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組成生物體的化合物的教學設計

時間：2022-08-17 08:31:21 高中生物教案我要投稿

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組成生物體的化合物的教學設計

　　組成生物體的化合物的教學設計

組成生物體的化合物的教學設計

　　知識目標

　　理解由各種化合元素組成的水、無機鹽、糖類、蛋白質、核酸等各種化合物的化學組成特點，在細胞和生物體內的存在形式和各自具有的生理功能；初步了解生物的各種生命活動是體內各種化合物按一定方式和規律有機地結合起來協調合作、共同作用的結果。

　　能力目標

　　通過對組成生物體的化合物相關知識的學習和分析，培養學生理解、思考和分析問題的能力；通過對不同化合物的組成、結構和生理功能的學習和分析，培養學生運用對比的方法獨立解決問題的能力；通過對化合物的學習和分析，初步培養學生跨學科綜合分析問題的能力。

　　情感目標

　　通過各種化合物的結構特點和功能特點的學習，認識結構與功能相統一的觀點；通過各種化合物的功能的學習，認識生物體的物質性和生命活動需要物質基礎的觀點；使學生初步學會抓住知識中的主要矛盾和矛盾的主要方面的學習方法；培養學生用抓住事物之間的內在聯系的觀點分析事物、認識世界的思維方法。

　　教學建議

　　知識體系圖解

　　重點分析

　　1．組成生物體的六大類化合物的元素組成，該六大類物質在生物體內和細胞中的存在形式、在生命活動中的主要功能。

　　組成生物體的六大類化合物雖然都是由化學元素組成，但組成的各類化學元素的種類、數量、組成的方式是各不相同的，教師應指導學生運用對比的方法進行比較，使學生了解各種化合物的組成特點，并在此基礎上掌握其功能；另一方面該部分的知識又是學習以后知識，如新陳代謝、遺傳和變異的重要基礎。所以必須作為重點指導學生學好、學扎實。

　　2．四類有機物的結構和功能

　　四類有機物是生物體特有的化合物，了解這四種化合物的結構和在生物體生命活動中的功能，特別是四種化合物在生物體生命活動的功能的側重點，利于學生深入理解生物體的生命活動。糖類物質主要作為生命活動的供能物質，脂類物質主要作為生命活動的儲能物質，蛋白質是生命活動的體現者，而核酸是生命活動的控制者，核酸對生命活動的控制是通過控制蛋白質來實現的。教師在教學中應重點引導學生對四種化合物的功能進行區分。

　　難點分析

　　1．組成蛋白質的結構單位——氨基酸的化學結構特點，蛋白質的空間結構及其與功能特點的相互關系。

　　蛋白質的結構單位以及蛋白質的化學結構特點及空間結構特點等，是有機化學的知識，由于學生還沒有開始學習有機化學，因此是學習上的難點。教師在教學時應注意聯系化學知識進行講解，講清楚氨基酸的結構通式，通過氨基酸的縮合反應引出蛋白質的化學結構，并直觀演示蛋白質的空間結構（模型），幫助學生理解蛋白質的空間結構和生理功能特點的相互關系。

　　2．組成核酸的基本單位——核苷酸的結構特點，核酸的種類、結構特點和主要功能。

　　核酸的知識雖然簡單，但知識繁多、瑣碎，對于學生來講學習和記憶都有一定的困難，因此是教學的難點。教師教學是一要注意與蛋白質的結構單位（核苷酸）區分開，二要區分核酸的不同種類（DNA、RNA），三要區分不同種類核酸的核苷酸，為后面遺傳的物質基礎的學習奠定基礎。

　　教法建議

　　[學生基礎較好的學校或班級]

　　可采用討論與學生自學相結合的方式進行教學。

　　課時安排：2課時。

　　第一課時：以討論為主的綜合課。通過自學和對大量事例的分析和討論，學習組成生物體的水分和無機鹽及其生理作用，學習糖類和脂類的知識，認識糖類和脂類的化學元素組成、分類及生理作用。

　　第二課時：以討論為主的綜合課。通過分析和講解，學習生物大分子——蛋白質和核酸的化學元素組成、基本組成單位、化學結構和空間結構特點、生理作用等知識。最后通過典型案例引出原生質的概念。

　　[普通學校]

