1、第一章 第二节 第1课时细胞中的糖类和脂质（1）依据普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）（下文简称“新课标”），本课时内容主要包括：以碳原子为骨架形成复杂的生物大分子（教科书中对应的栏目是“碳链是形成生物大分子的骨架”）；糖类有多种类型，它们既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质（教科书中对应的栏目是“糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质”“走进实验室 检测生物组织中的糖类”）。新课标的基本理念包括“教学过程重实践”：本课程高度关注学生学习过程中的实践经历，强调学生学习的过程是主动参与的过程，让学生积极参与动手和动脑的活动，通过探究性学习活动或完成工程学任务，加深
2、对生物学概念的理解，提升应用知识的能力，培养创新精神，进而能用科学的观点、知识、思路和方法，探讨或解决现实生活中的某些问题。在设置本节课的内容时，对于实验“走进实验室 检测生物组织中的糖类”的安排，可以有两种设计思路：第一种思路是将实验放到在本课时，将有关多糖的概念、功能的详细内容放到第二课时学习。目的是让学生在动手做实验的过程中，边做边学，加强对相关概念的理解，同时，由于糖类作为生物组织中的有机物，种类繁多、结构复杂、功能各异，这样安排可以避免在一个课时中较为集中地学习多种糖类的内容，以减轻学生的学习负担。第二种思路是第一课时学习糖类的理论，将实验放到第二课时。此种安排，可以展现糖类知识由单
3、体、二糖到多糖在结构和功能上的递进过程，比较全面地反映糖类的相关内容，但由于内容涉及比较广泛，学习难度相对增加。本案例以第一种思路展开教学活动，教学过程包括P11P13、P15P16的全部内容。“走进实验室 检测生物组织中的糖类”是高中必修模块的第一个实验，学生是第一次走进高中实验室进行实践活动。所以，本课时除正常的教学内容外，还需要对学生进行适当的实验室规范和安全方面的教育，需要安排一些时间让学生了解实验室中常用设备的放置和使用方法、了解实验器材及用途等，使学生进入实验室学习时，利用好实验室的有利条件，提高学习效益。 教学目标1通过积极思维活动，理解碳原子是组成有机化合物的核心元素。2通过对
4、几种有机物单体和淀粉的碳骨架的学习，理解以碳原子为骨架形成复杂的生物大分子。3通过学习单糖、二糖和多糖等组成和结构，了解糖类具有多种类型，是细胞的重要结构成分。4通过实验，理解生物组织中的不同糖类可以通过不同的方法加以检测，能够说明检测生物组织中的糖类，在科学研究、生活实际应用中都非常重要。教学目标1：着重体现了“生命观念”和“科学思维”的要素。教学目标2：着重反映了“科学思维”的要素。教学目标3：着重指向“生命观念”和“科学思维”的要素。教学目标4：着重实现“科学思维”和“科学探究”的要素。情境设置在回顾细胞中的水和无机盐的内容基础上，结合教科书“表1-1-3”和引言部分的内容，展示日常生活
5、中的食物。并提问：这些食物中是否含有水和无机盐？这些食物中含有哪些有机物？哪些元素参与组成细胞中有机物？碳元素是有机物的核心元素吗？新课学习教师引导：引入新课。分析我们的食物成分会发现，大多数都含有有机物。通过这些食物，我们才能获得生命活动所需的蛋白质、糖类、脂肪、维生素等营养物质。那么，这些有机物是否以碳原子为核心元素呢？碳原子是否具有成为有机物核心元素的条件？一、开展“积极思维”的活动教师引导1：指导学生阅读教科书P11学习“积极思维”活动。思考碳是组成有机化合物的核心元素吗？探讨作为有机物的核心元素所具备的特点。学生活动：针对问题阅读教科书P11，小组内交流时说出碳原子的结构特点、碳原子
6、可与其他原子形成共价键的原因、碳原子之间的相互连接方式等。（教师可在学生阅读中加以提示，增强学生对内容的把握能力）教师引导2：启发学生在初中化学基础上进一步思考碳原子及有机物的相关内容，并回答“思考”中的问题。1研究发现，几乎所有的有机物都含有碳元素，属于含碳化合物。2有机物的形成与碳原子的结构有关。观察“图1-2-1”，碳原子最外层有4个电子，从化学元素周期表中可以看出，碳属于非金属元素，其四个最外层的电子，能与多种非金属元素的原子的最外层电子形成共价键。从下表中所示的常见共价键中还可发现，相同原子之间，碳原子之间能形成共价键（其他相同元素，如S之间也可形成二硫键）为常见（PPT上使用简化图
