【导入】海底世界五彩斑斓的珊瑚是由一代一代的珊瑚虫分泌的石灰质堆积而成。珊瑚虫和珊瑚、生命与非生命。那么，生命的本质是什么呢？在第一章，走近细胞，学习了细胞是基本的生命系统后，就得走进细胞。阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。地球诞生之初，是没有生命的，但随着时间的推移和环境的演化，逐渐形成了生命。那么生命和TA所处的非生命环境之间，有什么联系和差异呢？同学们，我们来看一组数据。
组成地壳和组成细胞的部分元素及其含量。地壳代表的是非生命系统，细胞则是最基本的生命系统。那么我们分析这组数据，可以得到什么信息呢？针对这组数据，我们可以从两个角度切入分析。第一，两个系统组成元素的种类。表中所列的约占细胞96%的元素，在地壳中都存在。其余4%的元素也都能够在无机自然界中找到。没有一种元素是生命系统所特有的。这一事实主要说明生命和非生命在元素组成上具有统一性。细胞是一个开放的系统。总是和外界环境进行着物质交换。组成生命的所有元素都是自然界的元素。因此，细胞是物质的。
那么第二个入手的角度，就是同种元素在两个系统中的含量。以C为例。在细胞中的含量远高于在地壳中的含量。这是由碳元素本身的化学性质来决定的。一方面，它容易和氧、氮、氢等元素结合。另一方面，依靠其稳定的共价键，可以形成很长的碳链，进而形成生物大分子。所以碳被称之为是生命的核心元素。与此对比的是，地壳中含量很高的硅在细胞中极少。这是由于硅的共价键不如C稳定,无法形成很长的链,也就无法形成生物大分子。可见，生命系统和非生命系统的差异性体现在元素的含量上。是生命系统从非生命系统当中选择了一些元素来构建生命体。也就是说，生命和非生命存在着质上的统一，差异仅仅体现在量上。此外，在生命系统的内部，不同元素的含量也是有差别的。同一元素在不同生物体当中的含量也不一样。刚才我们已经注意到了硅，硅在细胞中的含量极少，但是在硅藻等某些植物当中含量还是很高的。这又是为什么呢？这与生物体所生活的环境有关系，和自然选择选择下来的元素种类有关系。
那么作为生物的两大类，动物和植物之所以能够表现出不同的生命活动，是不是也与它的元素差异有关呢？下面我们以玉米细胞和人体细胞为例来展开分析。请同学们按下暂停键。运用分析上一组数据的方法来解读这一组数据。看看你能归纳出哪些结论？相信同学们会从以下两点和我达成共识。1、不同种类的细胞在元素组成上具有统一性。2、不同种类的细胞在元素含量上具有差异性。
那这些认识又带给我们哪些启示呢？玉米细胞和人体细胞的化学种类一致。说明动物、植物起源的一致性。这为动植物具有共同的祖先提供了证据。正是由于生物界有一个共同的由来，才使得生物体在结构、细胞等水平上存在高度的一致性。现在我们再具体来分析一下元素的含量。不同细胞当中含量较多的四种元素都是碳、氢、氧、氮。这说明了什么？这四种元素就是构成生命物质的基本元素。糖类、脂肪、蛋白质等物质，是动植物体的主要成分。这些物质都含有碳、氢、氧，蛋白质当中还含有大量的氮。表明不同生物具有不同的物质基础。但在四种元素当中，碳氢差异不大，而氧和氮的含量差距很大。又怎样解释这种现象呢？这是因为玉米细胞当中，它的糖类要多一些，所以氧含量高。而人的细胞当中蛋白质的含量要多一些，所以氮含量高。再比如钙的含量也是有差别的，人体当中的钙的含量高是与其存在骨骼有关。这些差异与不同生物物质和结构组成无关。总之，还是与生物体所生活的环境与自然选择的选择作用有关系。组成细胞的元素有20多种。这个表格呈现的元素是细胞当中占比比较多的。我们把它称之为是大量元素。含量低于万分之一的元素，比如铁、锰、锌、钼、铜、硼等称为微量元素。不管是大量元素当中占比较少的镁、硫。还是含量极微的微量元素，每种元素都有其特殊的功能。一旦缺乏，机体就会出现疾病。
例如铜，铜是造血的要素。铜缺乏可使人体造血功能受损，进而引起免疫功能异常。再比如锌，锌是组成大脑海马体的重要元素。缺锌时影响人体生长发育、大脑发育和性成熟等。下面请同学们阅读教材课本22页，了解钙镁等元素的作用，同时借助网络查阅其他微量元素的作用。可以参考学习任务表里的表格来完成这一部分知识的学习。那完成任务后，大家思考两个问题。
