《糖类的种类和功能》教学案3.doc

糖类的种类和功能教学案教学重点1.细胞中四种生物大分子的种类、结构和功能。2.鉴定生物细胞中的糖类、脂肪、蛋白质实验。3.生物大分子的基本骨架。教学难点1.鉴定生物细胞中的糖类、脂肪、蛋白质的实验。2.糖类的种类。3.氨基酸形成蛋白质的过程及蛋白质结构多样性的原因。4.生物大分子的基本骨架。教具准备 “鉴定生物组织中的糖类”“鉴定脂肪”“鉴定蛋白质”等实验器材、氨基酸形成蛋白质过程及蛋白质结构多样性的多媒体课件，淀粉、蛋白质、脂肪、DNA分子结构示意图等。课时安排5课时三维目标 1.概述糖类的种类和功能。2.举例说出脂质的种类和功能。3.概述蛋白质的结构和功能。4.简述核酸的结构和功能。5.说明生物大分子以碳链为骨架。6.能正确使用有关的实验器具，鉴定生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。7.尝试鉴定生物组织中的糖类，理解对照实验的设计方法，学习使用对比分析的方法。8.通过“洋葱根尖细胞中含有脂肪吗”的课题研究及继续探究食品中的营养成分活动，发展学生的科学探究能力，并学会与他人合作与交流。9.通过对四种生物大分子的比较，培养学生类比、归纳的能力。10.通过学习细胞中的四种生物大分子，让学生认同生命的物质性，树立辩正唯物主义自然观，形成科学的世界观。11.通过对蛋白质结构和功能的分析，使学生理解物质的结构与功能相统一的观点。12.通过鉴定实验，认识生物科学的价值，激发学生学习生物科学的兴趣。13.结合我国利用太空条件进行蛋白质结晶研究等成就，激发学生的爱国情感。第1课时糖类的种类和功能教学过程 导入新课教师利用多媒体呈现小麦、花生、大豆种子，以及面粉、花生油、豆制品。结合刚才观察到的内容，联系自己的生活经验，请思考细胞中除了含有水和无机盐等无机分子外，还含有哪些生物大分子物质？推进新课板书：一、糖类的种类和功能师:请说出你所知道的糖类名称及其来源？蔗糖甘蔗、甜菜。淀粉小麦。乳糖动物乳汁。学生活动：阅读教材糖类的种类和功能，思考糖类物质可分为哪几类？教师活动：投影显示下列表格后，组织学生讨论有关内容。糖类包括哪几类？它们主要分布在哪里？糖类共分三类，单糖包括核糖、脱氧核糖和葡萄糖等；二糖包括麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖等；多糖包括淀粉、纤维素和糖元等。教师活动：利用投影显示葡萄糖、麦芽糖和淀粉的分子式，并指明一分子淀粉水解可生成麦芽糖，再水解生成葡萄糖。它们的关系可表示为：糖类物质的组成元素是哪几种？C、H、O。教师创设问题情境：低血糖病人常会出现头昏、心慌、四肢无力，甚至昏迷。但病人若及时喝一些浓糖水或注射葡萄糖注射液就能减缓症状。结合教材内容，请思考糖类有什么功能？学生讨论后师生共同归纳糖类的功能：(1)是生物体进行生命活动的主要能量来源。(2)是构成生物体的重要成分，核糖是核糖核酸的组成成分，脱氧核糖是脱氧核糖核酸的组成成分，纤维素是植物细胞壁的主要成分。(3)糖蛋白质参与细胞识别、细胞间物质运输和免疫等生命活动。含元素种类分布生理功能CHO单糖五碳糖核糖主要在细胞质主要能量来源；细胞组成成分等脱氧核糖主要在细胞核葡萄糖主要在细胞质二糖麦芽糖、蔗糖、纤维二糖植物细胞乳糖动物细胞多糖淀粉、纤维素植物细胞糖元动物细胞单糖、麦芽糖、乳糖等都是还原性糖，淀粉、蔗糖是非还原糖，还原糖与斐林试剂反应可产生砖红色物质，淀粉在淀粉酶作用下水解成麦芽糖，麦芽糖可与斐林试剂反应，呈现砖红色，而淀粉、蔗糖与斐林试剂无砖红色反应。