检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验教学设计

实验教学设计 检测生物组织中的糖 类 脂肪和蛋白质 组别 生科三班十组 组员 韩国良 林心恬 温淑娟 沙黑玛 章节 高中生物人教版必修 1 第 2 章 目目 录录 一 一 教材分析教材分析 1 二 二 学情分析学情分析 1 三 三 学习目标学习目标 1 1 知识目标 1 2 能力目标 2 3 情感价值观目标 2 四 四 学习重 难点学习重 难点 2 五 五 教法 学法教法 学法 2 六 教学准备六 教学准备 2 七 七 教学流程教学流程 2 八 八 课时安排课时安排 4 九 九 教学过程教学过程 4 1 实验目标 4 2 实验原理 4 3 材料器具 4 4 方法步骤 5 5 实验结果和分析 7 6 注意事项 8 十 创新实验十 创新实验 8 十一 参考文献十一 参考文献 12 检测生物组织中的糖类 脂肪和蛋白质检测生物组织中的糖类 脂肪和蛋白质 一 一 教材分析教材分析 这节课是普通高中课程标准实验教科书生物必修 1 分子与细 胞 第 2 章第 1 节的一个实验 1 1 课标要求课标要求 此实验在过渡教材中是一个验证性实验 而在课标教材中是一 个重在培养学生探究意识的探究性实验 这是教材中第一个可以引 导学生进行初步探究的实验 所以上好该实验不仅对培养学生的探 究能力有重要作用 而且可以使学生体会探究思想 初步掌握科学 探究的一般方法 2 2 教材设计理念教材设计理念 课标教材把此实验安排在学习蛋白质 糖类和脂肪等知识内容 之前 目的在于一方面为接下来学习各类有机物奠定感性认识基础 另一方面 由于实验内容的设置上注重学生对材料的选择 对检测 结果的预期和实验方案的设计 因此有利于培养学生的实验探究能 力 为以后各章节的探究性实验的顺利开展奠定了基础 本实验是 一个面向全体学生的探究实验 力求使每一个学生在原有的水平上 都有所收获 有所提高 二 二 学情分析学情分析 高中生的思维水平 学习能力已经发展到较高阶段 乐于并有 能力进行自主探究性的学习 实验的内容与日常饮食有关 注重与 现实生活的联系 学生极易产生学习兴趣 设置不同层次的探究 以适应不同智力水平 性格 兴趣 思维方式学生的需要 但材料 试剂多 规范操作细节多 合作学习显得尤为重要 三 三 学习目标学习目标 1 1 知识目标 知识目标 说明特定的化学试剂能够使生物组织中相应的有机化 合物产生特定的颜色反应 简述实验探究的一般方法 主要是根据 所选实验材料设计实验并做出预期实验结果 2 2 能力目标 能力目标 尝试用化学试剂检测生物组织中的还原糖 脂肪 蛋 白质和淀粉 3 3 情感态度价值观目标 情感态度价值观目标 参与合作学习 形成严谨认真 敢于质疑 的科学态度 按照实验操作规则操作实验 养成良好的实验习惯 四 四 学习重 难点学习重 难点 1 1 重点重点 初步掌握鉴定生物组织中可溶性还原糖 脂肪 蛋白质的基本方 法 通过实验的操作和设计培养学生的动手能力 掌握探索实验设计 技巧 从而培养创新思维能力 2 2 难点 难点 根据此实验方法 原理 设计实验来鉴定常见食物的成分 3 3 突破方法 突破方法 面对全体学生 做好充分的准备 材料 仪器准备和 学生知识准备 课堂上发挥小组长的协助管理作用 合理有序地组 织教学 五 教法 学法五 教法 学法 1 1 教法 教法 组织者 引导者 注意生成性问题的再探究 2 2 学法学法 任务驱动 自主探究 合作学习 分享交流 六 六 教学准备教学准备 1 1 教师 教师 材料用品 蛋白质悬液 质量分数为 1 的淀粉溶液 质量分数为 1 的葡萄糖溶液 质量分数为 5 的 NaCl 溶液 食用油 蛋清 马铃 薯匀浆 苹果匀浆 鲜肝提取液 花生种子和匀浆 双缩脲试剂 碘溶液 质量分数为 1 的硝酸银溶液 班氏试剂 苏丹 染液 4 支试管 双面刀片 显微镜 2 2 学生 学生 调查并预测蛋清 马铃薯匀浆 苹果匀浆 鲜肝提取液 花生种 子和匀浆中糖类 脂肪 