7、，如右图）。而在多个碳原子之间形成的共价键，可把许多碳原子连接成长的碳链或环状结构；碳原子与其他引自之间形成共价键，可形成多种复杂的有机化合物（如下表）。引自：杜彩云有机化学武汉：武汉大学出版社2015.12学生活动：学生讨论，举例交流“概述”的问题。采用板书展示方式，解释碳的结构特点使它成为有机化合物的核心元素。1碳原子的结构及化学性质是其能成为组成有机物的核心元素的根本原因。2碳原子最外层的四个核外电子，能与包括碳原子在内的多种原子形成共价键。3碳原子之间的共价键，可使碳原子连接成长链或环状结构，成为有化合机物的结构基础，也成为生物大分子的结构基础。二、学习“碳链是形成生物大分子的骨架”教
8、师引导1：同学板书的碳链是否能构成蛋白质、糖类或核酸等生物大分子呢？请阅读教科书P12的第一段的内容，观察“图1-2-2”，注意文字描述与示意图之间的关系。1图中有几种碳骨架？分别代表哪种类型的碳链结构？2生物大分子是怎样形成的？图中所示的碳骨架可代表生物大分子，还是组成生物大分子的单体？3从图中所示的碳骨架分析，组成生物大分子的碳原子直接是如何连接的？学生自学：阅读文字内容，观察“图1-2-2”看书自学。教师引导2：该段文字可以分述为哪些层次的内容？文字描述与示意图之间有哪些相关性？学生活动：学生讨论、感悟、交流。1“图1-2-2”依次表示碳链的分支状、链状、环状结构。2这些小分子的碳链物质
9、，也是多糖、蛋白质或核酸等生物大分子的基本组成单位（单体）。3这些单体内的碳原子之间单键或双键连接，反映了这样的化学键在生物大分子中是普遍存在的。教师引导3：请继续阅读教科书P12第二段的内容，观察“图1-2-3”，注意文字描述与图示的淀粉分子结构式（部分）之间的关系。1直链淀粉的基本组成单位是什么？2我们能从“图1-2-3”的淀粉分子结构式中得知葡萄糖的碳骨架是怎样形成的吗？3每个葡萄糖分子含有几个碳原子？4葡萄糖之间是通过那几位碳原子相互连接的？5我们能简要画出由葡萄糖构成淀粉的分子简图吗？画图过程会带给我们什么启发？学生活动：学生阅读课文、讨论、交流，并尝试画出淀粉的分子结构简图（教师指
10、导学生画图时要按16的顺序标出葡萄糖中的碳原子）。教师活动指导：淀粉分子结构示意图如下。画图时注意：教师在黑板上先画一个葡萄糖分子残基，再请几个学生接着板书各画一个，使并连接起来，感悟生物大分子是由多个小分子组成的，长的碳链，是由短的碳骨架连接形成的（分子中氧和第六位碳原子标出，其他基团可不标出）。1直链淀粉的基本组成单位是葡萄糖。2从“图1-2-3”的淀粉分子结构式中得知，葡萄糖的碳骨架是由碳原子连接形成的。3每个葡萄糖分子含有六个碳原子。4葡萄糖之间是通过一个葡萄糖第一碳原子和另一个葡萄糖第四碳原子相互连接的。5我们能简要画出由葡萄糖构成淀粉的分子简图，理解碳骨架结构的排列（种类）和长短决
11、定了有机物的基本性质。三、学习“糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质”（一）学习“单糖、二糖和多糖的种类和组成”教师引导1：糖类是同学们熟悉的物质，我们能说出生活中吃到的糖属于哪一类型吗？为什么有人将糖类称为“碳水化合物”？教师引导2：请阅读教科书P12P13，思考与合作讨论以下问题：1组成糖类的元素有哪些？可以分为哪些类型？2生物体内的单糖主要有哪几种？这些单糖与其他物质组成之间有什么关系？3生物体内的二糖主要有哪几种？这些二糖与其他物质组成之间有什么关系？4生物体内的多糖主要有哪几种？从“图1-2-6”分析，它们的组成单位是否相同？多糖的水解产物是什么？学生活动：阅读教科书P12P13，
