《细胞中的元素和化合物》教学设计

1、“细胞中的元素和化合物”教学设计一、 教材分析与处理1、地位和作用“细胞中的元素和化合物”一节是人教版新课标教材必修1 第 2 章第 1 节的内容，是在学生认同了细胞是基本的生命系统的基础上来学习的，而学生要深入认识细胞这一基本的生命系统可以从细胞的组成、结构、功能、发生和发展变化等方面来拓展学习。但是细胞的结构、功能、发生和发展变化等都是具有共同的物质基础的，即组成细胞的元素和化合物。所以对细胞这一基本生命系统的认识首先需要了解细胞这个系统的物质组成，于是也就有了本章内容的学习，也就是说本章内容是学习本书其他章节的基础，也是学习高中生物课程其他模块的基础。但是组成细胞的元素和化合物种类较多，

2、功能各不相同，为了方便学生的学习，本章分节逐一介绍了各种化合物的结构和功能，同时教材编排又考虑到学生学到的知识应是具有体系的，不至于在脑海中呈散乱状态，因此在对各种化合物具体学习之前，先从整体上认识细胞中含有的元素和各种化合物，于是也就有了本节内容的学习。为了让学生们直观感受到细胞中存在的化合物，本节内容还安排了一个学生实验，通过把学生的生活经验、常识与实验结合，激发学生对后续各节的学习兴趣。总之，本节内容是本章的开篇，具有提纲挈领的作用。2、新旧教材的对比（ 1）旧教材中本章的标题是“生命的物质基础” ，新教材则为“组成细胞的 分子” ，从高中学生的理解能力来看，新教材中的标题更符合学生的认

3、知规律：直观，与已经具备的知识联系更紧密，也就更利于学生用已知的知识来解决未知的问题；（ 2）旧教材中将“组成细胞的元素和化合物”分为两节学习，每一节中分别学习一些具体元素或化合物的种类和功能，而新教材却将元素和化合物的整体介绍放在一节里面，从知识体系上来看更符合化学原理一些，因为化合物都是由元素组成的。例如在旧教材中讲到关于元素的重要作用时这样写道：生物体的化学元素组成多种多样的化合物。但接下来教材又回到学习化学元素上来了，因此显得有点乱，而新教材将“组成细胞的元素”学完以后通过“组成细胞的元素大多以化合物的形式存在”这样一句话便顺利的过渡到了化合物的种类和含量的学习，应该说更为合理一些；（

4、 3） “检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质”的实验比旧教材有所改进，不再是单纯地验证，而是让每一组学生选择一两种样品，检测这种样品中是否含有还原糖、脂肪、蛋白质或淀粉，小组间比较检测结果，了解同种生物组织中有机物含量的差异和不同种生物组织间有机物含量的差异（教材中的每个步骤均使用了“待测组织样液”这个词语） 。正因为是探究待测样品中的化合物种类，所以本实验的编排顺序也由旧教材中的最后一节改动到了新教材中的第一节。3、教法处理本节内容课时安排2 课时，其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，但笔者认为如果完全按照教材的编排顺序来组织教学，课堂氛围显得太直白，不生动，不利于学生参

5、与学习活动。虽然在教材“思考与讨论”中出现的思考题能调动学生的思维，但第 1、 2 两个问题显得与学生的生活常识、经验等方面的联系不紧密，容易出现“思维惰性” ，因此我在组织教学的过程中，对教材的编排顺序做了改动：第 1 课时学生完成教材中的探究性实验，第 2 课时学生学习书中的理论知识部分，具体安排如下：首先利用“思考与讨论”中的问题3：让同学们根据已有的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质，从而直接进入探究性实验内容的学习，这样组织教学符合高一学生的个性特征，也更能够激发学生学习本节内容及后续各节内容的兴趣。其次，在学生通过以上探究实验直观感受到了细胞中化合物的基础上，

