2024-2025学年新教材高中生物 第二章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物（1）教学实录 新人教版必修1

2024-2025学年新教材高中生物第二章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物（1）教学实录新人教版必修1科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年新教材高中生物第二章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物（1）教学实录新人教版必修1教学内容本节课以新人教版必修1第二章“组成细胞的分子”第1节“细胞中的元素和化合物（1）”为主要内容。重点讲解组成细胞的元素，包括碳、氢、氧、氮等元素，以及这些元素在细胞中的存在形式和作用。通过学习，使学生了解细胞中元素和化合物的组成，为后续学习细胞的结构和功能奠定基础。核心素养目标1.培养学生的科学思维，通过分析细胞中元素和化合物的组成，引导学生运用结构决定功能的原理，理解细胞结构与功能的关系。

2.提升学生的科学探究能力，通过实验探究细胞中元素的含量，培养学生的实验操作技能和数据分析能力。

3.强化学生的生命观念，使学生认识到细胞是生命活动的基本单位，元素和化合物是构成细胞的基础，从而树立正确的生命科学观念。重点难点及解决办法重点：

1.细胞中元素和化合物的种类及其作用：重点掌握细胞中主要元素如碳、氢、氧、氮的含量和功能，以及无机盐和有机化合物的组成。

2.元素和化合物在细胞中的分布与作用：理解元素和化合物在细胞不同结构和功能中的分布情况。

难点：

1.元素和化合物的组成和结构特点：对于学生来说，理解和记忆细胞中各类元素和化合物的具体组成和结构特点存在困难。

2.元素和化合物与细胞功能的关系：学生难以将抽象的元素和化合物与具体的细胞功能联系起来。

解决办法与突破策略：

1.采用多媒体教学，结合图片、动画等形式，直观展示元素和化合物的结构特点。

2.通过实验和案例分析，让学生亲自操作和观察，加深对元素和化合物在细胞中作用的理解。

3.设计小组讨论和合作学习活动，引导学生分析细胞中元素和化合物的分布与功能，培养合作探究能力。

4.结合实际问题，引导学生将所学知识应用于解决实际问题，提高学生的迁移能力。教学资源准备1.教材：确保每位学生拥有新人教版必修1教材，以便随时查阅相关内容。

2.辅助材料：准备细胞结构图、元素周期表、化合物结构式等图表，以及相关科普视频，以辅助学生理解。

3.实验器材：根据实验需求准备显微镜、试管、滴管、化学试剂等，确保实验过程安全、有序。

4.教室布置：设置分组讨论区，安排实验操作台，并确保教室内光线充足，为学生提供良好的学习环境。教学流程一、导入新课（5分钟）

1.展示细胞结构图，引导学生回顾细胞的基本结构。

2.提问：“细胞是由什么组成的？这些组成成分在细胞中扮演什么角色？”

3.引入本节课主题：“细胞中的元素和化合物”，激发学生的学习兴趣。

二、新课讲授（15分钟）

1.讲解细胞中元素的种类和含量，结合元素周期表，分析元素在细胞中的存在形式和作用。

-用时：5分钟

2.介绍细胞中的化合物，包括无机盐和有机化合物，强调它们在细胞结构和功能中的重要性。

-用时：5分钟

3.通过案例分析，解释元素和化合物在细胞不同结构和功能中的分布与作用。

-用时：5分钟

三、实践活动（20分钟）

1.分组实验：学生分组进行“细胞中元素含量的测定”实验，观察实验现象，记录数据。

-用时：10分钟

2.观看科普视频：通过视频了解细胞中元素和化合物的相关知识，加深理解。

-用时：5分钟

3.小组讨论：引导学生思考元素和化合物在细胞中的协同作用，分享实验心得。

-用时：5分钟

四、学生小组讨论（10分钟）

1.举例回答：“请列举三种细胞中常见的无机盐及其作用。”

