身体表面有 鳞片覆盖;海龟有较厚的皮肤和壳;人有皮肤。 师:这几位同学答得很好，大家看到了，陆地上的生命会利用各 种方法来减少体内水分的散失，这是在陆地上生存非常关键的一 个能力。大家现在知道了生物离不开水，无论是水生动物还是陆 生动物。 下面有一个问题:在储藏小麦之前，先要将小麦晒干。在这个过 程中哪种水被去掉了，目的是什么,烘干的豆子哪种水被去掉 了,(晒干:去掉自由水;炒熟:自由水、结合水) 细胞中的无机盐: 1. 观察表格，认1. 通过表格数据观察，师:刚刚我们说了一个问题:把晒干的小麦和炒熟的豆子分别失表格: 识到人每天都要学生能认同无机盐的去了哪几种水。下面我们再想一下，如果我们取一些烘干过的小人体对部分无机盐的需求量 摄入一定的无机重要性 麦，用火燃烧尽，最后会得到一些灰色的灰烬，这些灰烬是写什——摄入量少、很重要 盐。摄入量虽然2. 了解无机盐的存在么成分呢,其实，这些灰烬中含有的就是无机盐。他们的量很少、讲授: 较少，但不可或方式 却不可或缺。 1. 无机盐在生物体内的存在缺。 3. 掌握无机盐的作用 展示人每天对部分无机盐摄入量的要求表格。 方式 师:这些元素都有什么作用呢, 2. 无机盐的作用 生:缺钙:影响骨骼发育;缺铁:缺铁性贫血„„ 师:对，同学们回答得很好，下面我们再看一个表格 展示功能性饮料的营养成分含量 师:从这个表格中我们可以看到其中包含着很多种无机盐，而这 些无机盐是以离子形式存在的(便于运输和反应)。我们知道了 无机盐在细胞中的存在方式，那么无机盐在细胞中占有多大的比 例，又起到什么样的作用呢,通过这张表格我们知道，无机盐在 细胞中占1~1.5%无机盐在细胞中的作用主要是维持细胞和生物 体的生命活动。其中又可以分为4个具体内容，首先，无机盐是 一些重要化合物的组成部分，例如组成血红蛋白需要铁盐、组成 叶绿素需要镁盐等等;第二，无机盐能调节生命活动，例如缺钙 会导致骨质疏松、缺碘会患甲状腺肿大症;第三，无机盐可以调 节体内渗透压的平衡，使机体保持在健康稳定的状态。例如通过 Na+、K+在细胞膜上的运输来调节渗透压，保证细胞的正常存活。 如果没有这种保障体制，则细胞非常容易死亡，伴随的就是机体 的死亡;最后一点，无机盐能够调节体内的pH值，而体内的pH 值的大小对部分器官的作用有很大的影响，如果没有合适的pH 值，则该器官可能会停止工作，或无法正常工作，继而导致生物 体本身出现疾病或其他不良反应。 总结 相关资料: 如果不吃不喝最多能活一周。这取决于身体中水流失的速度。没有水的情况下，身体中血液会越来越黏稠，循环变得困难，血压降低，心率快速增加。一个人在没有食物的情况下最多活73天，但没有水，最多能活一周。 地球表面3/4的面积被水覆盖 最早的生物出现在海洋中 课后反思: 总体来说ppt的前半部分(水)还好，但后半部分(无机盐)显得有些混乱。虽然经过了一些修改，但第五节课给8 班讲的时候还是出现了一些问题。前面的内容讲的比较顺利，而后面的内容在逻辑上有些混乱。可能是文科班的原因，8班的课堂气氛总体比较沉闷，比较难调动起学生的积极性，就算是课堂提问也会遇到一些麻烦。同学们不是很配合，而且就算叫某位同学回答问题，也十分的磨叽„„但可能也就是这样一个情况，上午讲课的内容在40分钟之内全部完成，而且带着学生做了书后的练习题。 中午，老师对上午的课进行了一下总结。总体来说有三个问题:1. 在提问以后马上叫同学回答，这样不是很好，应该给同学们一些思考的时间。 2. 每张ppt之间的过渡比较生硬，逻辑性差一些。 3. 课堂调动问题，没能调动同学的积极性。这些问题确实存在，而且有些问题在某个班对我来说相当有挑战呀~ 由于上午已经讲过一次，下午讲的就比较顺畅了。下午上课的时候虽然讲的比上午更加熟练，却差了一点内容没有讲完。因为下午5班的同学在讲解的过程中提出了一些问题，同时在提问时能比较好的配合，所以整个课堂十分流畅。但在某些问题上可能存在停留时间过长的问题，而这样的结果就是最后时间不够。所以，下次再出现这样的情况要控制一下提问的情况，不要在某一个问题上耗费过多的时间。 通过今天的讲课可以总结以下几点，在课前应多练习几遍，尽量控制好时间;在提问时给同学一些思考的时间，之后再进行提问;ppt中不宜展示过多的内容，以框架为主;不同内容之间的过渡应更加认真的准备，避免学生觉得过渡生硬;课堂上要充分调动同学们的积极性，但又要将这种激情控制好，使课堂处于可控的状态。