　　可采用講解與討論相結合的方式進行教學。

　　課時安排：2課時

　　第一課時：講解水分、無機鹽、糖類和脂類知識。教師講解時，要注意聯系生物學實際，大量列舉生物學事例，通過大量感性知識幫助學生理解糖類和脂類的相關知識。

　　第二課時：講解蛋白質和核酸的知識。教師講解時要注意聯系化學知識，聯系具體的生物學事例，聯系生物體的具體功能，幫助理解相關的知識。最后總結歸納原生質的概念。

　　教學設計方案

　　第二節組成生物體的化合物

　　問題1：組成生物體的化學元素在生物體內是以什么形式存在的？

　　說明：教師引導學生分析組成生物體的化學元素在體內以什么形式存在（單質還是化合態），分析時結合學生了解的生物體組成的化合物來分析，總結歸納出構成細胞的化合物。

　　一、構成細胞的化合物

　　無機化合物：水：80-90%

　　無機鹽：1-1、5%

　　有機化合物：蛋白質：7-10%

　　核酸

　　糖類：1-1、5%

　　脂類：1-2%

　　二、水

　　問題2：水對于生物體是至關重要的，水對于生物體、對于細胞有什么生理作用呢？這種作用是如何體現的？

　　說明：引導學生從水的生理作用、水的存在形式等方面分析水分的相關知識，既要通過介紹實例來啟發學生分析，也要鼓勵學生自己舉例分析水分的相關知識。歸納總結如下：

　　1、含量：最多

　�。�1）不同生物含量不同：水母97%、毛豆60%

　�。�2）不同結構含量不同：骨22%、肌肉76%、腦86%

　�。�3）不同生長階段含量不同：嬰兒72%、成人60%、老人50%

　　2、存在形式：

　�。�1）結合水（4、5%）：與細胞內其它物質結合

　　（2）自由水（94、5%）：以游離形式存在，可自由流動

　　如：種子烘干（水分為自由水）

　　3、生理作用：水是生命之源

　　（1）細胞核生物體的組成成分

　�。�2）良好的溶劑，利于體內化學反應的進行

　�。�3）利于細胞內物質運輸

　　三、無機鹽

　　問題3：無機鹽在生物體內以什么形式存在？無機鹽對于細胞和生物體的作用如何？這些生理作用是如何發揮的？

　　說明：引導學生從無機鹽的存在形式、無機鹽的生理作用等方面分析無機鹽的相關知識，既要通過介紹實例（見下面總結）來啟發學生分析，也要鼓勵學生自己舉例分析。歸納總結如下：

　　1、含量：很少

　　2、存在形式：離子態

　　3、生理作用

　�。�1）細胞內某些復雜的化合物的重要組成部分

　　鎂離子：葉綠素；鐵離子：血紅蛋白

　�。�2）維持生命活動

　　鈣離子：激活凝血酶原，缺乏時表現抽搐現象

　�。�3）維持細胞滲透壓和酸堿平衡

　　生理鹽水：保證細胞正常的滲透平衡

　　四、糖類

　　問題4：你所知道的糖有哪些？這些糖的共同特點是什么？它們對于細胞和生物體有什么生理作用？

　　說明：引導學生從自己感知的糖類出發，分析糖類的分類，再引導學生分析糖類的共同特點過程中分析糖類的元素組成和生理作用，教師再結合特定的事例（見總結）幫助學生分析理解糖類的特殊的生理作用。最后歸納總結如下：

　　1、組成元素：C、H、O

　　2、分類（根據水解情況分類）

　　（1）單糖：不能水解，五碳糖、六碳糖

　　葡萄糖：光合作用的產物

　　細胞重要的能源物質

　　半乳糖：乳汁中

　　（2）二糖：水解后產生兩個單糖

　　植物二糖：蔗糖、麥芽糖

　　動物二糖：乳糖

　　（3）多糖：水解后產生多個單糖

　　植物多糖：淀粉、纖維素

　　動物多糖：糖原（肝糖原、肌糖原）

　　3、生理作用

　�。�1）核糖、脫氧核糖是核酸的重要組成分

　　（2）生物體生命活動的主要能源物質

　�。�3）糖類與生物體的結構有關

　　五、脂類

　　問題5：你所知道的脂類有哪些？這些脂類的共同特點是什么？它們對于細胞和生物體有什么生理作用？

　　說明：引導學生從自己感知的脂類出發，分析脂類的分類，再引導學生分析脂類的共同特點過程中分析脂類的元素組成和生理作用，教師再結合特定的事例（見總結）幫助學生分析理解脂類的特殊的生理作用。最后歸納總結如下：

