高中一年级生物检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质教学设计及教学反思
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一、教材分析
本实验是人教版(2019年版)高中生物学必修一《分子与细胞》第二章第一节的一个实验。教材把该实验安排在详细学习糖类、脂肪和蛋白质之前,目的是一方面为接下来学习各类有机物奠定感性认识的基础;另一方面也让学生学会检测生物组织中三类营养物质的基本原理和方法,进而在日常膳食中做到不同食物的合理搭配。同时,这也是教材中第一个可以引导学生进行初步探究的实验。通过实验材料的选择,实验结果的交流、讨论和分析,提升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基础。
二、教学目标
1.掌握检测还原糖、脂肪、蛋白质的实验原理;能够运用化学试剂检测生物组织中的还原糖、脂肪、蛋白质。根据此实验方法、原理,设计实验来鉴定常见食物的成分。
2.能正确选择合适的材料进行相关物质的鉴定,并对实验结果进行分析讨论。
3.参与合作学习,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。
三、教学重难点
(一)重点
检测生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的基本原理和正确的操作方法。
(二)难点
围绕实验结果进行讨论分析。
四、教学方法
任务驱动、自主探究、合作学习、讲授等相结合
五、教学准备
(一)实验材料
正常人和糖尿病患者的模拟尿液、葡萄糖溶液、果糖溶液、蔗糖溶液、麦芽糖溶液、淀粉溶液、梨匀浆、苹果汁、葡萄匀浆、西瓜汁、火龙果汁、番茄汁、甘蔗汁、小白菜汁、浸泡后的花生种子、干花生种子、食用油、面粉、马铃薯匀浆、豆浆、牛奶、鲜肝提取液、鸡蛋清稀释液、煮熟的鸡蛋白悬浮液等。
(二)实验仪器 试管、试管架、烧杯、量筒、滴管、酒精灯、三脚架、石棉网、火柴、载玻片、盖玻片、显微镜、毛笔、刀片、镊子等。
(三)实验试剂
斐林试剂甲液、斐林试剂乙液、苏丹Ⅲ染液、双缩脲试剂A液、双缩脲试
B液、体积分数为50%的酒精溶液、蒸馏水等。
六、教学过程
(一)实验原理的呈现
教师创设情境:糖尿病患者的尿液中常常会出现葡萄糖。讲台上的两种液体,究竟哪种是正常人的尿液,哪种是糖尿病患者的尿液呢?如何进行鉴别?引出还原糖检测原理:斐林试剂与还原糖发生反应,产生砖红色沉淀。为了增加实验的直观性,以及学生对于实验原理的信服,教师可以增加演示实验:蒸馏水和葡萄糖溶液分别滴加斐林试剂,进行水浴加热后的对比实验。在此之前,可先简单介绍斐林试剂的使用原理和方法。同理,教师可先强调双缩脲试剂的使用原理和方法,接着用蛋白质溶液和蒸馏水分别滴加双缩脲试剂的演示实验来呈现蛋白质鉴定的原理。接着,教师讲授脂肪鉴定的原理。
(二)还原糖的鉴定实验
1.探究哪些糖类属于还原糖,能被斐林试剂检测出来?
实验材料 果糖溶液 蔗糖溶液 麦芽糖溶液 淀粉溶液
实验试剂 斐林试剂
实验结果
2.探究哪些材料含有丰富的还原糖?
实验材料 梨匀浆 甘蔗汁 火龙果汁 淀粉溶液 西瓜汁 自选材料
实验试剂 斐林试剂
实验结果
3.围绕实验结果展开讨论
教师可引导学生进行以下问题的讨论:(1)火龙果口感不太甜,是否就说明它的含糖量不高呢?(2)哪些材料含有还原糖?最合适的用于检测的材料应具有什么特性?(3)如果检测的材料本身带有颜色,可以怎么处理?(4)生物组织中是否只含有一种物质?能否用梨匀浆检测脂肪呢?(5)你自主选择了什么材料?鉴定出还原糖了吗?
(三)脂肪的鉴定实验
教师引导:可以用组织切片染色的方法来鉴定脂肪。接着简要介绍制片观察的要点和注意事项。
学生实验:分别用浸泡过的花生种子和干花生种子进行切片,染色观察,对比哪种状态更容易观察到脂肪颗粒。
此时,教师可将手机对学生的实验结果进行拍照,通过希沃助手投屏,将观察到的照片投影到屏幕上进行点评。
(四)蛋白质的鉴定实验
教师设问:双缩脲试剂的使用顺序有何要求?原因是什么?学生思考讨论后教师做总结。
1.探究哪些材料含有丰富的蛋白质?
实验材料 鸡蛋清稀释液 鲜肝研磨液 面粉溶液 豆浆 煮熟的鸡蛋白悬浮液 自选
实验试剂 双缩脲试剂
实验结果
2. 高温加热后的蛋白质依然能被双缩脲试剂检测吗?
3. 蛋白质是细胞内含量最多的有机化合物,有人说指甲的主要成分也是蛋白质,你能对此进行鉴定吗?
4. 面粉溶液中最主要的成分是什么?通常用什么试剂来鉴定?
(五)学生讨论和质疑
1. 鼓励学生提出实验过程中发现的问题或者实验失败(效果不好)的原因,讨论是否有改进方案。
2. 讨论:全班一共检测了多少种生物材料?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?
七、教学反思
本节课在验证性实验的基础上增加了探究性,具体体现在实验材料的选择和围绕实验结果的讨论分析上。学生在自主选择材料探究和对实验结果进行交流、讨论、分析的过程中提升探究能力,发展核心素养。教师要对实验原理进行准确的讲授,并强调正确、规范的操作方法。鼓励学生提出实验过程中发现的问题或者实验失败(效果不好)的原因,讨论是否有改进方案。另外,开展探究性实验需要给学生充分的思考讨论时间,对实验结果也需要认真分析,这样才能切实提高学生的各种能力,所以教师要精心设计教学流程,并提前做好预实验及各种准备。此外,在实验操作中要充分发挥小组长的协助作用,管理调控课堂,分工合作,提高课堂效率。