12、观察“图1-2-5”和“图1-2-6”，思考与合作讨论问题，开展交流活动，明确单糖、二糖和多糖的组成。教师引导3：在阅读教科书P12P13过程中，分析研究糖类的方法。指导学生研讨糖类的研究方法：如利用水解法，在酶的作用下，二糖水解产生单糖。获知单糖是组成二糖的单体（单糖的种类）。以此推理：多糖也可以采用水解法进行研究。学生活动：进一步观察“图1-2-6”，理解淀粉、纤维素和糖原的基本组成单位都是葡萄糖。1组成糖类的元素是C、H、O三种元素。2单糖主要有五碳糖（如核糖和脱氧核糖）、六碳糖（如葡萄糖、果糖、半乳糖）。这些单糖分别参与二糖和多糖的构成。3二糖主要有麦芽糖（两分子葡萄糖组成）、蔗糖（一
13、分子葡萄糖和一分子果糖组成）、乳糖（一分子葡萄糖和一分子半乳糖组成）。4多糖主要有淀粉（直链淀粉、支链淀粉）、纤维素、糖原。多糖彻底水解的产物都是葡萄糖。淀粉的水解产物包括麦芽糖和葡萄糖等。5糖的种类多，化学性质也有所不同。如葡萄糖、果糖等单糖属于还原糖，淀粉、蔗糖等属于非还原糖。（二）开展“检测生物组织中的糖类”的实验教师引导1：教师以下图拓展内容引入实验。PPT展示淀粉分子形成螺旋结构，螺旋形成的空腔可容纳I分子进入，并产生蓝色的颜色反应。教师引导2：糖的种类很多，如何检测生物组织中含有哪些糖类呢？下面时间我们要通过实验“检测生物组织中的糖类”，鉴定淀粉和还原糖。由于本实验内容较多，我们首
14、先要明确实验目的（PPT简要概括了实验目的），按照教科书上所列的实验步骤，用实验台上提供的实验器材和试剂依次进行实验。（实验过程中教师要做到两个指导：实验开始前指导、操作过程中指导。）学生活动：了解实验目的要点：用稀碘液鉴定直链淀粉，用斐林试剂鉴定还原糖。根据教科书所列的实验步骤，选择实验器材准备开始实验。（在教科书的实验器材和试剂内容中，用和代表实验一或实验二所需，其中有些是两个实验都需要的。）教师引导3：实验一，鉴定直链淀粉。本实验注意事项：1用教科书推荐的器材配制实验用的葡萄糖、蔗糖和淀粉溶液，要精确量取，如1 g糖+20 mL清水。（也可以同时配制不同浓度的糖溶液进行实验，以比较实验效
15、果。）2制备好的三种糖溶液还要用于实验二，因此盛放溶液的小烧杯上也要贴上相应标签，以备实验二所用。3做实验记录时，把相应的糖的名称写在教科书“表1-2-1”中对应的A管、B管、C管旁，完善实验记录表。4两个相同：三支试管中溶液的量（3 mL）相同、滴加的稀碘液量（滴）相同。学生活动：按照教师课堂指导和教科书内容，分小组自主进行实验。注意观察溶液颜色的变化。及时记录在教科书的“表1-2-1”中（若教师提供学案，可以填写在学案中）。教师引导4：实验二 鉴定还原糖，其原理是还原糖与斐林试剂反应，产生砖红色沉淀（要了解具体的反应，可建议学生课后查阅相关资料）。注意事项：1本实验所需的三种糖溶液在实验一
16、过程中已经配制完成，可直接使用。2按照实验一的方法将等量（3 mL）的糖溶液加入三支试管中，并向其中各加入1 mL清水。3第4号试管比较特殊：其中溶液是淀粉3 mL+稀释唾液1 mL（含淀粉酶）。4教科书实验步骤4有“静置5 min”，再加斐林试剂的要求，一定要保证静置时间。5教科书要求加入斐林试剂后，放入5065条件下隔水加热2 min，时间可略长，温度不可提高。6实验过程中，反应液的颜色可能经过由蓝色过渡色（棕色）砖红色沉淀的逐渐变化。7做实验记录时，把相应的糖名称写在教科书“表1-2-2”中对应的1号管、2号管、3号管、4号管旁，完善实验记录表。学生活动：按照教师课堂指导和教科书内容，分
17、小组自主进行实验。注意观察溶液颜色的变化。及时记录在教科书的“表1-2-2”中。（若教师提供学案，可以填写在学案中。）实验结果：1实验一：与碘液的反应：淀粉（直链淀粉）溶液变蓝，葡萄糖和蔗糖溶液则没有变蓝。2实验二：与斐林试剂的反应：葡萄糖、淀粉淀粉酶，产生砖红色沉淀；蔗糖、淀粉没有产生砖红色沉淀。结论：1葡萄糖是还原糖，淀粉在淀粉酶作用下，产生了还原糖，还原糖与斐林试剂的反应：产生砖红色沉淀。2蔗糖、淀粉与斐林试剂反应无砖红色沉淀，属于非还原糖。3若对其他糖类进行检测，会获得类似的结果，得出同样的结论。学生活动：交流小组的实验结果，报告给全班同学，认同教师对实验的分析和引导，师生共同完成本课