因此，在实验中常用斐林试剂来检测还原糖。在“边做边学鉴定生物组织中的糖类”之前，教师可先引导学生回顾初中生物所学的唾液提取的方法，并演示：用凉开水漱口后，略微张开口，舌头抵在下颔门齿的下方，约3分钟，将下唇搁在一个洁净的烧杯口上，唾液就会沿下唇流入杯中。教师可把学生按二人一组，并指导每组学生，按照实验的方法步骤，分工合作，一人取试管编号，提取唾液，另一人同时称取蔗糖和淀粉，配制蔗糖溶液和淀粉溶液，严格规范地做好实验的探究。完成鉴定实验后，教师可设计有关问题，引导学生讨论，从而使学生能对实验的原理、方法有更深刻的理解。可让学生讨论：(1)在蔗糖和淀粉溶液中，滴加碘液后，分别出现什么颜色反应？是否可取消蔗糖这一组实验？(2)若利用斐林试剂鉴定苹果汁或橙汁中是否含有还原糖，哪个实验现象更明显？为什么？师生共同讨论分析：(1)淀粉遇碘液产生蓝紫色反应，而蔗糖遇碘液不产生蓝紫色，设置蔗糖与碘液实验的作用是作对照，不可取消。(2)用苹果汁更明显，苹果汁颜色浅，而橙汁颜色深，不便于观察实验现象。课堂小结本节课主要学习了糖类的种类和生理功能，重点要分清糖类的种类，理解糖类的生理功能，掌握糖类鉴定的方法。板书设计 第二节细胞中的生物大分子糖类的种类和功能鉴定生物组织中的糖类淀粉+碘液蓝紫色还原糖+斐林试剂砖红色沉淀第2课时脂质的种类和功能教学过程 导入新课教师展示学生熟悉的菜籽油，引导学生观察其颜色并讨论：(1)菜籽油主要属于什么化学成分？(2)菜籽油是从什么材料中提取的？推进新课板书：二、脂质的种类和功能课题研究洋葱根尖细胞中含有脂肪吗？教师指导学生设计一个较完整的实验设计方案，一般应包括以下内容：(1)实验题目：例如水稻种子胚乳细胞中有脂肪吗？(2)实验假设：例如水稻种子胚乳细胞中含有脂肪。(3)预期(4)设计与实验:根据实验目的和提出的假设具体设计实验的方法步骤。(5)观察和收集数据(6)实验结果分析(7)推论(8)交流方法引导(1)教师演示制备花生种子的徒手切片的方法。(2)教师演示利用花生种子切片进行鉴定脂肪的操作过程。教师指导：把学生按四人一小组分成若干小组，分别去鉴定洋葱根尖、小麦种子、花生种子、大豆种子是否含有脂肪。要求学生结合课本内容讨论设计出实验方案，再进行实验。学生设计实验方案：教师巡回指导。学生设计实验方案交流：根据鉴定对象分别选12个方案进行交流讨论，完善实验设计方案，并将优化后的方案利用投影展示。学生实验：教师注意指导，提醒学生安全使用实验试剂。学生实验情况交流：按照实验研究的对象，在全班范围内分别交流各组实验获得的体会及观察到的现象，得出的结论。学生阅读教材思考讨论：(1)生物体内除了含有脂肪外还含有哪些种类的脂质？(2)脂质的主要组成元素有哪些？ (3)各种脂质分别有什么功能？教师活动:利用多媒体展示甘油三酯、磷脂、胆固醇的分子结构图形。学生讨论回答上述问题：(1)生物体内含有脂肪、类脂、固醇三类脂质。(2)C、H、O三种元素。(3)脂肪是细胞内储存能量的物质，类脂中磷脂是构成生物膜的重要组成物质，固醇类与细胞营养、调节和代谢有重要功能。教师活动：投影显示脂肪、葡萄糖、淀粉、纤维素的分子式。师:脂肪与葡萄糖、淀粉、纤维素的元素组成有什么相同点和不同点？生:相同点是组成元素都是C、H、O，不同点是脂肪分子中含O原子比例很少，含C、H比例很高，而葡萄糖、淀粉、纤维素分子中含O原子比例相对较高，含C、H比例相对较低。师:由于脂肪分子中含O原子比例很少，含C、H比例很高，而葡萄糖、淀粉、纤维素等糖类物质中含O原子比例相对较高，含C、H比例相对较低。