黄梅教研网
湖北省黄冈市黄梅县教育科学研究所官方网站
您现在的位置:首页 > 教案中心 > 生物教案 > 高中生物

“细胞中的生物大分子”一节教学设计

编辑:梅首文 发布时间:2012-03-31 10:25:01点击次数:

 

“细胞中的生物大分子”一节教学设计
 梅首文 (湖北省黄冈市黄梅县教研室)
                       何兰田 (湖北省黄冈市黄梅县第一中学)
教学目标
知识目标:知道生物大分子的基本骨架;概述糖类的种类和功能;举例说明脂质的种类和功能;说明氨基酸的结构特点与氨基酸形成蛋白质的过程;概述蛋白质的结构和功能;简述核酸的结构和功能。
能力目标:区别比较糖类、脂质、蛋白质、核酸的结构和功能;鉴定、检测生物组织中的糖类、脂质、蛋白质。
情感目标:认同生物的物质性;认同蛋白质是生物活动的主要承担者;关注糖类、脂质、蛋白质、核酸研究的新进展和与人们生产生活的关系。
教学重点:糖类、脂质、蛋白质、核酸的结构和功能。
教学难点:大分子以碳链为骨架;鉴定、检测生物组织中的糖类、脂质、蛋白质;氨基酸形成蛋白质的过程。
教学手段和方法:借助多媒体课件和模型与相关实验器材,进行观察、讨论、实验、探究教学。
设计思路
本节内容有“三多二紧一中心”的特点,“三多”是指概念多、实践多、结构多,“二紧”是指与化学知识联系紧、与生活生产实际联系紧,“一个中心”是指内容中心是功能。因此,在教学中始终要从化学和学生生活实际的经验与感受中迁移知识、生发问题、创设情境,引导学生利用自己原有的知识基础,从自己的生活出发,通过“问题探讨”、“思考与讨论”等交流、讨论活动方式,学习新知识;要坚持“做中学”,在做鉴定生物组织细胞中的糖类、脂肪和蛋白质的实践中,学习相关知识;要通过比较、归纳、推理、总结等逻辑思维方法,理解氨基酸与蛋白质的关系,辨析DNA与RNA的异同,区分、区别糖类、脂质、蛋白质、核酸等的组成与功能,并且在实践与知识的建构中进一步认同“生命的物质性”的观点。
本节内容可用两个课时完成,“生物大分子的基本骨架”、“糖类的种类和功能”“脂质的种类和功能”为一课时,其余内容为另一课时。
教学过程
走进新课
[情境感受]用多媒体投影日常生活中各种各样的糖类、脂质、蛋白质、核酸等物质及与人们生活之关系的动画漫画和初中学习“营养物质”中有关糖类、脂质、蛋白质的结论性知识。
〔导语〕糖类、脂质、蛋白质等我们经常接触着,也是日常生活交流表达中经常提到的名词,或许还有同学不以为然地说“这些是我们再熟悉不过的东西了,吃的食品中、种植的作物中、超市中的保健品中,不都是这些东西吗”。有的同学还能作出这样的正确判断:鱼肉中蛋白质丰富,肥肉中脂肪较多。不错!的确如此。但从细胞中的大分子物质的视角,系统地研究它们的种类、结构、功能等恐怕同学们都没有思考过吧!好,我们就一道从细胞中的大分子物质的视角研究糖类、脂质、蛋白质、核酸的种类、结构、功能。
探究新课
一、生物大分子的基本骨架
〔问题探讨〕有机物的碳骨架是由碳元素的化学特性决定的,因此本部分内容可根据学生的化学基础,回忆相关化学知识,生发系列问题,迁移建构“有机物的碳骨架”的概念。
系列问题可设计为:碳元素在元素周期表中的位置和核外电子排布的情况是怎样的?核外电子排布的特点是什么?这种核外电子排布的特点对于形成化学健的物质构成有什么意义?且在过程中多媒体展示碳的单健、双健、三健与各种典型肽链。
师生在上面的问题链中步步推演,归纳总结出:(1)碳原子的4个价电子主要与氢、氧、氮及硫结合,也可与其他碳原子相结合形成共价健;(2)碳碳之间的单健、双健或三健相结合形成不同长度的链状、分支链状或环状结构,这些结构称为有机物的碳骨架;(30碳骨架的结构排列和长度以及与碳骨架相连接的某些含氧、氢、硫、磷的原子团决定了有机化合物的基本性质。
二、糖类的种类和功能
1、 糖类的种类和功能
〔思考讨论〕提出下面的系列问题,让学生根据思考、讨论问题,解读教材,表达交流思考、讨论、解读结果,个性化地形成有关“糖类的种类和功能”体系。问题为:组成糖类的元素是哪些?糖类分为哪几类?单糖与多糖的相互关系是怎样的?常见的单糖是哪些?常用的研究糖类组成的方法是什么?糖类的主要功能有哪些?淀粉和糖元的相同点和不同点是什么?
学生在解决上述问题后,要求他们根据把上面的知识用知识树、表格或其他方式进行整理,把整理的结果进行交流。
        把学生做得较典型的知识树、表格或其它的整理方法进行投影演示。
2、 鉴定生物组织中的糖类
〔共研原理〕老师提出问题:糖类分为还原性糖和非还原性糖,怎样用实验的方法鉴定区别它们呢?
    师生经过共研总结如下:(1)糖类中的还原性糖(单糖、麦芽糖、乳糖等)与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀;(2)糖类中的非还原性糖(淀粉等多糖)直接与斐林试剂不发生作用,不生成砖红色沉淀,但它们水解形成单糖后,单糖与与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。