6、再来学习“组成细胞的化合物”这一内容，接受起来顺理成章，对知识的掌握也就更容易一些。由于高一学生已经具备一些化学的基本知识，知道任何一种化合物都是由化学元素组成的，细胞中的化合物也不例外，也是由化学元素组成的。所以让学生们尝试着说出一些组成这些化合物的化学元素，从而自然过渡到“组成细胞的元素”的学习。在总结“组成细胞的元素和化合物”的基础上，学生认同了生命的物质性，任何生命系统都不能脱离物质而存在。通过设问“既然生命离不开物质，那是不是具有物质就具有生命呢？” ，引导学生思考，最后进入“生物界与非生物界的统一性和差异性”的学习。4、重点和难点教学重点：（ 1）组成细胞的主要元素和化合物的种类及

7、其相对含量；（ 2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。教学难点：（ 1）构成细胞的最基本元素是碳；（ 2）学生科学探究能力的培养。二、学情分析1、学生的基础分析：初中生物中学生做过种子成分的鉴定实验、骨成分的鉴定实验，因此对本节中实验内容的学习有一定的帮助，但是初中生物在初二就会考了，所以进入高一的学生在很大程度上已经将初中学过的生物知识遗忘了，几乎谈不上对生物基础知识和基本技能的了解和掌握，需要教师在教学过程中对学生进行知识的铺垫。2、学生的能力分析：虽然初中教育改革进行了多年，但受到中考升学压力的影响，学生的生物学习仍然以被动接受式学习为主，与高中生物学习中强调主动构建知识、发展能力、形

8、成正确的情感态度与价值观等方面差距较大，因此对高一学生而言自主学习能力、探究创新能力等还非常欠缺。3、学生的个性分析：高一学生的抽象思维能力正在逐步加强，乐于接受并掌握一些逻辑推理性强的知识点，而对于比较散乱需要大量记忆的知识点不太感兴趣，但同时学生对生物实验十分感兴趣，喜欢通过直观的生物实验来掌握相应的知识点。三、设计思想本节内容中的实验部分具有设计为探究性实验的一些因素，它不是简单验证某种生物组织中含有某种化合物，而是在学生无法准确判断的基础上自主探究某种生物组织中含有的化合物种类，因此我将实验教学过程设计为一个学生的探究性实验，对于发展学生的科学探究能力有一定帮助，同时通过实验结论“每一

9、种生物组织中含有多种化合物，只是含量有差异”的得出启发学生在日常生活中如何选择食物，从而使学生注重生物知识与现实生活的联系。而对于“细胞中化学元素和化合物种类及其含量”的学习则考虑到学生通过实验已经 知道了生物组织中含有化合物，因此先学习化合物，再由初中化学知识自主学 习组成细胞的化学元素，这样设计教学过程更强调了学生的学习是一个主动建 构知识、发展能力的过程。四、教学目标1、学生通过对教师演示实验的观察尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质;2、学生通过检测生物组织中的糖类、 脂肪和蛋白质，发展自身科学探究的能力； 3、学生通过实施探究性实验得出结论“每一种生物组织中含有多种化合物，只 是含

10、量有差异”，并能说出在日常生活中该如何选择食物，从而更加注重生物知 识与现实生活的联系，确立积极的生活态度和健康的生活方式；4、学生通过对教材相关内容的阅读、讨论及归纳能简述组成细胞的主要元素及 其化合物的种类，能说出构成细胞的最基本元素是碳；5、学生通过探讨细胞中主要化合物的种类认同生命的物质性。五、教学实施程序第一课时：教师组织引导学生活动设计意图一、设疑导入：1、我们平时吃的花生油、菜籽油分别 是从植物的什么器官中提取的？为什 么一般不选玉米、小麦等种子提取？根 据生活常识，你知道玉米、小麦的种子 中富含什么物质吗？2、既然根据生活经验我们知道花生种 子中富含脂肪，你能通过什么方法证明