因此，等量的脂肪与糖类都氧化分解时，脂肪需消耗的氧气较多，释放的能量也多，而糖类氧化分解时，消耗的氧气较少，释放的能量也较少。1 g脂肪在体内储存所占的体积是1 g糖元体积的五分之一。所以，脂肪是生物体细胞内储存能量的物质。课堂小结(1)胆固醇是人体必需的化合物，可由食物中来，也可由人体内合成。生物体内胆固醇有的以游离形式存在，也有的与脂肪酸结合形式存在。胆固醇具有不导电的性质，因此是传导、产生冲动的神经结构的良好绝缘物。它还参与血浆脂蛋白合成；参与脂肪代谢等。但若含量过多，则易在血管中沉积，引起高血压、心脏病。(2)性激素包括雄性激素和雌性激素，它能促进雌雄生殖器官的成熟，激发并维持第二性征。(3)维生素D是一种脂溶性物质，在人体内可促进人体对钙、磷的吸收；在紫外线的作用下人体皮肤中的胆固醇可以转化成维生素D，所以，多晒太阳可以预防佝偻病。板书设计 二、脂质的种类和功能1.元素组成：C、H、O脂肪储存能量 第3课时蛋白质(一)教学过程 导入新课教师利用多媒体显示劣质婴幼儿奶粉导致“大头儿”的图片资料，指出劣质婴幼儿奶粉对婴幼儿健康的危害及其原因。推进新课板书：三、蛋白质的结构与功能(一)鉴定蛋白质鉴定蛋白质的原理是在双缩脲试剂中的NaOH溶液形成的碱性条件下，蛋白质分子中的肽键与CuSO4产生紫色的颜色反应。根据这种颜色反应，可以鉴定生物组织中蛋白质的存在。教师活动：将学生按4人一组，分成若干小组，分别鉴定鸡卵清蛋白、牛奶、豆浆、市售婴儿食用奶粉。方法引导1.利用多媒体演示利用大豆制备大豆组织研磨液的过程。2.教师演示制备鸡卵蛋白稀释液的方法：取一个鸡蛋，用镊子在一端敲碎一小块蛋壳，用吸管从蛋壳的碎孔处吸取0.5 mL蛋白液滴入烧杯中。向小烧杯中加入5 mL水，搅拌均匀，加以稀释。并指出制备稀释液的原因：蛋白液稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上，使反应不易彻底，并且试管也不易刷洗干净。学生实验：(1)取2支洁净试管编号A、B备用。(2)分别配制0.1 g/mL的NaOH溶液和0.01 g/mL的CuSO4溶液，在试剂瓶上标明试剂名称备用。(3)根据自己选择鉴定材料制备相应的稀释液，各取3 mL加入A、B试管中。(4)向A试管中加入2 mL NaOH溶液，轻轻振荡试管，摇匀。观察试管中颜色变化。(5)再向A试管中加入34滴CuSO4溶液，轻轻振荡试管，摇匀。观察试管中颜色变化。学生讨论交流：(1)你鉴定得到的现象是什么？(2)为什么要设置B组实验？(3)双缩脲试剂与斐林试剂都由NaOH和CuSO4组成，两者有什么不同？教师适当提示：从溶液浓度、原理和使用方法等几方面进行比较。(1)(略)(2)作为对照作用。(3)不同点主要有以下几方面：溶液浓度不同斐林试剂由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液配制而成，双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液与质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液。使用原理不同斐林试剂实质是新配制的一定浓度的Cu(OH)2溶液，在加热条件下，与葡萄糖(可溶性还原糖)能够生成砖红色的Cu2O沉淀，而葡萄糖本身氧化成葡萄糖酸；双缩脲试剂实质是在碱性环境下的Cu2+与双缩脲作用，形成紫色的络合物。使用方法不同使用斐林试剂时，先把NaOH溶液和CuSO4溶液混合，立即使用。双缩脲试剂使用时，先加NaOH溶液，然后加入CuSO4溶液。