-学生回答：如钙离子参与肌肉收缩，镁离子参与酶的激活等。

2.举例回答：“请说明有机化合物在细胞膜中的作用。”

-学生回答：如磷脂构成细胞膜的基本骨架，蛋白质参与细胞膜的功能。

3.举例回答：“请解释为什么碳元素在细胞中如此重要？”

-学生回答：碳元素可以形成多种有机化合物，如糖类、脂类、蛋白质和核酸，是生命活动的基础。

五、总结回顾（5分钟）

1.回顾本节课所学内容，强调细胞中元素和化合物的种类、作用及其在细胞中的分布。

2.强调本节课的重点：细胞中元素和化合物的组成及其在细胞功能中的作用。

3.针对难点，总结元素和化合物与细胞功能的关系，帮助学生建立知识框架。

4.布置课后作业，巩固所学知识，如阅读教材相关章节，完成课后练习题。

整个教学流程共计45分钟，各个环节紧密相连，旨在帮助学生掌握细胞中元素和化合物的相关知识，培养科学思维和探究能力。拓展与延伸一、提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

1.《细胞中的化合物》：介绍细胞中各种化合物的详细信息，包括它们的化学结构、生物合成途径以及在细胞中的功能。

2.《生物大分子的结构与功能》：深入探讨蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质等生物大分子的组成、结构及其在细胞中的生物学作用。

3.《细胞元素与生态系统》：探讨细胞元素在生态系统中的循环，以及人类活动对元素循环的影响。

4.《元素与人类健康》：分析不同元素在人体健康中的作用，以及元素缺乏或过量对健康的影响。

二、鼓励学生进行课后自主学习和探究

1.探究不同生物体内元素含量的差异：学生可以选择不同种类的生物样本，通过查阅文献或实验测定，比较它们体内元素的含量差异，并分析其原因。

2.研究环境污染物对细胞元素组成的影响：学生可以设计实验，研究重金属或其他污染物对细胞内元素组成的影响，以及这些影响对细胞功能可能造成的后果。

3.分析人类饮食中元素摄入与健康状况的关系：学生可以通过查阅相关资料，分析不同食物中元素的含量，结合自己的饮食习惯，评估自己的元素摄入情况，并探讨可能的健康影响。

三、实用性强的知识点拓展

1.元素在生物化学过程中的作用：研究元素在酶催化反应中的作用，以及元素缺乏或过量对酶活性的影响。

2.细胞信号传导中的元素参与：探讨钙离子、钠离子等在细胞信号传导中的作用，以及这些离子如何调节细胞内外的化学反应。

3.元素与生物膜的功能：分析磷脂、蛋白质等生物膜成分中的元素，以及这些元素如何影响生物膜的流动性和稳定性。

4.元素在生物能源和生物材料中的应用：研究元素在生物能源转换和生物材料制备中的应用，以及这些技术的可持续发展潜力。典型例题讲解1.例题：某生物体细胞内含有C、H、O、N四种元素，已知该生物体细胞内C、H、O、N四种元素的质量比为9:1:8:2，求该生物体细胞内C、H、O、N四种元素的原子个数比。

答案：根据元素的质量比，我们可以计算出各元素的相对原子质量。C的相对原子质量为12，H为1，O为16，N为14。设C、H、O、N的原子个数分别为a、b、c、d，则有：

12a:1b:16c:14d=9:1:8:2

a/b=9/1=9

b/c=1/8=0.125

c/d=8/2=4

由于a、b、c、d是原子个数，它们应该是整数，因此我们可以通过比例关系找到一个合适的整数解。我们可以设a=9x，b=x，c=8x，d=2x，其中x是比例系数。这样，我们得到：

a:b:c:d=9x:x:8x:2x=9:1:8:2

因此，该生物体细胞内C、H、O、N四种元素的原子个数比为9:1:8:2。

2.例题：某生物细胞中含有蛋白质、核酸和脂质等生物大分子，其中蛋白质含量占细胞干重的50%，核酸含量占30%，脂质含量占20%。若蛋白质的相对分子质量平均为10000，核酸的相对分子质量平均为5000，脂质的相对分子质量平均为1000，求该细胞干重。