11、花生种子中富含脂肪吗？（教师出示花 生种子）3、根据你的生活经验，还能说出哪些 植物器官的细胞中富含糖类、脂肪或蛋 白质？学生根据生活经验回答问题：种 子中提取的。玉米、小麦等种子 中脂肪含量较低。根据初中学过的生物知识，部分 学生进行以下操作：将花生种子 烘烤后放在滤纸上用力挤压，滤 纸上会出现油迹斑点，从而证明 了种子这种器官中含有脂肪。小组讨论，得出答案。通过联系学生的 生活实际，利用 学生的生活经验 引入本节内容的 学习，以此来激 发学生强烈的求 知欲。二、实验：检测生物组织中的糖类、脂 肪和蛋白质1、根据学生回答上面第3个问题的答 案，教师出示一些实验材料：苹果或梨 匀浆、马铃薯匀浆

12、、花生种子、花生种 子匀浆、豆浆、鲜肝研磨液，让学生推 测其中富含哪种化合物并将推测结果 填在教材的表格中。2、学生填好后，请学生交流预测的结 果。3、提问：每个同学都已经预测了这些 生物组织中富含化合物的种类，有的同 学认为某种生物组织中富含一种化合 物，有的同学预测的是几种化合物，我 们怎样进行预测结果的验证呢？（教师 通过初中的一些知识来进行引导，如淀 粉遇碘变蓝，让学生明白可以借用一些 特殊的化学试剂，从而自然过渡到演示 实验的教学。）4、教师演示实验：教师演示糖类、脂 肪、蛋白质和淀粉与化学试剂的颜色反 应。告诉学生这是鉴定某种化合物的化 学方法，并且将反应的原理告知学生。5、提问：

13、有了这些化学试剂，我们就 可以鉴定某种化合物是否存在，那么现 在你将如何来验证你预测的实验结 果？学生完成教材表格中的“预测结 果”这一内容。学生交流预测的结果。通过教师利用“淀粉遇碘变蓝” 这一现象的引导，部分学生能够 想到借用一些特殊的化学试剂 来验证预测的结果。学生认真观察，并记住每种化合 物与化学试剂发生的颜色变化。培养学生分析问 题、解决问题的 能力6、组织学生活动：通过对该演示实验 的观察、理解，请同学们自己动手探究 所给实验材料中富含化合物的种类，并 与其推测的结果进行比较。（可分小组 进行实验，每个小组学生负责探究一种 生物组织：先预测该生物组织中可能含 有的物质种类，然后分别

14、用各种化学试 剂实测该生物组织中是否含有预测的 物质。）7、实验小结：教师组织小组间进行实 验结果的交流。学生进行探究实验每小组同学之间进行实验结果 的交流。通过教师的演示 实验，让学生明 白某些化学试剂 能够使生物组织 中的有关有机化 合物产生特定的 颜色反应，为学 生进行以下探究 实验提供实验原 理。培养学生设计并 实施探究实验的 能力。培养学生分析、 总结的能力。8、提问：(1)你的预测与实测结果是否一致？(2)有的同学预测的是某种生物组织 中含有几种化合物，那么你是否看到了 它与不同的化学试剂发生了不同的颜 色反应呢？(3)如果实验结果是某种生物组织只 与某种化学试剂发生了颜色反应，那

15、是 否说明这种生物组织中只含有一种化 合物呢？9、教师进行演示实验：将面粉包在纱布里放在盛水的烧杯中 反复揉搓，一段时间后向烧杯中滴加碘 液，让学生观察现象，同时请学生观察 残留在纱布上的物质(主要是蛋白质)， 提问：该演示实验说明什么？学生回答问题学生思考后得出正确的结论：每 一种生物组织中含有多种化合 物，只是含量有差异。培养学生分析、 总结的能力。10、提问：每一种生物组织中含有多种 化合物，只是含量有差异，这对我们选 择食物有什么启发？第二课时：引入：通过前面的实验课，同学们自己 动手探究了某些生物组织中富含的有 机物，而且也知道某种生物组织中所含 的有机物种类不止一种，那么到底在生

16、物细胞中含有哪些化合物呢，这就是我 们今天学习的第一个内容，由此进入”组成细胞的化合物”的学习。一、组成细胞的化合物：1、请学生自己阅读书中的两张表解， 了解组成细胞的主要化合物及其相对 含量。2、请学生思考”思考与讨论”中的第2 小题。(通过对“海”字的拆分引导学 生了解并理解水对生命的重要意义，而 对于蛋白质的意义主要是引导学生回 忆初中的生物知识，如血红蛋白等。)3、教师引导学生小结：每个细胞中都 含有两种无机化合物和四种有机化合 物，水的含量最多，而有机物中(干重 中)蛋白质的含量最多。学生讨论后回答问题注重生物知识与 现实生活的联 系，使学生确立 积极的生活态度 和健康的生活方通过对