师:蛋白质是人体必需的营养物质，那么人体内各种蛋白质是不是从食物中直接获得的呢？生:食物中蛋白质要经过消化分解成氨基酸，这些氨基酸吸收进入细胞后再重新合成蛋白质，人体的蛋白质与食物中的蛋白质是不一样的。师:组成蛋白质的基本组成单位是什么？生:氨基酸。教师利用投影显示20种氨基酸名称。课堂小结利用多媒体显示丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸、半胱氨酸种氨基酸的结构式，启发学生观察四种氨基酸的结构式，比较四种氨基酸的结构式有什么共同特点，有什么不同点？学生讨论归纳：共同点:每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，至少有一个氨基和一个羧基连接着同一个碳原子，这个碳原子还与一个氢原子相连。不同点：不同氨基酸分子具有不同的R基。师:谷氨酸含两个COOH，赖氨酸含两个NH2。学生活动：归纳写出氨基酸的结构通式。板书设计 三、蛋白质的结构和功能1.蛋白质鉴定：双缩脲试剂+蛋白质紫色反应2.结构：基本单位氨基酸第4课时蛋白质(二)教学过程 导入新课(1)鉴定蛋白质的原理是什么？(蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应)(2)蛋白质的基本组成单位是什么？写出其结构通式。氨基酸是小分子物质，它是如何形成生物大分子蛋白质的呢？ 推进新课教师活动：利用多媒体动画演示两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽的过程，并特别显示肽键(NHCO)，同时指出：由两个氨基酸分子脱水缩合形成的物质叫二肽。生:形成二肽过程中脱去的一个水分子中H原子是来自哪个氨基酸？O原子来自哪个氨基酸？(脱去的水分子中H原子来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基；O原子来自一个氨基酸分子的羧基)教师活动：演示3个氨基酸脱水缩合形成三肽的过程。生:(1)由三个氨基酸脱水缩合形成的物质叫什么？(2)形成三肽时脱去几分子水？三肽中含有氨基和羧基各几个？(脱去2分子水，形成两个肽键，至少含有1个氨基和1个羧基)师:若有n个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，平均每个氨基酸分子的相对分子质量是a，则脱去水分子多少？形成几个肽键？形成的肽链中至少含有氨基和羧基各多少个？形成的多肽链的相对分子质量是多少？生:脱去水分子：n-1；形成肽键：n-1；肽链中至少含有氨基和羧基各一个；形成多肽链的相对分子质量为an-18(n-1)。教师活动：投影显示胰岛素分子的结构图，并说明胰岛素是由51个氨基酸脱水缩合形成，含有两条肽链。启发学生思考胰岛素分子合成时形成的肽键数、脱去水分子数和分子中含有的氨基和羧基数？(形成49个肽键，脱去水分子49个，分子中含有的氨基和羧基数至少各2个)师:(1)若一个蛋白质分子中由n个氨基酸脱水缩合形成，含有m条肽链，氨基酸的平均相对分子质量为a，则形成蛋白质过程中脱去水分子是多少？该蛋白质分子中含有肽键多少个？至少含氨基和羧基各是多少？该蛋白质相对分子质量是多少？(2)血红蛋白是人体红细胞中的主要成分，它由574个氨基酸形成，共含有4条肽链，那么一个血红蛋白分子含肽键多少？至少含有氨基和羧基多少？生: (1)脱去水分子n-m个，含肽键n-m个，至少含有氨基和羧基各m个，蛋白质相对分子质量是na-18(n-m)。