18、时的小结。教师与学生互动：对本课时内容进行小结（如下图）。教学板书第一章 细胞的分子组成第二节 细胞中的糖类和脂质（第1课时）一、碳链是形成生物大分子的骨架（一）生物大分子：许多单体连接而成，如多糖、蛋白质、核酸（二）碳骨架：碳原子之间通过共价键相连（三）碳骨架结构的排列和长短决定了有机物的基本性质。以淀粉为例举例说明（画淀粉结构简图）二、糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质（第一课时）（一）单糖和二糖（二）多糖：淀粉（直链淀粉、直链淀粉）、纤维素、糖原三、实验：检测生物组织中的糖类实验一：鉴定淀粉原理：淀粉与碘分子结合，溶液呈蓝色。实验二：鉴定还原糖原理：还原糖与斐林试剂反应，溶液出现砖红
19、色沉淀（氧化亚铜）。课堂反馈1维生素是生物生命活动中微量却不可缺少的物质，如缺乏维生素C（下图）会患坏血病；缺少维生素A易患夜盲症。但它们都不属于生物大分子。以维生素C为例推断，下列有关说法正确的（ ）A维生素不属于有机化合物B维生素分子中不含碳原子C维生素来自无机自然界D维生素相对分子质量较小解析生物大分子是指分子质量超过10000的有机化合物，与此相比，维生素C属于小分子有机物。从图中的结构式可知，维生素C是由C、H、O三种元素组成的，碳原子之间以单键或双键构成了维生素C分子的碳骨架。但生物大分子是由许多单体构成的（参考教科书P13“图1-2-6”）。维生素是生物体内合成的有机物，在无机自
20、然界是不存在的（联系初中化学知识可知）。本题以小分子有机物维生素反观生物大分子的组成。答案D2单糖参与了二糖或多糖的组成，下列有关说法正确的是（ ）A采用水解法发现，二糖都是由两种单糖分子组成的 B二糖水解产物是单糖，多糖的水解产物也都是单糖C二糖和多糖的水解产物中最常见的物质是葡萄糖D单糖属于还原糖，单糖分子缩合而成的糖是非还原糖解析二糖中的蔗糖和乳糖是由两种单糖缩合而成，麦芽糖则是由两分子葡萄糖构成的。多糖的水解产物不一定是单糖，如淀粉的水解产物有麦芽糖、葡萄糖，纤维素的水解产物有纤维二糖。教科书中所述三种二糖，都含有葡萄糖，三种多糖都是由葡萄糖组成的。可见，正常情况下，二糖和多糖的水解产
21、物都可见到葡萄糖。两个葡萄糖分子缩合而成的麦芽糖是还原糖，一个葡萄糖分子和一个果糖分子缩合而成的蔗糖是非还原糖。当然，乳糖也是还原糖。答案C3下列各组物质中，与斐林试剂反应都能产生砖红色沉淀的是（ ）葡萄糖 果糖 半乳糖 麦芽糖 蔗糖 乳糖 淀粉 二糖的水解产物 淀粉的水解产物A B C D 解析还原糖能与斐林试剂反应能产生砖红色沉淀。葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖是还原糖；二糖的水解产物葡萄糖、果糖、半乳糖是还原糖；淀粉的水解产物麦芽糖和葡萄糖，都是还原糖。答案B4下列对几种食物中糖类含量的说法，错误的是（ ）A冰糖的主要成分是蔗糖 B 天然蜂蜜中葡萄糖含量约占30%C小麦粉的主要成分是
22、淀粉 D 牛奶中含量最多物质是乳糖解析根据国家标准，市场销售的冰糖，是经过提纯加工的糖制品，所含杂质极少，主要成分是蔗糖。天然蜂蜜的糖类主要是蔗糖、葡萄糖和果糖（不同蜜源、时期三种糖的含量比有所不同），糖含量因蜜蜂采蜜时蜜源植物的花期、花的种类等有所变化，通常葡萄糖含量在30%左右为正常。小麦粉即通常所说的面粉，其主要成分是淀粉，大多面粉的淀粉含量约为总量的75%。从生活常识分析，牛奶能为我们提供优质的蛋白质，而牛奶是液体。从下表“牛乳中主要成分及含量”，可见牛乳的主要成分包括水、蛋白质、脂肪、乳糖和无机盐。其中含量最多的是水。答案D课堂总结在今天的这节课里，我们学习了在日常生活中常常吃到、用到的物质糖类的知识。本节课主要从三个方面进行探讨。首先是碳链、碳骨架与生物大分子组成的问题；其次是学习单糖、二糖、多糖的结构组成；第三方面，是通过实验鉴定了淀粉和还原糖。由于课时比较紧，有关糖类结构与生理作用关系的问题、糖类与能源物质的关系问题、鉴定还原糖的实验原理和操作中的许多细节等，没有进行深入讨论。因为涉及多种糖类及组成，名字概念比较多，有同学会抱有疑问，这些都有待于下一课时继续探讨。同学们也可以针对疑问阅读教材的其他后续内容，或在互联网上搜索相关资料进行预习。 14 / 14
