元素与生物大分子学历案 高一上学期生物北师大版（2019）必修1

《元素与生物大分子》学历案一、学习主题北师大版（2019）必修1分子与细胞第三章第五节元素与生物大分子。二、学习目标1、知识目标清晰阐述细胞是由多种元素组成的。准确分析生物大分子的构成，深刻理解碳是所有生命系统中的核心元素。2、能力目标通过对元素组成的分析，培养逻辑思维和归纳总结能力。能够运用所学知识解释生物大分子在生命活动中的作用。3、素养目标建立结构与功能相适应的生命观念。在小组合作探究中培养团队协作精神和科学探究能力。三、学习重难点1、重点细胞所含主要元素的种类及其在细胞内的含量。生物大分子的形成机制。2、难点理解碳元素成为生命核心元素的原因。四、学习过程（一）课前预习1、阅读教材相关内容，初步了解细胞中的元素种类以及生物大分子的概念。2、查阅资料，寻找生活中与元素和生物大分子相关的实例，如某种富含特定元素的食物或者某种生物大分子发挥重要功能的事例。（二）课中学习1、导入（5分钟）教师展示一些常见的食物图片，如鸡蛋、牛奶、蔬菜等，提问学生这些食物能够为我们的身体提供哪些营养物质。引导学生思考这些营养物质又是由哪些元素组成的，从而引出本节课的主题——元素与生物大分子。2、元素的种类与含量（10分钟）教师呈现人体细胞和玉米植株中元素种类与含量的表格。组织学生分组讨论以下问题：人体细胞和玉米植株的元素种类有哪些相同点和不同点？从这些元素的含量中可以发现什么规律？每组选派代表发言，教师进行总结归纳：在人体细胞和玉米植株中，C、H、O和N是4种基本元素，所占的干重百分比超过85%，其余的则由Ca、P、K、S、Fe、Cl、Mg以及其他微量元素所构成；元素含量差异较大，但都包含多种相同的元素，这也为“生物体存在共同的祖先”这一观点提供了证据。3、碳原子的特性（15分钟）教师通过PPT展示碳原子的结构示意图，讲解碳原子的结构特点，包括原子核中的质子、中子数量以及核外电子，尤其是4个价电子的特点。举例说明碳原子形成的化学键，如甲烷（CH₄）中碳原子与氢原子之间的单键，乙烯（C₂H₄）中碳原子之间的双键等。让学生在纸上画出简单的碳链结构，如直链、分支链和环状结构，教师巡视并进行指导。组织学生讨论为什么碳原子能够形成如此多样的结构，这对生物大分子的形成有什么意义。4、生物大分子的构成（20分钟）教师讲解生物大分子的概念，指出含有碳骨架的糖类、脂质和蛋白质等是组成生物体最重要的有机化合物。以葡萄糖（C₆H₁₂O₆）为例，讲解糖类是如何以碳链为骨架构建起来的；以脂肪酸和甘油构建脂肪为例，阐述脂质的构建；以氨基酸构建蛋白质为例，说明蛋白质的构建过程。组织学生分组制作简单的生物大分子模型，如用彩色小球代表不同的原子，小棍代表化学键，制作一个简单的葡萄糖分子模型或者一个氨基酸模型。每组展示自己制作的模型，并解释其构建过程和原理，教师进行点评和补充。5、碳是生命系统的核心元素（10分钟）教师引导学生回顾前面所学的内容，从碳原子的结构、形成的化学键以及生物大分子的构成等方面，思考为什么碳是所有生命系统中的核心元素。组织学生进行小组讨论，然后每个小组派代表发言。教师总结：碳原子独特的结构使其能够形成多种化学键，进而构建出多样的碳骨架，这些碳骨架为生物大分子的多样性提供了基础，而生物大分子在生命活动中发挥着至关重要的作用，所以碳是生命系统的核心元素。6、课堂小结（5分钟）教师与学生一起回顾本节课所学的主要内容，包括细胞的主要元素种类、碳原子的特性、生物大分子的构成以及碳是核心元素的原因等。强调本节课的重点知识，提醒学生注意理解和掌握。（三）课后拓展1、作业布置基础作业完成教材上的课后练习题，巩固所学的基础知识。列表比较C、H、O、N这4种基本元素在不同生物大分子（糖类、脂质、蛋白质）中的含量差异。拓展作业查阅资料，了解一种微量元素（如铁、锌等）在生物体中的重要作用，并撰写一篇简短的科普文章（300字左右）。结合当前的健康饮食观念，设计一份一天的饮食计划，要求包含富含不同生物大分子的食物，并说明这些食物对身体的益处。2、项目式学习组织学生以小组为单位进行项目式学习，主题为“元素与生命的奥秘”。要求学生通过查阅资料、实地调查（如去医院了解微量元素缺乏症的病例）等方式，深入探究元素与生物大分子在生命活动中的作用以及它们之间的相互关系。每个小组制作一份PPT或者手抄报，在下一次课堂上进行展示和汇报。五、学习评价1、课堂表现（30%）参与课堂讨论的积极性和质量（10%）。小组活动中的表现，包括与小组成员的协作能力以及在小组任务中的贡献（10%）。课堂提问的回答情况（10%）。2、作业完成情况（40%）基础作业的准确性和完整性（20%）。拓展作业的质量，包括科普文章的科学性、逻辑性以及饮食计划的合理性（20%）。3、项目式学习成果（30%）项目式学习过程中的资料收集、整理和分析能力（10%）。PPT或者手抄报的内容质量，包括信息的准确性、丰富性以及排版美观性（10%）。展示和汇报时的表达能力，包括语言表达、逻辑思维等（10%）。六、答案1、基础作业答案教材课后练习题答案：根据教材内容和课堂讲解进行准确作答。C、H、O、N在不同生物大分子中的含量差异：糖类：一般C、H、O比例为1:2:1，N含量极少或无。脂质：C、H比例较高，O相对较少，N含量少（磷脂含N）。蛋白质：C、H、O、N是其基本元素，N含量相对较高。2、拓展作业答案以铁元素为例：铁是生物体中一种重要的微量元素。在人体中，铁主要参与血红蛋白的合成。血红蛋白能够与氧气结合，将氧气运输到身体的各个部位，满足细胞呼吸的需求。如果人体缺铁，就会导致缺铁性贫血，出现头晕、乏力等症状。在植物中，铁是叶绿素合成所必需的元素，缺铁会导致植物叶片发黄等现象。饮食计划示例：早餐：一杯牛奶（富含蛋白质、脂质等），提供身体所需的能量和构建身体的材料；一片全麦面包（富含糖类），提供能量。午餐：一份鸡肉（富含蛋白质），有助于肌肉生长和修复；一份蔬菜沙拉（富含糖类、维生素等），提供各种微量