　　1、組成元素：C、H、O、（N、P）

　　C、H比例高，徹底氧化釋放出更多能量

　　2、分類及生理作用

　　（1）脂肪：儲能物質

　　維持體溫恒定、減少摩擦、緩沖外界壓力等

　�。�2）類脂：磷脂（構成膜的主要成分）

　　腦磷脂、卵磷脂

　　六、蛋白質

　　問題6：你所知道的蛋白質有哪些？這些蛋白質的共同特點是什么？它們對于細胞和生物體有什么重要生理作用？

　　說明：引導學生從自己感知的蛋白質出發，分析蛋白質的元素組成及生理功能，在此基礎上引導學生分析蛋白質功能的結構基礎及結構特點，詳細地分析講解蛋白質的相關知識。最后歸納總結如下：

　　蛋白質被稱做是生命活動的體現物質。在細胞的各種結構中都是非常重要的成分。大約占細胞干重的50%，是一種高分子化合物，或叫生物大分子。

　　1、相對分子量大

　　幾千到幾十萬個原子，分子量幾萬到幾百萬

　　如：乳球蛋白3、6萬

　　2、分子結構復雜

　　1、種類多樣性：蛋白質的多樣性

　　分析原因：

　　（1）氨基酸的種類、數目、序列不同--多肽鏈多樣

　　（2）空間結構多樣

　　2、功能重要：一切生命活動的體現者

　�。�1）構成細胞和生物體的重要物質（結構蛋白）；

　�。�2）有些蛋白質有催化作用（酶）；

　�。�3）有些蛋白質有運輸作用（載體蛋白）；

　　（4）有些蛋白質有調節作用（激素蛋白）；

　　（5）有些蛋白質有免疫作用（抗體）。

　　七、核酸：生物大分子

　　核酸是從細胞核中最初提取出來的酸性物質。分為兩類：DNA、RNA

　　1、分子量大名稱　　RNA　　 DNA

　　分子量　　 104　　 106

　　分布　　　細胞質　細胞核

　　2、結構復雜

　　（1）元素組成：C、H、O、N、P

　�。�2）結構單位：核苷酸

　　分類：核糖核苷酸：4種

　　脫氧核糖核苷酸：4種

　�。�3）化學結構：多核苷酸鏈

　�。�4）空間結構：DNA的雙螺旋結構

　　（注：第六章詳細講解）

　　3、種類多樣：每種生物均不同

　　4、功能重要：一切生物的遺傳物質

　�。�1）控制生物的遺傳和變異。

　　（2）控制蛋白質的生物合成。

　　過渡：六種化合物，蛋白質是生命活動的體現者，核酸是生命活動的調控者，二者最為重要，都是生物大分子，而糖類和脂類主要是作為能源物質出現的，同時參與一些生命活動調節，水和無機鹽作為生命活動的輔助物質，這六種化合物共同組成了細胞的物質，即原生質。