答案：设细胞干重为W克，则蛋白质、核酸和脂质的质量分别为：

蛋白质质量=W*50%=0.5W

核酸质量=W*30%=0.3W

脂质质量=W*20%=0.2W

蛋白质、核酸和脂质的摩尔质量分别为10000、5000和1000，因此它们的摩尔数分别为：

蛋白质摩尔数=蛋白质质量/蛋白质摩尔质量=0.5W/10000

核酸摩尔数=核酸质量/核酸摩尔质量=0.3W/5000

脂质摩尔数=脂质质量/脂质摩尔质量=0.2W/1000

由于蛋白质、核酸和脂质是细胞的主要组成成分，它们的摩尔数之和应等于细胞干重对应的摩尔数：

0.5W/10000+0.3W/5000+0.2W/1000=W/(10000+5000+1000)

解这个方程，得到：

W=10000

因此，该细胞干重为10000克。

3.例题：某种生物细胞内含有碳、氢、氧、氮四种元素，已知该生物细胞内碳、氢、氧、氮的质量比为6:1:8:1。若该生物细胞内含有1.2克碳，求该生物细胞内含有的氢、氧、氮元素的质量。

答案：根据碳、氢、氧、氮的质量比，我们可以计算出各元素的质量。碳的相对原子质量为12，氢为1，氧为16，氮为14。设氢、氧、氮的质量分别为m、n、p，则有：

6:1:8:1=12a:1b:16c:14d

其中a、b、c、d是比例系数。由于碳的质量为1.2克，我们有：

12a=1.2

解得a=0.1

因此，氢、氧、氮的质量比为：

1:8:1=b:8c:d

由于b、c、d是比例系数，我们可以设b=0.1，c=0.1，d=0.1，这样我们得到：

氢的质量m=b=0.1克

氧的质量n=8c=0.8克

氮的质量p=d=0.1克

因此，该生物细胞内含有的氢、氧、氮元素的质量分别为0.1克、0.8克、0.1克。

4.例题：某种生物细胞内含有蛋白质和脂质两种化合物，已知蛋白质含量占细胞干重的40%，脂质含量占60%。若蛋白质的相对分子质量平均为10000，脂质的相对分子质量平均为800，求该细胞干重。

答案：设细胞干重为W克，则蛋白质、脂质的质量分别为：

蛋白质质量=W*40%=0.4W

脂质质量=W*60%=0.6W

蛋白质、脂质的摩尔质量分别为10000、800，因此它们的摩尔数分别为：

蛋白质摩尔数=蛋白质质量/蛋白质摩尔质量=0.4W/10000

脂质摩尔数=脂质质量/脂质摩尔质量=0.6W/800

由于蛋白质、脂质是细胞的主要组成成分，它们的摩尔数之和应等于细胞干重对应的摩尔数：

0.4W/10000+0.6W/800=W/(10000+800)

解这个方程，得到：

W=16000

因此，该细胞干重为16000克。

5.例题：某种生物细胞内含有碳、氢、氧、氮四种元素，已知该生物细胞内碳、氢、氧、氮的质量比为3:1:4:1。若该生物细胞内含有1.5克碳，求该生物细胞内含有的氢、氧、氮元素的质量。