蛋白质的含量 填写表格 七 七 教学流程教学流程 投影 实验动员 知识准备 讲解有关实验原理和方法 提供 ABCD 四种未知组 织液 做出预测 设计实验 小组讨论 选择实验材 料 设计记录表 格 明确实验要求 指导学生 答疑解惑 各小组撰写实验报 告 交流实验结果 评价学生实验 指出共性问题 讲解注意事项 各个小组开始实 验 图形说明 图形说明 教师活动 学生活动 媒体选用 八 八 课时安排课时安排 2 课时 九 九 教学过程教学过程 1 1 实验目的 实验目的 1 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 2 掌握实验的操作技能 3 认识到脂肪 糖类 蛋白质和淀粉是生物组织的重要成分 2 2 实验原理 实验原理 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 脂肪可以被苏丹 染液染成橘黄色也可以被苏丹 染液 染成红色 糖类中的还原性糖 如葡萄糖 果糖 可以与斐林试剂 发生作用 产生砖红色沉淀 蛋白质与双缩脲试剂发生作用 产生 紫色反应 淀粉遇碘变蓝色 因此 可以根据与某些化学试剂所产 生的颜色反应 检测生物组织中糖类 脂肪或蛋白质的存在 3 3 材料器具材料器具 1 实验材料 苹果或梨匀浆 马铃薯匀浆 花生种子 花生种 子匀浆 豆浆 鸡蛋清 鲜肝提取液 2 仪器 解剖刀 试管 最好用刻度试管 试管架 试管夹 滴管 大小烧杯 量筒 酒精灯 三脚架 石棉网 火柴 载玻片 拓展延伸 引导设计创 新实验 结 束 盖玻片 毛笔 吸水纸 显微镜 3 试剂 斐林试剂 甲夜 质量浓度为 0 1g ml 的 NaOH 溶液 乙夜 质量浓度为 0 05g ml 的 CuSO4溶液 苏丹 III 或苏丹 染液 双缩脲试剂 A 夜 质量浓度为 0 1g ml 的 NaOH 溶液 B 夜 质量 浓度为 0 01g ml 的 CuSO4溶液 体积分数为 50 的酒精溶液 蒸 馏水 碘液 4 4 方法步骤方法步骤 1 1 可溶性糖的鉴定 可溶性糖的鉴定 操 作 方 法注 意 问 题解 释 1 制备组织 样液 去皮 切 块 研磨 过滤 苹果或梨组织液必 须临时制备 因苹果多酚氧化酶 含量高 组织液很易被 氧化成褐色 将产生的 颜色掩盖 2 取 1 支试 管 向试管内注 入 2mL 组织样液 3 向试管内 注入 1mL 新制的 斐林试剂 振荡 应将组成斐林试剂 的甲液 乙液分别配制 储存 实验前才将甲 乙液等量混匀成斐林试 剂 切勿将甲液 乙液 分别加入苹果组织样液 中进行检测 斐林试剂很不稳定 甲 乙液混合保存时 生成的 Cu OH 2在 70 900C 下分解成黑色 CuO 和水 甲 乙液分 别加入时可能会与组织 样液发生反应 无 Cu OH 2生成 4 试管放在 盛有 50 650C 温 水的大烧杯中 加热约 2 分钟 溶液颜色 浅蓝 色 棕色 砖 红色 沉淀 最好用试管夹夹住 试管上部 使试管底部 不触及烧杯底部 试管 口不朝向实验者 也可用酒精灯水浴 加热 防止试管内的溶液 冲出试管 造成烫伤 缩短实验时间 2 2 脂肪的鉴定 脂肪的鉴定 操 作 方 法注 意 问 题 解 释 花生种子浸泡 去皮 切下一些子叶薄片 将薄片 放在载玻片的水滴中 用吸 水纸吸去装片中的水 干种子 要浸泡 3 4 小时 新花生的浸 泡时间则可 缩短 因为浸泡时间短 不易切片 浸泡时间过 长 组织较软 切下的 薄片不易成形 切片要 尽可能薄些 便于观察 在子叶薄片上滴 2 3 滴苏丹 或苏丹 染液 染 色 1 分钟 染色时间不 宜过长 用吸水纸吸去薄片周围 染液 用 50 酒精洗去浮色 再用吸水纸吸去酒精 酒精用于洗去浮色 若不洗去 会影响对橘 黄色脂肪滴的观察 同 时 酒精是脂溶性溶剂 可将花生细胞中的脂肪 颗粒溶解成油滴 用吸水纸吸去薄片周围 酒精 滴上 1 2 滴蒸馏水 盖上盖玻片 滴上清水可防止盖 盖玻片时产生气泡 低倍镜下找到花生子叶 薄片最薄处 可看到细胞中 