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2019-2020年高中生物《細胞中的原子和分子》教案2 蘇教版必修1 在學習了第一章《生物科學和我們》后，讓學生深刻體會到生物科學與人類健康等方面的密切關系，激發(fā)起學生對生物科學產生強烈的求知欲。從本章開始學習生物學的最基本知識——細胞化學的組成。 1.本章內容組成 本章共分兩節(jié)，第一節(jié)是《細胞中的原子和分子》，第二節(jié)是《細胞中的生物大分子》。第一節(jié)主要講述了組成細胞的原子、分子和細胞中的無機分子。第二節(jié)主要講述了生物大分子的基本骨架和糖類、脂質、蛋白質、核酸等生物大分子的種類、結構及其在生命活動中的功能。 2.本章教材地位 自然界中的生物千姿百態(tài)，從結構上說，除病毒外生物體是由細胞構成的。細胞是生物體結構和功能的基本單位。要認識細胞，首先要了解細胞這個生命系統(tǒng)的物質組成。通過本章學習，學生不僅能獲得關于組成細胞的原子和分子及原子是如何形成分子的知識，認識細胞的化學組成中無機分子和生物大分子的種類、結構和功能，同時也使學生在實驗操作、科學探究、搜集信息、處理信息等方面的能力得到一定程度的訓練和提高。這些知識和能力都為學生進一步學習后續(xù)章節(jié)內容打下扎實的基礎。 本章內容是生物學的最基本知識，因此，本章內容與后續(xù)各章節(jié)有密切聯(lián)系，是學好后續(xù)各模塊各章節(jié)的基礎?！胺肿优c細胞”模塊中第三章《細胞的結構和功能》、第四章《光合作用和細胞呼吸》、第五章《細胞增殖、分化、衰老和凋亡》都與本章知識有密切聯(lián)系?！斑z傳和進化”模塊中“減數(shù)分裂和有性生殖”“遺傳的分子基礎”等都聯(lián)系到本章中有關蛋白質、核酸等知識?！胺€(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊中的“生物個體的穩(wěn)態(tài)和調節(jié)”“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)”等也都要以本章知識為基礎。 3.本章在技能培養(yǎng)及情感、態(tài)度與價值觀引導方面的作用 本章通過學習組成細胞的原子和分子以及組成細胞的無機分子和生物大分子，讓學生從物質組成上認同生命的物質性，更深入地理解生命的本質。通過學習生物體的元素組成、來源，沒有一種元素是生物體所特有的，使學生認同生物界在物質組成上的統(tǒng)一性，以及組成生物體物質的特殊性。本章中的“邊做邊學”欄目，設置了對淀粉、麥芽糖和蛋白質的鑒定活動內容。通過實驗、觀察等操作活動，培養(yǎng)學生正確使用實驗器具進行生物學實驗的操作技能，提高學生的生物科學素養(yǎng)。以“嘗試鑒定脂肪”的課題研究為載體，不僅讓學生學到了知識，更能讓學生體驗科學探究過程，發(fā)展學生科學探究的能力。在每一節(jié)后都提出了“繼續(xù)探究”的內容和建議，或引導學生利用網(wǎng)絡、期刊等多種媒體搜集有關生物學信息，或運用實驗法探究某生物學知識，這些活動能有效地發(fā)展學生的科學探究能力，而且能使學生在情感、態(tài)度和價值觀方面得到發(fā)展。結合“拓展視野”欄目，介紹中國利用太空條件進行蛋白質結晶的研究，合理灌溉等生物科學知識，讓學生了解我國生物科技發(fā)展狀況，激發(fā)學生的愛國情感，認同生物科學在社會發(fā)展中的價值。 教學重點： 1.組成細胞的原子和分子。 2.水和無機鹽的存在形式及生理功能。 3.細胞中四種生物大分子的種類、結構和功能。 4.鑒定生物細胞中的糖類、脂肪、蛋白質實驗。 5.生物大分子的基本骨架。 