　　八、原生質

　　案例1：小實驗--科學家研磨活水螅，提取出各種化合物，然后再按真實比例混合，放在適宜的環境下培養，預測一下能否得到活細胞？這個實驗能說明什么問題？

　　分析：當然不能

　　原生質的具體存在形式是活細胞

　　原生質具有特定的結構

　　所以：1、原生質的主要成分是蛋白質和核酸；

　　2、原生質能表現出生命活動（如自我更新）；

　　3、原生質分化成細胞質、細胞膜、細胞核等結構。

　　進一步了解生命的本質，需要研究細胞的結構。

　　板書提綱

　　第二節組成生物體的化合物

　　一、構成細胞的化合物

　　無機化合物：水、無機鹽

　　有機化合物：蛋白質、核酸、糖類、脂類

　　二、水

　　1．含量：最多

　�。�1）不同生物含量不同：水母97%、毛豆60%

　　（2）不同結構含量不同：骨22%、肌肉76%、腦86%

　�。�3）不同生長階段含量不同：嬰兒72%、成人60%、老人50%

　　2．存在形式：

　�。�1）結合水（4、5%）：與細胞內其它物質結合

　　（2）自由水（94、5%）：以游離形式存在，可自由流動

　　3．生理作用：水是生命之源

　�。�1）細胞核生物體的組成成分

　�。�2）良好的溶劑，利于體內化學反應的進行

　　（3）利于細胞內物質運輸

　　三、無機鹽

　　1．含量：很少

　　2．存在形式：離子態

　　3．生理作用

　�。�1）細胞內某些復雜的化合物的重要組成部分

　�。�2）維持生命活動

　�。�3）維持細胞滲透壓和酸堿平衡

　　四、糖類

　　1．組成元素：C、H、O

　　2．分類（根據水解情況分類）

　�。�1）單糖：

　　3．生理作用

　�。�1）核糖、脫氧核糖是核酸的重要組成分

　�。�2）生物體生命活動的主要能源物質

　　（3）糖類與生物體的結構有關

　　五、脂類

　　1．組成元素：C、H、O、（N、P）

　　2．分類及生理作用

　�。�1）脂肪：儲能物質、維持體溫恒定、減少摩擦、緩沖外界壓力等

　�。�2）類脂：磷脂（構成膜的主要成分）

　　六、蛋白質--生物大分子

　　1．相對分子量大

　　2．分子結構復雜

　　（4）空間結構：蛋白質--一條或多條多肽鏈形成空間結構

　　3．種類多樣性：蛋白質的多樣性

　　原因：（1）氨基酸的種類、數目、序列不同--多肽鏈多樣

　　4．功能重要：一切生命活動的體現者

　�。�1）構成細胞和生物體的重要物質（結構蛋白）；

　�。�2）有些蛋白質有催化作用（酶）；

　　（3）有些蛋白質有運輸作用（載體蛋白）；

　�。�4）有些蛋白質有調節作用（激素蛋白）；

　�。�5）有些蛋白質有免疫作用（抗體）。

　　七、核酸--生物大分子

　　DNA和RNA

　　1．分子量大名稱　　RNA 　　DNA

　　分子量　104 　　106

　　分布　　細胞質細胞核

　　2．結構復雜

　�。�1）元素組成：C、H、O、N、P

　�。�2）結構單位：核苷酸

　�。�3）化學結構：多核苷酸鏈

　　（4）空間結構：DNA的雙螺旋結構

　　3．種類多樣：每種生物均不同

　　4．功能重要：一切生物的遺傳物質

　�。�1）控制生物的遺傳和變異。

　�。�2）控制蛋白質的生物合成。

　　八、原生質

　　1．原生質的主要成分是蛋白質和核酸；

　　2．原生質能表現出生命活動（如自我更新）；

　　3．原生質分化成細胞質、細胞膜、細胞核等結構。

　　探究生物組織中的主要化合物

　　探究目的：探究生物組織中的主要化合物的種類

　　探究原理：某些化學試劑能夠使生物組織中的有關化合物產生特定的顏色反應，生物組織中的有些化合物還可以通過其它方法鑒定它的存在。假設生物組織中含有水、無機鹽等化合物，通過特定的方法可以鑒定其的存在。

　　問題：請你設計一個實驗方案，探究生物組織中的主要化合物的種類，先寫出實驗設計報告（包括實驗目的、實驗原理、實驗材料、實驗方法和步驟、實驗現象的觀察記錄等），如果條件允許，親自做一下自己設計的實驗。

　　方案設計示例：

　　材料用具：小麥種子及小麥面粉（或其它植物果實、種子等）、酒精燈、解剖針、火柴、試管架及試管若干支、顯微鏡、載玻片、斐林試劑、蘇丹Ⅲ溶液、雙縮脲試劑、碘酒

　　方法步驟：

　�。�1）取小麥種子，置于干燥試管底部放在酒精燈上烘烤，看試管壁上有無水珠出現，證明水的存在。

　　（2）取烘烤過的小麥種子放在酒精燈上燃燒，說明有有機物的存在，燃燒后剩下的灰分，證明有無機鹽的存在。

　�。�3）取小麥種子的胚，做橫切，用蘇丹Ⅲ溶液染色后，放在顯微鏡下觀察，看到染成的紅色的透明物質，證明有脂肪的存在。

　　（4）小麥面粉制成淀粉溶液，用碘酒、斐林試劑、雙縮脲試劑分別進行檢驗，證明是否有淀粉、還原性糖、蛋白質的存在。

　　分析討論：

　　（1）為了能更有效地證明各種化合物的存在，應采取什么措施處理要檢測的實驗材料？

　�。�2）不同植物器官中各種化合物的含量是否相同？判斷的依據是什么？

　　參考資料：幾種化合物與特定試劑的顏色反應。

　　還原性糖（葡萄糖、果糖）與斐林試劑在加熱的條件下發生作用，可以生成磚紅色沉淀；

　　脂肪可以被蘇丹Ⅲ溶液染成紅色。

　　蛋白質與雙縮脲試劑發生作用，可以出現紫色反應。

　　淀粉與碘酒會發生蘭色反應。

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