17、实验结论 的复习直接进入 ”组成细胞的化 合物”的学习。学生阅读了解组成细胞的主要 化合物种类及其相对含量。学生思考”思考与讨论”中的第 2小题。学生在老师的引导下进行小结二、组成细胞的元素：1、同学们初三已经学过化学了，知道 任何一种化合物都是由化学元素组成 的，细胞中的这些化合物也不例外，也 是由化学元素组成的，根据你已有的化 学知识请尝试着说出一些组成细胞的 化学元素。2、请同学们阅读书中相关文字和图 21、22,回答以下问题：(1)组成细胞的最基本元素是什么？(2)鲜重和干重中含量最多的元素分 别是什么？(3)组成细胞的元素中含量较多的是 哪四种元素？(4)组成细胞的元素中哪些是大量元

18、 素，哪些是微量元素，你认为微量元素 是否是可有可无的兀素，请举例说明？ 3、在学生回答的基础上教师最后整理 并小结以上问题的答案，并以板书的形 式展示结论。(在小结碳是最基本元素 时，可以通过补充一些相关的化学知识 来帮助学生理解并突破这一难点，同时 顺理成章的引导学生回答了 “思考与讨 论”中的问题1。)学生尝试着说出一些组成细胞 的化学元素。学生阅读、思考，回答相关问题。通过学生已有的 化学知识来学习 组成细胞的化学 元素，达到学生 主动建构知识的 目的。通过问题的设 置，引导学生进 行自主学习，提 高学生的自学能 力和分析、总结 的能力。三、生物界与非生物界的统一性和差异 性：1、引言

19、：通过以上知识点的学习我们 了解了细胞中的元素和化合物的种类 和相对含量，正是由于这些物质的存 在，组成了细胞这一基本的生命系统， 所以任何生命都不能脱离物质而存在， 必须具备相应的物质基础一一组成细 胞的元素和化合物。2、设问：这时有的同学可能会问，既 然生命离/、开物质，那是不是具有物质 就具有生命了呢？请同学们相互讨论 并回答。(在同学们讨论的答案中可以 顺利地进入到“生物界与非生物界的统 一性和差异性”的学习。)3、教师组织学生阅读教材中的相关内 容。4、教师引导学生归纳小结：(1)组成的细胞的化学元素在无机自 然界中都能够找到，没有一种化学元素 为细胞所特肩，说明生物界与非生物界学生

20、思考、分析、讨论并得出结 论：非生物界也是由各种物质组 成的，但却没有生命。学生通过获取教材中的一些信 息总结归纳出“生物界与非生物 界具有统一性和差异性”这一结 论。通过以上知识点 的学习学生认同 了生命的物质 性，而通过问题 的设置，将学生 引入生物界与非 生物界相互关系 的思考，从而为 以后学习“细胞 的基本结构”做 好了铺垫。具有毛性；(2)细胞与非生物相比，各种元素的 相对含量又大不相同，说明生物界与非 生物界具肩差异性。四、引导学生进行本节知识的总结。学生自主构建本节知识网络。培养学生的总结 归纳能力。六、教学反思本节课的教学设计对教材的编排顺序做了很大的改动，目的在于先通过学 生

21、的生活经验和探究性实验激发学生强烈的求知欲，以便更好的实施兴趣教学, 这样处理也符合新课标中提出的“更贴近社会实际和学生的生活经验”这一观 点；同时笔者认为进行这种教学顺序的改动，更利于学生对新知识的学习，比 如从学生生活中熟悉的化合物的学习进入化学元素的学习，而且对于化学元素 的学习是借助学生已有的化学知识来进行的，这样充分体现了学生的学习过程 是一个用已知的知识解决未知的问题的过程，是一个主动建构知识、发展能力、 形成正确的情感态度与价值观的过程。但是在进行教学设计的过程中，我也产 生了一些问题与困惑，另外还有一些建议：第一，从认识生命系统来看是从微观到宏观来认识的，因此对细胞这一基 本生