教學難點： 1.細胞的原子及原子形成分子。 2.鑒定生物細胞中的糖類、脂肪、蛋白質的實驗。 3.氨基酸形成蛋白質的過程及蛋白質結構多樣性的原因。 4.生物大分子的基本骨架。 課時安排： 第一節(jié)　細胞中的原子和分子　1課時 第二節(jié)　細胞中的生物大分子　5課時 第一節(jié)　細胞中的原子和分子 從容說課 本節(jié)內容主要包括：組成細胞的原子和分子，細胞中的無機分子兩個部分。具體講述了生物體的組成元素與地球上已發(fā)現(xiàn)元素之間的關系，說明組成生物體的化學元素并非生物所獨有。接著介紹了原子的構成以及原子是如何形成分子的有關知識。然后，教材介紹了水和無機鹽在細胞中的存在形式及其在生命活動中的重要意義。 原子是物質的基本單元，分子是由原子構成的。因此，原子的結構以及原子形成分子的知識，是學生進一步學習細胞中生物大分子的基礎，也是學習后續(xù)各章節(jié)、模塊的知識基礎。 本節(jié)教材前一部分關于組成細胞的原子和分子知識是后一部分學習細胞中的無機分子的知識基礎，所以組成細胞的原子和分子是本節(jié)的重點之一，雖然學生有一定的原子、分子的化學知識，但原子的結構、離子鍵、共價鍵、氫鍵等知識是十分抽象的，學生摸不著看不見，缺少感性認識作基礎。這無疑增加了學生學習的困難。因此，可以用多媒體動畫形象直觀地模擬原子的結構以及離子鍵、共價鍵、氫鍵的形成過程，這對于幫助學生理解原子的結構以及原子形成分子的知識十分重要，從而有效地突破這個難點知識的教學。 水和無機鹽的知識是本節(jié)教學的另一個重點。教學中可采取自主學習的形式，設計有關的討論思考題讓學生閱讀有關細胞中水和無機鹽的內容。從含量、存在形式和其在生命活動中的功能幾方面自主地獲得有關知識。教學中教師應注意與生活實際相聯(lián)系，利用收集的生動豐富的素材，運用大量的事實，使學生對水、無機鹽的功能獲得深刻理解，這對學生后續(xù)學習細胞結構、代謝、調節(jié)、穩(wěn)態(tài)等知識都有重要意義。 本節(jié)教材中共設置了1個“積極思維”、1個“繼續(xù)探究”和1個“拓展視野”學習欄目。圍繞“原子是怎樣形成分子的”的積極思維活動，是新教材力圖促進學生學習方式的變革，引導學生主動積極地去學習。教學中教師應引導學生認真閱讀有關的事實，并輔以多媒體動畫演示原子之間十分抽象的各種化學鍵的形成過程，創(chuàng)設討論問題，讓學生在討論中合作學習，不斷修正、提高、完善自己的認識和理解，真正實現(xiàn)自主性學習。結合教學內容，建議學生就Fe、Mn、Cu、Zn、Mo等微量元素和人體健康關系進行“繼續(xù)探究”，是本教材的一個特色。教學中可指導學生以分組合作形式進行探究活動，從不同媒體渠道去收集有關資料，并進行知識整理、交流。這個學習欄目正體現(xiàn)了新課程所倡導的探究性學習的理念。 教學重點 1.組成細胞的原子和分子。 2.水和無機鹽的存在形式及生理功能。 教學難點 細胞的原子及原子形成分子。 教具準備 青蛙胚發(fā)育過程的影像資料、地殼與生物細胞元素組成比較表、人體元素組成圖表、原子結構及原子形成分子的Flash動畫、水黽水面運動的影像資料、水分子間形成氫鍵的動畫等。 課時安排 1課時 三維目標 1.舉例說出構成細胞的原子和分子。 2.舉例說出細胞中無機分子的功能。 3.通過“原子是怎樣形成分子的”積極思維活動，培養(yǎng)學生的觀察能力、圖文信息分析歸納的思維能力。 4.通過利用網(wǎng)絡或期刊等媒體收集細胞中某些微量元素和人體健康關系的資料的繼續(xù)探究活動，培養(yǎng)學生利用多種媒體進行搜集生物學信息的方法。 5.通過學習細胞中原子和分子組成，深刻理解生命的本質，認同生命的物質性。 6.