全章复习与测试优质课一等奖

第2章

组成细胞的分子

第1节

细胞中的元素和化合物

1.知识与技能

（1）简述组成细胞的主要元素。说出构成细胞的基本元素是碳。

（2）尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，探讨细胞中主要化合物的种类。

2.过程与方法

（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、思考和分析问题的能力。

3.情感态度与价值观

（1）认同生命的物质性。

（2）认同生物界在物质组成上的统一性。

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

1.构成细胞的基本元素是碳。

2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。

教具准备

细胞主要元素百分数挂图。

课时安排

1课时

教学过程

［课前准备］

教师收集关于地球及生物体细胞中各元素组成的资料，玉米和人体的化学元素组成的材料并制成课件；准备实验材料。学生预习实验，初步了解实验的原理以及实验步骤。

［情境创设］

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？

［师生互动］

（一）组成细胞的元素（屏幕展示以下资料）

组成地壳和组成细胞的部分元素含量

元

素

O Si C N[来源学科网Z,X,X,K]地壳

48.60 26.30 0.087 细胞

65.0 极少

18.0 3.0 10.0

0.03 0.76 H 问：组成生命的细胞和组成地壳的元素有没有什么不同？

答：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的。但是元素在细胞中和无机环境中的含量却有区别，说明生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性。

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？引导学生分析图2－1－1和图2－1－2。

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？

答：不相同。

问：人体细胞在干重状态下和鲜重状态下哪种元素含量最大？

答：干重状态下和鲜重状态元素下元素含量最大的分别是C元素和O元素。

O

65

%

C

18

%图2－1－1

组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）

H

10

%其他元素

少于3

%N

3

%

0.3

%S

1.6

%P

1.6

%P

1.4

%SNa、K、Fe等

1.7

%Ca

3.5

%H

6.6

%N

12.9

%C细胞48.4

%

O23.7

%

图2－1－2

组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比）

下面我们以玉米和人体为例，来说明组成生物体的化学元素的种类和含量。（出示玉米和人体化学元素对比表投影片）

玉米与人体的化学元素组成（质量分数/%）

元

素

O C H N Si K Ca P Mg S Cl Zn Fe 玉米

44.43 43.57 6.24 1.46 1.17 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17 0.14 —

0.08 人

14.62 55.99 7.46 9.33 0.005 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78 0.47 0.01 0.012 问：从表中看，哪一种化学元素是玉米和人体中含量最多的？

答：是C。

问：除此之外，还有哪几种元素含量较多？

答：O、H、N。从表中可以看出C、O、N、H这4种元素在组成生物体的元素中含量最多，所以，C、O、N、H是组成生物体的基本元素。

问：表中只列举了13种元素，那么是不是说玉米和人体内只含有这13种元素呢？

答：不是。

实际上除了表中的13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？同学们可以相互讨论一下。

答：有的含量非常多，有的较多，有的很少，差别较大。

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。问：什么是大量元素？

答：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。

问：哪些元素属于大量元素？

答：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。

问：什么是微量元素？

答：生物体内含量很少的一些元素。

问：哪些元素属于微量元素？

答：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。[来源学科网][来源学+科+网]

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？

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。如碘是甲状腺激素的成分，铁是血红蛋白的成分，锌、硒、钼、铁等是很多酶的成分。

在组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，从初中所学元素周期表中，知道C位于第14族位置，它的原子序数是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的化学键。由于每个碳原子可以形成4个化学键，所以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。

（二）组成细胞的化合物

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？比如花生和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？

说明：教师引导学生分析组成生物体的化学元素在体内以什么形式存在（单质还是化合态），参考课本P17提供的表来分析，总结归纳出构成细胞的化合物。

（三）实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

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。

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、仪器和试剂等。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、清洗玻片和整理显微镜,另一个学生则可以进行后1个实验的操作。

3.鉴定可溶性还原糖的实验,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,可以用手上提夹住试管的试管夹。

4.做鉴定糖和蛋白质的实验时,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。

5.斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后方可使用,切勿将甲液和乙液分别加入组织样液中。

探究生物组织中的主要化合物

可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定的实验原理、方法、步骤和现象：

知识点

可溶性还原糖

与斐林试剂反应生实验原理

成砖红色沉淀

红色）

黄色（或被苏丹Ⅳ染成应产生紫色物质

脂

肪

被苏丹Ⅲ染液染成橘与双缩脲试剂反蛋白质

浸泡1～2 d的黄含糖较高、颜色为白富含脂肪的种子，以花选材

色或近于白色的植物生最好样液

实

验[来[来源学科网ZXXK]豆种子（或用豆浆）或用鸡蛋

蛋白

组织，苹果、梨最好

黄豆浸泡切片→苹果切块→研磨→过方法

滤→滤液

滤液

组织样液→加双制作花生种子的切片

研磨→过滤→ 制备

源:Zxxk.Com]

步

骤

缩脲试剂A→再样液→加斐林试剂→鉴定步骤

振荡→水浴加热煮沸

镜检

B→观察颜色变化

加双缩脲试剂A脂肪被苏丹Ⅲ染液染蓝色→棕色→砖红色实验现象

沉淀

染成红色）

溶液变成紫色

1.用鸡蛋蛋白1.选材要用含糖较高、时，一定要加以颜色为白色或近于白稀释，如果稀释色的植物组织

1.切片要尽可能的薄

2.斐林试剂不稳定，一2.染色后一定要用般配成甲液（NaOH：50%的酒精溶液洗去注意事项

0.1 g/mL）乙液浮色

（CuSO4：0.05 g /mL）来保存，用时必须将好只有1～2层细胞

甲、乙两液混合均匀后2.双缩脲使用时，使用，切勿分别加入组应先加A造成碱织样液中进行检测

环境，再加B 每组学生从教师提供的材料中选取两种进行鉴定，并记录（如下表）：

易洗干净

3.观察时找最薄处，最壁上，使反应不彻底，且试管不会粘固在试管内试剂发生反应后不够，与双缩脲成橘黄色（或被苏丹Ⅳ双缩脲试剂B后无明显变化，加切片→染色→漂洗→加双缩脲试剂

材

成

分

料

还原糖

脂肪

蛋白质

苹果汁

梨汁

马铃薯预测

实测

原因

预测

实测

原因

预测

实测

原因

匀浆

花生

种子

花生种

子匀浆

豆浆

鲜肝提

取液

交流实验结果：每一组实验选取一个人介绍实验情况，然后分析实验成败的得失。

［教师精讲］

组成生物体的元素和非生命的元素种类没有区别，没有一种化学元素是生物界特有的，从这方面来看生物界和非生物界具有统一性。虽然从元素种类上看具有统一性，但从组成生命的元素的含量上来看是有区别的，组成生命的化学元素在生物体内和在无机环境中的含量相差很大，从这方面看生物界和非生物界具有差异性。

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。

不同的生物组织中，有机物的含量是不同的，要学会用恰当的方法来检测和区分不同的有机物。

［课堂小结］

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的形式存在。这些化合物的存在可以通过实验来进行验证。可以区分出在组织中是否有糖类、脂质和蛋白质，但是具体是哪种糖类或蛋白质还要通过其他方法才能鉴定。

［布置作业］

板书设计

第2章

组成细胞的分子

第1节

细胞中的元素和化合物

一、组成细胞的元素

组成细胞的基本元素：C 水无机物无机盐糖类二、组成细胞的化合物

脂质有机物蛋白质核酸三、检测生物组织中的常见有机物