(2)含有570个肽键，至少分别含有4个氨基和羧基。课件展示：氨基酸数、肽键数、失去水分子数及蛋白质的相对分子质量关系表：肽链数氨基酸平均相对分子质量氨基酸数肽键数脱去水分子数蛋白质相对分子质量羧基数氨基数一条肽链ann-1n-1na-18(n-1)至少1个至少1个m条肽链ann-1n-mna-18(n-m)至少m个至少m个课件展示：名称氨基酸数量1.催产素92.牛加压素93.血管舒缓素94.平滑肌舒张素105.猪促黑色素细胞激素136.人促黑色素细胞激素22(1)上表中13这三种多肽所含氨基酸数相同，为什么其生理功能不相同？(构成这三种多肽的氨基酸种类和排列顺序不同。因此其结构不同，功能也不相同)(2)上表中3与4，5与6的功能相似，但具有专一性，主要原因是什么？(组成的氨基酸数目、种类和排列顺序不同，功能也不同)假如有1 000个氨基酸形成的具有一条肽链的蛋白质分子，从理论上说可因氨基酸种类、排列顺序的不同而有多少种？这体现了蛋白质分子具有什么特点？(201 000种，体现了蛋白质分子的多样性)教师活动：展示胰岛素分子立体结构图，以显示其具有特殊的空间结构，并指出蛋白质具有特定的空间结构，这与其功能有密切关系。蛋白质的空间结构能保持不变吗？举例说明。(蛋白质的空间结构会随着环境条件的改变而改变。如煮鸡蛋、烫发等过程中，就是因高温破坏蛋白质空间结构而使蛋白质变性失活)教师引导学生归纳蛋白质分子结构层次表：课件展示：因为组成蛋白质的氨基酸的数量、种类、排列顺序的不同，以及蛋白质的肽链数目和空间结构的不同，使蛋白质分子结构具有多样性，不同蛋白质分子结构不同，其具有的功能也不同。蛋白质分子结构与其相应的功能是统一的。学生活动：学生阅读教材表23，举例说明蛋白质具有的功能。课堂小结蛋白质的功能：(1)催化作用，如酶；(2)运输作用，如红细胞中的血红蛋白；(3)收缩运动作用，如肌肉中的蛋白质；(4)有机体结构成分，如组成细胞的蛋白质；(5)免疫作用，如抗体；(6)调控作用，如胰岛素。板书设计 第5课时核酸的结构与功能、生物大分子的骨架教学过程 导入新课利用多媒体展示某一刑事案件背景，警察从犯罪现场发现了非受害人的一根头发，运用现代生物技术手段DNA指纹法，很快找到了犯罪嫌疑人，并破获案件。人的细胞中含有DNA，而每个人的DNA都不完全相同，因此，通过分子生物学方法显示出来的人的DNA模样就会因人而异，人们就可以像指纹那样分辨人与人的不同了，这也就是DNA指纹一词的由来。(1)为什么利用DNA可以提供犯罪嫌疑人的信息？(2)DNA鉴定技术还可以在哪些方面应用？师生共同讨论：(1)DNA是人的遗传物质，每个人的DNA都有所不同，因此，从犯罪现场发现的头发、血液等，都能提取到DNA，从而能提供犯罪嫌疑人的信息。(2)DNA鉴定技术还可应用在亲子鉴定、一些灾难事故中遗体的鉴定等。如在印度洋海啸中我国就派出了DNA鉴定专家组支援有关国家的灾后救援工作。推进新课板书：四、核酸的结构与功能师:核酸是细胞中的一类重要生物大分子，它可以分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两类。那么核酸是由什么物质组成的呢？化学上常运用降解法研究物质的组成，人们研究发现核酸的降解产物是核苷酸，将核苷酸进一步降解可生成一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸。教师利用投影显示DNA分子的化学组成和RNA分子异同表。师:DNA分子和RNA分子的化学组成有什么相同之处？有哪些主要的不同之处？