通過生物體組成元素與地殼的組成元素比較，認識生物界在物質組成上的統(tǒng)一性。  教學過程 導入新課 教師利用多媒體展示青蛙從一個受精卵開始經(jīng)過細胞分裂、分化逐漸發(fā)育成一個蝌蚪的過程。教師結合上述情境指出，蝌蚪和絕大多數(shù)生物一樣，都是由細胞組成的，細胞是組成生物體結構和功能的基本單位。細胞之所以能作為生物體結構和功能的基本單位，這與細胞的化學組成有密切關系，研究細胞的化學組成，首先從組成細胞中的原子和分子開始。 推進新課 　板　書： 一、細胞的原子和分子 教師呈現(xiàn)問題情境：利用多媒體呈現(xiàn)農民在玉米田間勞動情景。 師 人和玉米分別含有哪些元素？判斷的依據(jù)是什么？ （教師可啟發(fā)學生從人和玉米所含物質、生長所需營養(yǎng)等角度去分析判斷） 生甲 人和玉米都含有H、O，因為兩者都含有水。 生乙 都含有C、O，因為兩者都進行呼吸，產生二氧化碳。 生丙 都含有N，因為玉米生長需消耗大量尿素等化肥，人吃玉米。 …… (教師應注意組織好學生討論，科學合理的說法都應積極肯定) 師 根據(jù)科學家的研究，人和玉米是由多種化學元素組成。（出示玉米和人體化學元素的對比表投影片） 玉米和人體的化學元素組成（質量分數(shù)/%） 元素 玉米 人體 元素 玉米 人體 O 44.43 14.62 Si 1.17 0.005 C 43.57 55.99 Cl 0.14 0.47 H 6.24 7.46 Al 0.11 - N 1.46 9.33 Fe 0.08 0.012 K 0.92 1.09 Mn 0.004 - Ca 0.23 4.67 Na - 0.47 P 0.20 3.11 Zn - 0.01 Mg 0.18 0.16 Rb - 0.005 S 0.17 0.78 生 從玉米和人體化學元素的對比表可得到什么結論？ 師 （1）組成生物體的化學元素大體相同。 （2）在相同生物體內，各種化學元素的含量相差很大。 師 人和玉米的化學元素組成中，實際上除了表中所列9種元素外，還有Si、Cl、Al、Fe、Na、Zn……據(jù)統(tǒng)計，在生物體細胞內至少可以找到62種元素。地球上天然存在的元素有90多種。（出示地殼和生物細胞元素組成比較表） 師 從地殼和生物細胞元素組成比較表中可以說明什么？ 生 組成生物體的化學元素中，沒有一種是生物所特有的，說明了生物界與非生物界的統(tǒng)一性。 學生活動：閱讀教材P12表2-1一項關于“硒與克山病相關性”研究的記錄表。 師 克山病是一種原因不明，以心肌細胞變性、壞死為主要疼痛特征的地方性心肌病，1935年首先發(fā)生于黑龍江省克山縣，故名克山病。該病病因至今不明，經(jīng)過幾代人大量研究，目前病因研究主要集中到生物地球化學病因及生物病因兩大方面。 師 （1）從表中可得到什么結論？ （2）硒在無機自然界是否存在？ 生 （1）表中數(shù)據(jù)說明人體缺硒與克山病有明顯關系。 （2）硒是無機自然界中所含有的一種化學元素。 師 組成生物體的各種物質的基本單元是原子，原子的結構是如何構成的呢？（教師利用多媒體呈現(xiàn)H、C、O、Na、Cl這幾種原子的結構圖） 師 原子是由原子核和外圍電子構成，原子核又是由中子和質子構成。每一種元素的原子核中都帶有固定數(shù)量的質子。 師 觀察H、C、O、Na、Cl五種原子結構思考下列問題： （1）這五種原子中質子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)分別是多少？ （2）每一種原子的質量數(shù)與原子核中質子數(shù)和中子數(shù)是什么關系？ （3）正常原子從整體上看為什么呈電中性？ 學生活動：閱讀教材P12相關段落，并觀察五種原子結構圖后討論回答。 （1）H、C、O、Na、Cl的質子數(shù)分別是1、6、8、11、17,中子數(shù)分別是0、6、8、12、20,電子數(shù)分別是1、6、8、11、17。 （2）每一種原子的質量數(shù)等于其原子核中質子數(shù)和中子數(shù)之和。 （3）原子核外圍繞有電子，每一個電子帶一個單位負電荷，而一個質子帶有一個單位正電荷，帶正電的質子數(shù)與核外電子數(shù)相等，所以整體上原子呈電中性。 師 原子是怎樣形成分子的呢？ 學生活動：閱讀教材P13提供的事實。 教師創(chuàng)設問題情景：利用多媒體動畫展示鈉原子和氯原子形成氯化鈉分子的過程。 師 氯原子和鈉原子之間通過什么鍵形成氯化鈉分子？如何形成？ 生 離子鍵，鈉原子失去一個電子成為正離子，氯原子得到一個電子形成負離子，正負離子之間產生靜電作用而形成離子鍵。 教師活動：利用多媒體動畫展示氫原子和氧原子形成水分子的過程以及水分子與水分子之間相互作用形成氫鍵的過程。 師 （1）一個水分子中H和O原子之間通過什么鍵形成水分子？ （2）水分子之間通過什么鍵相互作用而連在一起？ 生 （1）水分子中H和O之間形成共價鍵。 （2）水分子之間形成氫鍵。 師 水分子是由H和O原子組成的。原子一般通過各種化學鍵的作用形成分子，除了一些稀有氣體和單質金屬等以單原子狀態(tài)存在外，分子一般由兩個或兩個以上原子構成。細胞中的水和無機鹽就是由相應的原子所形成的無機分子。 教師提出閱讀提綱： （1）水和無機鹽在細胞中含量占多少？ （2）水和無機鹽在細胞中分別以什么形式存在？ （3）水和無機鹽在細胞生命活動中有什么生理功能？ 學生閱讀教材P14～P15思考、討論并回答上述問題： （1）水分占細胞總質量的60%～90%，無機鹽約占細胞總質量的1.5%。 （2）水在細胞中以自由水和結合水兩種形式存在，無機鹽常以離子形式存在。 （3）水的生理功能有：水是良好溶劑，運輸作用，參與細胞內代謝作用，提供生化反應環(huán)境，結合水是細胞結構的重要成分。無機鹽的作用：細胞組成成分；參與細胞各種生命活動。  課堂小結 提出討論問題： （1）水黽為什么沒有下沉？ （2）水面張力如何產生？ 學生閱讀教材討論后回答： （1）水黽依靠水面張力而在水面自由運動不下沉。 （2）水分子之間形成氫鍵使水面張力增強。 教師活動：利用多媒體演示水分子之間通過氫鍵結合的過程。 師 舉例說明生物體因哪種無機鹽過多或缺少而產生什么病癥？ 生甲 缺鈣引起抽搐、軟骨病。 生乙 鈣鹽過多引起肌無力。 生丙 缺鐵引起缺鐵性貧血。 生丁 缺碘引起地方性甲狀腺腫、呆小癥。 …… 板書設計 第二章　細胞的化學組成 第一節(jié)　細胞中的原子和分子 一、組成細胞的原子和分子 二、細胞中的無機分子  活動與探究 探究題目：人體細胞中某些微量元素與人體健康關系 方法與步驟： （1）全班學生分成若干合作探究小組，每組3～4人，每組設一名召集人。 （2）各小組分工合作，通過網(wǎng)絡、報刊、圖書、影像資料等多種途徑收集有關人體細胞中某些微量元素與人體健康關系的資料并作好記錄。 （3）各小組匯總收集到的資料并進行討論整理，確定一名，將研究結果寫成一份研究報告。 結果與交流： 教師組織全班進行交流匯報，各小組匯報研究結果。 習題詳解 1.解析：組成細胞的化學元素中Zn、Fe、Cu等含量很少，屬于微量元素。 答案：D 2.解析：組成細胞的各種元素都來源于自然界，但同一種化學元素在不同細胞中含量不同，細胞中某種元素的含量是由生命活動的需要決定的。 答案：C 3.解析：原子之間通過化學鍵形成分子，原子之間通過共用電子對形成的化學鍵叫共價鍵 答案：A 4.解析：炎熱夏季，植物蒸騰作用加強，失水萎蔫，這部分水是植物體內的自由水。 答案：B 5.解析：I是人體甲狀腺激素的組成元素。 答案：B