有染成橘黄色或红色圆形小 颗粒 装片不 宜久放 时间一长 油滴会 溶解在乙醇中 3 3 蛋白质的鉴定 蛋白质的鉴定 操 作 方 法注 意 问 题解 释 制备组织样液 浸泡 去皮研 磨 过滤 黄豆浸泡 1 至 2 天 容 易研磨成浆 也可购新鲜豆 浆以节约实验时间 鉴定 加样液约 2ml 于试管中 加入 双缩脲试剂 A 摇匀 再加入双缩脲试剂 B 液 3 4 滴 摇匀 溶液变紫色 A 液和 B 液也 要分开配制 储 存 鉴定时等量 混合均匀后再注 入 CuSO4溶液不 能多加 先加 NaOH 溶液 为 Cu2 与蛋白质反应提供一个 碱性的环境 A B 液混装或 同时加入 会导致 Cu2 变成 Cu OH 2沉淀 而失效 否则 CuSO4的蓝色会遮 盖反应的真实颜色 可用蛋清代替豆 浆 蛋清要先稀 释 如果稀释不够 在实验 中蛋清粘在试管壁 与双缩 脲试剂反应后会粘固在试管 内壁上 使反应不容易彻底 并且试管也不易洗干净 附 淀粉的检测和观察 用 试管取 2ml 待测组织样液 向试 管内加 2 滴碘液 观察颜色变化 碘 液不 要滴 太多 以免影响颜色观察 5 5 实验结果和分析 实验结果和分析 1 1 实验结果 实验结果 生物组织样 液 化学试剂特定颜色反应证明某种化合 物存在 苹果斐林试剂砖红色还原糖 葡萄 糖 果糖 苏丹 橘黄色花生种 子苏丹 红色 脂肪 黄豆双缩脲试 剂 紫色蛋白质 2 2 实验思考与交流 实验思考与交流 你的预测与实验结果是否一致 小组间交流实验结果 你有什么发现 全班共检验了多少种生物材料 这些生物材料中有机化合物的种 类 含量一样吗 这对我们选择食物有什么启发 含有可溶性糖 脂肪和蛋白质的材料还有哪些 6 6 注意事项 注意事项 1 苹果或梨组织液必须临时制备 2 应将组成斐林试剂的甲液 乙液分别配制 储存 实验前才 将甲 乙液等量混匀成斐林试剂 切勿将甲液 乙液分别加入苹果 组织样液中进行检测 3 加热时最好用试管夹夹住试管上部 使试管底部不触及烧杯 底部 试管口不朝向实验者 也可用酒精灯水浴加热 4 干种子要浸泡 3 4 小时 新花生的浸泡时间则可缩短 5 染色时间不宜过长 十 十 创新实验创新实验 1 1 问题提出 问题提出 检测生物组织中还原糖 脂肪和蛋白质 的实验的材料是苹 果或梨匀浆 马铃薯匀浆 花生匀浆等 实验材料多 需要准备的 时间长 而且某些匀浆在空气中放置过久其理化性质容易改变 特 别是是苹果匀浆 因其多酚氧化酶含量较高 组织液容易被氧化成 褐色或者土黄色 将反应产生的颜色部分掩盖 影响实验结果的观 察 而且在实验过程中需要水浴加热 酒精的消耗较大 需要的时 间也比较长 由于实验时间短 任务重 在教学过程中容易出现学 生急于得到实验结果 只求匆忙结束实验而忽略了自我探究能力 动手能力的培养 基于教学过程中发现的这些问题 从 还原糖的 鉴定 的实验材料 实验方法等方面进行探究 改进 以期提高实 验效率 缩短实验时间 达到良好的教学效果 2 2 探究过程 探究过程 1 1 实验材料 实验材料 本实验选用甘蓝 苹果 梨 白萝卜 白菜 青枣 6 种材料进 行 这几种材料在日常生活中较为常见 比较容易买到 2 2 实验过程 实验过程 制备组织样液制备组织样液 A 取甘蓝叶 白菜茎 苹果 梨 白萝卜 青枣去皮洗净 备用 B 上述材料各称取 50 克 分别剪碎置于研钵中 加入 50ml 蒸馏水 研磨 过滤得到各组织样液 如图 1 所示 从左往右看 白萝卜 青 枣汁为白色接近于无色 白菜汁 甘蓝汁浅绿色 梨汁浅灰色 苹 果汁为土黄 不同条件下的实验不同条件下的实验 实验分成两个系列 A B 3 个对照组进行 每组分别用 6 支洁 净试管各取组织样液 2ml 其中 A 组试管中分别加入新配制的斐林 试剂 2ml B 组分别加入 2ml 班氏试剂 两组试管分别摇匀震荡后 分别置于试管上直接加热 60 水浴加热 沸水浴加热 进行对照 实验 观察并记录颜色变化和所用时间 3 3 实验记录集及结果分析 实验记录集及结果分析 实验记录实验记录 每组 