高中生物 2.1 细胞中的元素和化合物教案 新人教版必修1

细胞中的元素和化合物

一、教材分析

《细胞中的元素和化合物》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和差异性内容。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和微量元素的概念和种类。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和生命活动的物质基础。

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。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。

二、三维目标

1.知识与技能

（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、脂肪和蛋白质的方法。

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。

三、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。

四、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。

五、教学策略

1．利用“问题探讨”创设问题情境，让学生在观察、讨论、交流中学习新知识。

本节的主要目的是让学生了解细胞的物质组成，认同生命的物质性。由于学生在初中已经学习了化学的基本知识，所以在进入这部分学习时，通过让学生比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，提出自己发现的问题，在与其他同学的交流中，认识到组成生物体的元素与组成地壳的元素有相似性又有区别。针对学生提出的问题，教师要引导学生分别观察组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）图和组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比）图，之后再介绍组成细胞的大量元素和微量元素。

2．利用化学知识解决碳为什么是构成细胞的基本元素这个问题。

如果学生对原子结构的知识有较好的基础，建议教师引导学生回忆碳原子核外电子分布特点，以及碳的性质，为学生理解碳链是构成生物大分子的骨架奠定基础。

学生熟悉元素周期表，很容易找到碳所在的第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。利用学生已有的化学知识就能够理解C元素对于生命的重要意义了。

3．利用表解和“思考与讨论”获得组成细胞的化合物的知识，提高学习能力。

在学习组成细胞的化合物时，如果由教师直白地讲解细胞的化合物组成，不利于学生参与学习活动。因此，教师可以利用“思考与讨论”中的问题，引导学生观察教材中的表解，获得相应的知识信息，提高学习能力。

4．利用化学试剂与糖类、脂肪和蛋白质颜色反应的演示实验，帮助学生明确实验原理，开展实验研究。

本实验如果单纯上成一个验证性实验，不利于学生探究能力的培养。由于学生在“思考与讨论”中涉及细胞中的化合物的种类、含量，以及如何从植物组织中提取有机化合物的问题，所以，教师可以结合学生对上述问题的回答或推测作为实验研究的起点。

教师可以通过演示糖类、脂肪和蛋白质与化学试剂的颜色反应，使学生明确生物组织中主要化合物的鉴定方法，再指导学生根据自己选择的实验材料，进行实验研究。

本实验难度不大，但是实验材料、化学试剂、用具及步骤较多，因此，教师课前应准备充分，保证实验顺利进行。

本节计划2课时完成教学。其中1课时用于实验教学，1课时用于教材讲解。

六、教学准备

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。

七、教学环节

第一课时：细胞中的元素和化合物

［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

元素地壳细胞

O 48.60 65.0

Si 26.30 极少

C 0.087 18.0

N 0.03 3.0

H 0.76 10.0

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。

图2－1－1 组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）

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