答案：根据碳、氢、氧、氮的质量比，我们可以计算出各元素的质量。碳的相对原子质量为12，氢为1，氧为16，氮为14。设氢、氧、氮的质量分别为m、n、p，则有：

3:1:4:1=12a:1b:16c:14d

其中a、b、c、d是比例系数。由于碳的质量为1.5克，我们有：

12a=1.5

解得a=0.125

因此，氢、氧、氮的质量比为：

1:4:1=b:4c:d

由于b、c、d是比例系数，我们可以设b=0.125，c=0.125，d=0.125，这样我们得到：

氢的质量m=b=0.125克

氧的质量n=4c=0.5克

氮的质量p=d=0.125克

因此，该生物细胞内含有的氢、氧、氮元素的质量分别为0.125克、0.5克、0.125克。课堂1.课堂评价

课堂评价是教学过程中不可或缺的一环，它能够及时反映学生的学习情况，帮助教师调整教学策略，提高教学效果。

（1）提问评价：通过提问的方式，教师可以了解学生对知识的掌握程度。在课堂教学中，教师应设计不同类型的问题，如知识性问题、理解性问题、应用性问题等，以检验学生对细胞中元素和化合物的认识。

例如，教师可以提问：“请列举三种细胞中常见的无机盐及其作用。”或“请说明有机化合物在细胞膜中的作用。”通过学生的回答，教师可以评估他们对知识的理解和应用能力。

（2）观察评价：教师应关注学生在课堂上的参与程度，如发言积极性、课堂互动、实验操作等。通过观察，教师可以发现学生在学习过程中的困难和问题，并给予及时的帮助。

例如，在实验操作环节，教师可以观察学生是否按照实验步骤进行操作，是否能够正确使用实验器材，以及是否能够准确记录实验数据。

（3）测试评价：通过课堂小测验或随堂测试，教师可以了解学生对知识的掌握程度。测试内容应与课堂讲授内容紧密相关，以检验学生对知识的理解和应用能力。

例如，教师可以设计一些选择题、填空题或简答题，测试学生对细胞中元素和化合物的掌握情况。

2.作业评价

作业是课堂教学的延伸，通过作业评价，教师可以了解学生在课后对知识的巩固和应用情况。

（1）认真批改作业：教师应认真批改学生的作业，对学生的错误进行详细分析和纠正，帮助学生找出学习中的不足。

（2）及时反馈学习效果：教师应在批改作业后及时向学生反馈学习效果，鼓励学生继续努力。对于学生的优点，教师要给予肯定和表扬；对于学生的不足，教师要耐心指导，帮助学生改进。

（3）鼓励学生自主学习和探究：教师可以通过布置拓展性作业，鼓励学生自主学习和探究。例如，要求学生查阅资料，了解细胞中某些元素的生态循环，或分析某些化合物在生物体内的代谢途径。内容逻辑关系①细胞中元素的基本概念

-元素：构成物质的基本单位，具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。

-元素周期表：按原子序数递增的顺序排列的元素周期性表，反映了元素性质的周期性变化。

②细胞中元素的含量和作用

-组成细胞的元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫等，其中碳是生物体中的中心元素。

-元素含量：细胞中元素的含量差异很大，碳、氢、氧、氮的含量最高，磷、硫次之。

-元素作用：元素是构成细胞结构的基础，参与生物化学反应，调控细胞功能。

③细胞中的化合物

-无机化合物：如水、无机盐、氧等，是细胞内重要的溶剂和离子平衡调节物质。

-有机化合物：如蛋白质、核酸、糖类、脂质等，是细胞内重要的生物大分子，参与细胞结构和功能的维持。

-化合物作用：有机化合物是细胞内化学反应的底物和产物，参与能量转换、信号传递等生命活动。

④元素和化合物在细胞中的分布与功能

-分布：不同元素和化合物在细胞中分布不同，如磷脂主要分布在细胞膜上，蛋白质则广泛存在于细胞内。

-功能：元素和化合物的分布与其功能密切相关，如细胞膜上的磷脂参与维持细胞膜的流动性和选择性渗透。

⑤元素和化合物与细胞结构的关系

-结构决定功能：细胞内元素和化合物的分布与细胞的结构密切相关，不同的细胞结构需要不同的元素和化合物来维持。

-功能多样性：细胞内元素和化合物