12 支试管同时进行 记录颜色变化的时间 待现 象稳定后取出试管 拍照记录 苹 果梨甘 蓝白 菜青 枣白萝卜 A 图 2 1 12s 颜色 开始变化 最终出现 砖红色沉 淀 18s 颜色 开始变化 最终出现 砖红色沉 淀 20s 颜色开 始变化最终 出现砖红色 沉淀 25s 颜色开 始变化最终 出现砖红色 沉淀 16s 颜色开 始变化最终 出现砖红色 沉淀 20s 颜色 开始变化 最终 出现砖红 色沉淀 沸 水 浴 加 热 B 图 2 2 15s 颜色 开始变化 最终出现 灰黄色沉 淀 25s 颜色 开始变化 最终 现黄色絮 状沉淀 25s 颜色开 始变化最终 出现嫩黄少 许沉淀 30s 颜色开 始变化最终 出现黄色沉 淀 22s 颜色开 始变化最终 出现浅灰黄 沉淀 25s 颜色 开始变化 最终 出现浅黄 微量沉淀 A 图 3 1 25s 颜色 开始变化 最终出现 大量砖红 色沉淀 30s 颜色 开始变化 最终出现 大量砖红 色沉淀 86s 颜色开 始变化最终 出现大量黄 色沉淀 180s 颜色 开始变化最 终出现大量 砖红色沉淀 65s 颜色开 始变化最终 出现少量砖 红色沉淀且 分层 155s 颜色 开始变化 最终出现 少量砖红 色沉淀且 分层 60 水 浴 加 热 B 图 3 2 34s 颜色 开始变化 最终出现 大量深黄 色沉淀 42s 颜色 开始变化 最终出现 大量黄色 沉淀 99s 颜色开 始变化最终 出现微量黄 色沉淀 168s 颜色 开始变化最 终出现大量 黄色沉淀 65s 颜色开 始变化最终 出现少量量 黄色沉淀 112s 颜色 开始变化 最终出现 微量黄色 沉淀 直 接 A 图 4 1 8s 颜色开 始变化最 终出现大 量砖红色 9s 颜色开 始变化最 终出现大 量砖红色 20s 颜色开 始变化最终 出现大量黄 色沉淀 20s 颜色开 始变化最终 出现大量褐 色沉淀 9s 颜色开 始变化最终 出现大量浅 红色沉淀 14s 颜色 开始变化 最终出现 少量褐色 沉淀沉淀沉淀有轻 微分层现 象 加 热 B 图 4 2 10s 颜色 开始变化 最终出现 大量深黄 色沉淀 12s 颜色 开始变化 最终出现 大量黄色 沉淀 15s 颜色开 始变化最终 出现微量浅 黄色沉淀 17s 颜色开 始变化最终 出现微量浅 黄色沉淀 11s 颜色开 始变化最终 出现大量黄 色沉淀 27s 颜色 开始变化 最终出现 微量黄色 沉淀有分 层现象 实验结果分析实验结果分析 A A 加热条件相同 所用材料相同 所用试剂不同时 加热条件相同 所用材料相同 所用试剂不同时 无论是在沸水浴中 60 水浴中还是在酒精灯上直接加热 图 2 或图 3 或图 4 同一种植物组织样液 在颜色反应上 与斐林试剂 的一般呈现砖红色 褐色或者红色沉淀 而与班氏试剂一般呈现黄 色 浅黄或者黄绿色 在反应速度上 与斐林试剂的反应相对来说 更快一些 B B 所用试剂相同 所用材料相同 加热条件不同时 所用试剂相同 所用材料相同 加热条件不同时 不管是用班氏试剂还是斐林试剂 图 2 1 图 3 1 图 4 1 或者 图 2 2 图 3 2 图 4 2 同一种植物组织样液 在反应速度上 酒精灯直接加热中所用时间最少 沸水浴中加热次之 60 水浴中 用时相对较长 C C 加热条件相同 所用试剂相同 所用材料不同 加热条件相同 所用试剂相同 所用材料不同 在相同情况下 苹果 青枣 梨的组织样液与斐林试剂和班氏试 剂的反应产生的沉淀最多 其次是甘蓝和白菜茎 而萝卜样液的较 少且有分层现象 3 3 实验结论和建议 实验结论和建议 1 1 实验效果方面 实验效果方面 苹果 梨的组织样液在 60 水浴中 沸水浴中和直接在酒精灯 上加热三种情况下 所用反应时间最短 产生砖红色沉淀最多 其 次是青枣 在颜色干扰方面 图 1 苹果样液最严重 梨样液次之 青枣样液基本无干扰 所以在当地情况允许的情况下 为了达到最 好的实验效果 实验选材上可以优先考虑青枣 2 2 节约成本方面 节约成本方面 将室温下的水加热到 60 左右