〔合作实践〕实践小组自主按“边做边学――鉴定生物组织中的糖类”的方法,实践鉴定淀粉和麦芽糖,并进行实验记录。
注意:(1)斐林试剂是由甲乙两种溶液(甲液为0.1g/mL的Na0H溶液,乙液为0.05g/mL的CuSO4溶液),加入的方法是,先将它们等量混合均匀后再加入;(2)实验记录时,把教材P18页的表增加两项“开始进行实验时刻、实验结束时刻”。
〔总结交流〕以小组为单位在全班展示实验结果,总结实验情况,会意鉴定检测还原性糖与非还原性糖的方法。
 鉴定检测还原性糖与非还原性糖的方法:直接与斐林试剂发生砖红色颜色反应的是还原性糖;直接不与斐林试剂发生砖红色颜色反应,但经过水解后与斐林试剂发生砖红色颜色反应的非还原性糖。
〔拓展迁移〕(1)用多媒体投影并介绍Molisch反应、Benedict反应、Bial反应与蒽酮反应等其它检测生物组织中糖类的方法。(1)简介碳水化合物:碳水化合物是一种富含能量的有机化合物,由碳、氢、氧构成,糖类和淀粉是其代表。
三、脂质的种类和功能
1、脂质的种类和功能
〔自主解读〕学生自己仿照“糖类的种类和功能”提出的问题,自主提出问题,自主解答问题,学习“脂质的种类和功能”。
3、 课题实验――洋葱根尖细胞中含有脂肪吗?
〔回顾提醒〕用多媒体展示科学研究的方法和包含的一般程序,并提出科学研究中需要特别注意的问题,尤其是可能与即将开始的课题研究有关的问题。
 〔原理提示〕脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
〔书面设计〕学习小组先个人各自按科学研究的方法,自主完成问题提出、假设作出、选择器材、设计方案等书面作业,然后小组内交流、优化、形成小组的实验设计。
 问题:洋葱根尖细胞中含有脂肪吗?
 假设:洋葱根尖细胞中含有脂肪
 方法步骤:
取材与切片 取一洋葱根尖,用刀片在截取一断放入盛有清水的培养皿中等用。
制片与染色  用镊子把截取的根尖从培养皿中取出放在载玻片中央,在根尖片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液,染色3min;用吸水纸去染液,再滴加1-2滴体积分数为50%的乙醇溶液,洗去浮色;用吸水纸吸去根尖周围的乙醇,滴一滴清水,盖上盖玻片,制成临时装片。
观察 在低倍镜下找到根尖细胞,移到视野中央,将影像调节清楚;换上高倍镜观察,视野中被染成橘黄色的颗粒即为脂肪颗粒。
结论 根尖细胞中含有脂肪。
〔动手实验〕学习小组按各自的实验设计进行实验。
〔总结交流〕全班交流实验情况,会意实验方法,归纳实验应注意的问题和实施策略。
四、蛋白质的结构和功能
1、蛋白质的基本组成单位――氨基酸
〔思考讨论〕用多媒体展示甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸等几种氨基酸的结构,引导学生观察思考问题:(1)这些氨基酸的结构具有什么共同特点?(2)“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗?
 师生共同找出氨基酸的结构特点,并相互介绍氨基酸的相关知识,建构氨基酸概念。(投影氨基酸结构通式或展示氨基酸结构模型。)
2、氨基酸与蛋白质的关系
〔思考讨论〕用多媒体展示“由氨基酸形成蛋白质的示意图”和“氨基酸脱水缩合示意图”,请学生思考讨论问题:从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构?脱水缩合的特点是什么?
〔演练操作〕请学生练习:书写几个脱水形成二肽、三肽的缩合反应式(三个学生板演,其余学生自己练习。)
〔规律探究〕多媒体展示几个脱水缩合的反应,请学生观察,且结合练习实例思考问题:n个氨基酸形成一条肽链时,脱掉几个水分子?形成几个肽健?n个氨基酸形成m条肽链,脱掉多少分子水?形成多少个肽健?
〔规律总结〕师生互动探究总结出规律:n个氨基酸形成一条肽链时,脱掉n-1个水分子,形成n-1个肽健;n个氨基酸形成m条肽链时,脱掉n-m个水分子,形成n-m肽健。(用多媒体投影上面的规律。)
〔类比推理〕20种氨基酸可以组成成千上万种蛋白质,这是怎么回事?可以简单地用26个字母组合单词来类比推理:不同的字母以及它们的顺序决定形成哪一个单词,如eice(大米)与mice(老鼠),一个字母改变,就是另一单词。同样氨基酸数目、种类、排列顺序上的不同,以及蛋白质多肽链数目和空间结构上的不同,决定了蛋白质分子结构的千差万别和种类繁多。
〔投影展示〕用多媒体投影展示不同功能的蛋白质及蛋白质功能一览表,学习蛋白质的主要生物学功能。
3、边做边学――鉴定蛋白质
〔合作实践〕学习小组自主按实验方法进行实验。
〔总结反思〕实验完成后,小组内总结实验得失,反思实验应注意的问题,然后全班交流实验及总结反思情况,总结归纳鉴定蛋白质的方法及应注意的问题。
〔对比区分〕对鉴定检测生物组织细胞中的糖类、脂肪、蛋白质的三个实验进行对比区分,比较原理与方法,区别材料、器具与现象,明确方法的异同与策略选择。如可让学生完成下面的比较表:

 
       
材料
试 剂
是否加热
  
还原性糖
 
 
 
 
 
脂肪
 
 
 
 
 
蛋白质
 
 
 
 
 

四、核酸的结构和功能
1、核酸的结构和功能
〔自主学习〕请学生根据前面学习糖类的种类和功能、脂质的种类和功能、蛋白质结构和功能的方法,自主学习核酸的结构和功能。
2、积极思维――核酸的组成有什么规律
〔异同查找〕阅读表2-4,查找DNA与RNA的异同,回答“积极思维”中的分析问题。
〔转换表达〕尝试把表2-4,转换成其它比较方式,用其它直观方式比较区分DNA和RNA,
并且把这些方式投影展示。如:
 
〔翻译表达〕请学生用陈述句的形式,翻译表2-4,并且表达交流,如“DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸,RNA的基本单位是核糖核苷酸”、“组成核酸的碱基有······”、“DNA和RNA在碱基组成上的相同点是···,不同点是···”等。
延伸新课
〔课外探究〕布置课外探究课题:
1、科学家对某一神密致病物质A进行研究,初步判断应是糖类、脂肪和蛋白质中的一种,但不能确定到底是哪一种。请你选择方法,设计实验,探究神密物质A到底是哪种物质。
2、列举出比较四种生物大分子项目,并设计比较方法,对四种生物大分子物质进行比较。
3、查阅资料,在“科学史话”、“科学前沿”、“生活实际”等话题中选取某一话题,尝试写一篇科普文章。
(原载《普通高中课程标准实验教科书·生物1 分子与细胞·教学指南》

打印文章