教学目标
1.简述组成细胞的主要元素。说出构成细胞的基本元素是碳。
2.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，探讨细胞中主要化合物的种类。
3.认同生命的物质性。
教学重点和难点
1.教学重点
（1）组成细胞的主要元素和化合物。
（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
2.教学难点
（1）构成细胞的基本元素是碳。
（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
教学过程
一、构成细胞的化学元素
1、分布特点
（1）不同种生物体所含元素种类大体相同
（2）在不同种生物体内各种元素的含量差异很大
2、种类与含量
（1）细胞中常见元素：20多种
（2）最基本元素：C
（3）基本元素：C、H、O、N
（4）主要元素：C、H、O、N、S、P(占97％)
（5）大量元素：（9种）C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg
（6）微量元素：（6种）Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo(人教)
（7）大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素。
（8）占细胞干重最多的元素是C；占细胞鲜重最多的元素是O；无论干重还是鲜重，C、H、O、N四种元素的含量最多。
3、人体中主要元素含量（人教版）
鲜重
干重
主要元素占细胞百分比
O（65）、C（18）、H（10）、N（3）
（因为含水）
C（48.4）、O（23.7）、N（12.9）、H（6.6）
主要化合物占细胞百分比
水、蛋白质、脂质、糖类
蛋白质、脂质、糖类
4、在细胞中存在状态
少数以离子态存在
绝大多数以化合物形式存在
5、生物界与非生物界的统一性和差异性
（1）统一性（种类）：
①生物界和非生物界都是由化学元素组成的；或组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有。
②生命起源于非生物界。
（2）差异性（含量）：
①组成生物体的化学元素，在生物体内和自然界中含量相差很大；
②无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，只有在生活的机体中，有机地结合在一起，才能表现出生命现象。
6、细胞中元素的作用【拓展归纳】
(1)组成化合物
与光合作用有关
元素
参与形成的物质及结构
N
蛋白质、ATP、辅酶ⅡNADP+、叶绿素、核苷酸等
P
ATP、NADP+、核苷酸、磷脂；动物体内牙齿、骨骼成分
Mg
叶绿素的组成成分
其他元素
S
是甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分；是蛋白质的特征元素
Fe
动物血红蛋白
I
甲状腺激素等
(2)影响生命活动
①Ca可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。
②K可维持人体细胞内液的渗透压、心肌舒张和保持心肌正常的兴奋性。K在植物体内可促进光合作用中糖类的合成和运输。
③B可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B会造成“花而不实”。
7、生物体内各种元素的来源和去向
①从最终来源上看，生物体内各种元素都来自于无机环境。
②生物体直接或间接获得无机环境中元素的方式不同，如图：
二、组成细胞的化合物
1．构成细胞化合物的种类
2、含量
细胞中含量最多的是水，细胞中含量最多的有机物是蛋白质。
三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．还原糖的检测
(1)检测原理：还原糖中的醛基(—CHO)或酮基在加热50-65条件下能将Cu(OH)2中的Cu2＋还原成Cu2＋，从而生成砖红色的Cu2O沉淀。
还原糖（葡萄糖1、麦芽糖2、果糖1、乳糖2、半乳糖1）＋斐林试剂→砖红色沉淀（实质是Ca2+与—CHO反应形成Cu2O）
(2)检测步骤
2．脂肪的检测
(1)检测原理：脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色 (脂肪＋苏丹Ⅳ染液→红色)
(2)检测步骤
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液→橘黄色(红色)
方法二
取材：花生种子(浸泡，去掉种皮)
切片：将子叶切成薄片
制片：
①取最薄的切片，放在载玻片中央②染色：滴2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3 min③去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液④制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片观察：先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显微镜观察
结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明花生种子中含有脂肪
3．蛋白质的检测
(1)检测原理：肽键结构在碱性溶液中能与Cu2+结合生成紫色络合物，即蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。（实质是Ca2+与肽键反应形成紫色络合物）
(2)检测步骤
选材与制备：蛋清稀释液或豆浆滤液
颜色反应：
结论：组织样液中含有蛋白质
4、淀粉的检测：2ml 待测组织样液+2滴碘液
5、小结
1、斐林试剂和双缩脲试剂的比较：
2．实验成功关键点——实验材料的选择、处理、染色
(1)还原糖的检测
①要选择可溶性还原糖含量高、组织颜色较浅或近于白色的植物，如苹果、梨、白萝卜。
②鉴定还原糖时使用的斐林试剂要现配现用的原因：斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。
(2)脂肪的检测
①所用材料最好是富含脂肪的种子，如花生种子。
②染色后，一定要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
(3)蛋白质的检测
①富含蛋白质的生物组织(或器官)，如大豆、鸡蛋。如用大豆可直接用豆浆做实验材料；如用鸡蛋要用蛋清，并注意稀释，一般稀释10倍以上。
②蛋白质鉴定时先加入A液维持碱性环境，再加入B液（Cu2+再与蛋白质中的肽键发生反应），蛋白质变性后肽键还在，也可与双缩脲试剂反应产生紫色。
③鉴定蛋白质时，加入过量的双缩脲试剂B液后，如果没有产生明显的紫色反应，可能的原因：加入的双缩脲试剂B液过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。
④斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同，将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后便成为双缩脲试剂B液，可用于蛋白质的鉴定。
3．还原糖、脂肪、蛋白质三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热(50～65 ℃，温水浴)，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——脂肪检测。
(3)唯一使用酒精——脂肪的鉴定实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
4．试剂用量：鉴定蛋白质时，如待测组织样液为2 mL，则A液为1 mL，B液为4滴。注意B液用量不能过量，否则会与A液产生蓝色Cu(OH)2沉淀，干扰实验的紫色现象。
5、关于颜色反应实验的归纳总结
颜色
原理
红
①还原糖＋斐林试剂(水浴加热)→砖红色沉淀；
②脂肪＋苏丹Ⅳ染液→红色；
③RNA＋吡罗红溶液→红色；
④染色体(质)＋醋酸洋红液→红色
黄
①脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色；
②叶绿体中色素分离的滤纸条中胡萝卜素→橙黄色，叶黄素→黄色
蓝
淀粉＋碘液→蓝色
DNA＋二苯胺→蓝色（沸水浴5分钟）
线粒体＋键那绿→蓝绿色
紫
①蛋白质＋双缩脲试剂→紫色；
②染色体(质)＋龙胆紫溶液→紫色；
③叶绿体中的4种色素→主要吸收蓝紫光
四、答案和提示
（一）思考与讨论
1.提示：有机化合物和无机化合物的区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。当然这不是严格意义上的区别。对这两类化合物的严格区分，请参照化学教科书。
2.提示：细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。
3.提示：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果实、种子中含淀粉（多糖）较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多，等等。要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。
（二）实验
3.生物材料中有机化合物的种类、含量不同。因此，我们应选择多种多样的食物，保证获得全面的营养。
（三）练习
基础题
1.（1）；（2）√。
3.B。
拓展题
1.提示：细胞是有生命的，它可以主动地从环境中获取生命活动需要的元素。这是生物与非生物的区别之一。
2.提示：不能。生命系统内部有严谨有序的结构，不是物质随意堆砌而成的。
人教版《生物》必修Ⅰ教学设计
【必修Ⅰ】1.1从生物圈到细胞【必修Ⅰ】1.2 细胞的多样性和统一性持续更新中……
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