22、命系统的认识也应该是从组成细胞的元素到组成细胞的化合物来学习，而 我的教学设计中在顺序上做了改动会不会干扰学生的这种认识规律；第二，在进行实际的实验操作时，教材中提供的有些实验材料颜色反应不 明显，因此会干扰预测结果的验证，比如苹果匀浆本身就带有黄色，对于颜色 反应有干扰，建议老师们选材时选用梨匀浆，而教材中提供的肝脏研磨液实际 颜色更深，几乎所有的颜色反应都不明显；第三，实验中对脂肪的检测教材提出了两种方法，方法一学生们都能自行 设计出来，而方法二则必须由老师做出相应的讲解，而且建议老师们将方法二 也采用探究性方法，将能进行切片的生物组织都进行切片观察，而不是只用花生种子做验证性实验;第四，

23、在教材正文中并没有提及微量元素、大量元素的作用，也没有给出“生物界与非生物界具有统一性和差异性”这样的结论，但是在习题练习过程中经常会出现对这些知识点的考察，对现在的新教材而言需不需要补充讲解。（成都市石室中学岳琴）“236”生本课堂细胞中的无机物设计：审核：时间： 10月10日一、【自主探究准备】阅读课本、查阅相关资料及工具书自主预习，完成学案二、【自主探究任务】1、说出水和无机盐在细胞中的存在形式和作用。2、理解组成生物体的无机物和有机物是生命活动的基础。预习过程指导记录、【自主探究过程】知识点观察与思考归纳与结论无机物的种类细胞中的无机物主要包括 和。水的含量水母的含水量达97%鱼类：8

24、085%哺乳动物：65%幼儿身体的含水量迹还图十 成年人身体的含水量； 植物的幼嫩部分比老熟部分 含水量更多。水在细胞的各种化学成分中含量 。生物体的含水量随着 的/、同有所差别；生物体在小同的 ,含水量也小同。水的存在形式心脏的含水量为79%血液的含水量为83%二者含水量相近，为什么形态结构差异很大？水在细胞中以和两种形式存在。叫做结合水，大约占细胞内全部水分的 ;叫做自由水。水在细胞中的作用结合水和自由水在细胞中分别有什么作用？结合水的作用：O自由水的作用：1、 。2、 。3、 。无机盐的存在形式大多数无机盐在细胞中以什么形式存在？细胞中大多数无机盐以的形式存在，阳离子有等;阴离了有等。无

25、机盐的作用1、为什么缺铁会导致贫血？2、为什么植物体缺镁会影响光合作用？作用一：O3、为什么要在食盐中加碘？4、哺乳动物的血液中如果钙 离子的含量太低会出现抽搐 等症状。作用二：O四【自主探究检测】1.下列各过程中所散失的水分中主要属于结合水的是（A种子收获后在晒干过程中散失的水B、干种子烘烤过程中散失的水分C、洋葱表皮细胞发生质壁分离所散失的水分DK植物蒸腾作用散失的水分79%而呈坚韧形态，血液含水（ ）2.人体某些组织含水量近似但形态不同，如心肌含水 约83碗呈川流不息的形态，对这种差异的解释正确的是A血液中全是自由水B、血液中全是结合水C 、心肌中多是自由水D、心肌中多是结合水3 .美国宇航局于 3月2日公布了 “机遇”号火星探测车对火星进行探测的详细资料，有明确的数据表明，火星过去曾有丰富的水资源，据此推测火星上可能存在过生命。这一推测的理由是（）细胞内自由流动细胞中以两种形式存在细胞中含量各不相同4 .一个体重为200公斤的十岁男孩，其体内脂肪组织中，占细胞重量50蛆上的物质是（）A、蛋白质B、水 C 、脂肪 D、糖类5 .下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是（）A、休眠的蚕豆子叶细胞B、玉米的胚乳细胞