生:相同之处是组成核苷酸的磷酸相同，有三种碱基相同；主要不同之处在于：含有的五碳糖和一个碱基不同，DNA含有脱氧核糖而RNA含有核糖，DNA含有胸腺嘧啶而RNA中含有尿嘧啶。学生活动：阅读教材P22事实1，讨论如何判断某样品核酸是DNA还是RNA？测定样品核酸中碱基数目，若核酸中腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等则为DNA，若不含胸腺嘧啶，而含有尿嘧啶则为RNA。学生活动：阅读教材最后一段。师:(1)DNA与RNA在细胞中分布有什么区别？(2)不同生物的遗传物质是否相同？(3)遗传物质有什么功能？生:(1)DNA主要分布在细胞核内，RNA主要分布在细胞质内。(2)绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒只含RNA，遗传物质是RNA。(3)遗传功能是遗传信息的载体。板书：五、生物大分子的基本骨架碳链教师活动：利用多媒体演示淀粉、脂肪、蛋白质、DNA分子结构示意图。师:(1)四种生物大分子的基本组成元素有什么异同点？(2)组成四种生物大分子的基本组成单位是否相同？(3)四种生物大分子在结构上有的呈链状、分字、分支状或环状结构，形成这些结构主要依靠哪种元素？生:(1)相同点是都有C、H、O三种元素，不同点是蛋白质还含有N等元素，核酸还含有N、P等元素。(2)基本组成单位不同。(3)主要依靠C原子。师:C元素是组成生物体的主要元素之一，C原子含有6个质子、6个中子和6个电子。C原子可与多种原子结合，主要与C、H、O、N、S等结合。C与C之间结合形成不同长度的碳链，构成了有机物的基本骨架。课堂小结板书设计四、核酸的结构与功能五、生物大分子的基本骨架碳链活动与探究探究题目：尝试鉴定生物组织中的糖类、蛋白质和脂肪。材料用具：1.实验材料：苹果或梨，马铃薯，花生种子，豆浆或其他自选材料。2.仪器：双面刀片，试管(最好用刻度试管)，试管架，试管夹，大小烧杯，小量筒，滴管，酒精灯，三脚架，石棉网，火柴，载玻片，盖玻片，毛笔，吸水纸，显微镜。3.试剂：斐林试剂(甲液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液)，苏丹染液，双缩脲试剂(A液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01 g/ml的CuSO4溶液)，体积分数为50%的酒精溶液，碘液，蒸馏水。方法步骤:1.实验材料、仪器和试剂的选择。学生每3人一小组，每小组从实验材料中选择其中一两种，预测其中含有哪些有机化合物，再选择所需要的仪器和试剂。2.设计记录表格，记录预测结果，然后按照实验步骤进行检测，用“+”或“-”记录实测结果。还原糖淀粉脂肪蛋白质对应表格内先填上预测结果，实验后再填上实测结果。3.检测的方法步骤(1)还原糖的检测和观察:向试管内注入2 mL待测组织样液。向试管内注入1 mL斐林试剂(甲乙液等量混合均匀后再注入)。将试管放入盛有5065 温水的大烧杯中加热约2 min。观察试管中出现的颜色变化。(2)淀粉的检测和观察:用试管取2 mL待测组织样液。向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。(3)脂肪的检测和观察方法一：向待测组织液中滴加3滴苏丹染液，观察样液被染色的情况。方法二：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况(以花生为例)。取材：取