第一个，微量元素这么重要，是不是摄物量越多越好？不是的。铜摄入过多会引起中毒表现，比如蓝绿粪便、蓝绿唾液以及行动障碍等。再比如锌，每天最高的数量是400微克，超过了就会中毒，甚至会出现生命危险。所以微量元素的摄入适量。是否选择富含某微量元素的产品，应该因人而异，因地而异。有一个有趣的现象，细胞的大量元素，其原子序数均在20以内，这对构建生命物质有何意义？正如我们对碳的分析，这些元素能保证细胞结构物质的稳定，有利于形成复杂的生物体。好的，接下来请同学们按下暂停键，拿出纸和笔。就自然界中的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素和基本元素构建各类元素的包含关系。那么看看大家绘制的结果是否和我的一致。
不同细胞中元素含量的差异，归根结底还是与其组成的化合物有关。那组成细胞的化合物种类和含量有什么特点呢？观察X图。通过该图，我们可以直观的感受到，细胞当中含量最多的化合物是水。第二多的化合物是蛋白质。为了分类清晰，我们不妨将这个图转换一个形式。构成细胞的化合物主要包括无机物和有机物两大类。无机物包括水、无机盐。有机物包括糖类、脂质、蛋白质、核酸。含量最多的有机物是蛋白质。
这些图表、数据，其实呢，都是我们了解细胞的物质性的间接证据。那么细胞当中是否真的存在这些物质？生物学是一门自然科学。所有的答案都要从实验当中获得。以脂肪为例。如何确定脂肪的存在呢？我们课前已经布置了家庭小实验。取一枚花生种子。将花生子叶在白纸上用力挤压。可以看到白纸上留有油渍印迹。这说明花生当中含有脂肪。
但是怎么可以直接观察到细胞当中脂肪的存在呢？某些化学试剂能够使生物组织当中的相关化合物产生特定的颜色反应。脂肪就可以被苏丹三染成橘黄色。脂肪不溶于水。在细胞中呈油滴状态存在。所以，要想看到细胞中脂肪的存在，首先需要观察到细胞。就需要将浸泡过的花生种子切成薄片。借助显微镜来观察生物细胞当中的脂肪。下面我们来观察一下规范的操作过程。(播放教材配套实验视频)
好了，我们来总结一下这个实验，该实验成功的关键点在于实验操作的规范性，一是切片要足够薄，这样才可以找到单层的细胞，观察起来比较容易。二是显微镜使用要规范，先把低倍镜下找到已着色的圆形小颗粒，并移至视野中央，然后转动转换器，换成高微镜，调节光圈和细准焦螺旋，直至物像清晰。以脂肪的检测实验为例，我们也可以来总结一下物质鉴定类实验的基本思路。
首先鉴定的原理一般都是特定的化学试剂与相关物质产生特定颜色反应。比如还原糖可与斐林试剂发生作用，产生砖红色的沉淀，蛋白质可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。那么通过这种特定的颜色反应来证明某物质的存在。第二，选材。同学们有没有想过这个问题，为什么要选择花生种子而不选用白萝卜来检测脂肪的存在呢？对，这是因为花生种子脂肪含量高，白萝卜脂肪含量低，所以呢，我们一般要选用带鉴定物质含量比较高的生物组织来作为实验材料。第三，材料处理。刚刚这个实验呢，我们是由于脂肪不溶于水，要观察到细胞中的脂肪，就需要对花生种子做切片处理，但是不同的材料以及不同的物质鉴定可能就采用不同的处理方法。下面请同学们按下暂停键，以鉴定类实验思路为指导，以题目当中几种实验材料为参考，自主阅读18到19页，还原糖、蛋白质检测部分。
生物材料原有的颜色是否影响结果的观察？
有的同学想到了西瓜，西瓜汁是红色的，会影响实验结果的观察，因此在考虑会鉴定物质高含量的前提下，还要选组织颜色比较浅或者是接近白色的。所以呢，蛋白质的检测我们选择的是豆浆、蛋清、鸡肝，还原糖的检测我们选择的是梨、葡萄。可能同学们对白萝卜有点纠结，那我们先把问题搁置，先进行下面讨论。
材料需要如何处理？
要想鉴定相关的物质，需要先将细胞破碎，让物质释放出来，研碎榨汁，制成匀浆。
两种检测试剂的使用方法是否一致？
不一致，斐林试剂是甲液和乙液等量混合现配现用，双缩脲试剂是先加A液再加B液。
那如何排除其他因素对实验结果的影响呢？
我们可以设置一组对照组，比如鉴定还原糖时制备葡萄糖标准液，然后不同材料的颜色反应结果与葡萄糖标准液。
我们把六种材料都分别进行了还原糖和蛋白质的检测，下面一起来观察一下还原糖检测的颜色变化。我把实验结果汇总如下，实验结果解决了我们对白萝卜的疑问，根据现象得出结论。梨、葡萄、白萝卜这些富含还原糖。豆浆、鸡肝、蛋清富含蛋白质。这两个实验呢，再次验证了细胞中化合物的存在。通过对这些生物材料的检测，我们发现不同生物材料中有机物的种类、含量有差异，因此，在日常膳食中要遵循多样、均衡的原则，满足机体生命活动的需要。实际上，在同一生物的不同组织细胞中，化合物的种类含量也是有差别的。梨的果实中糖类和水等物质比较多，却不含叶片中光合作用所必需的叶绿素。这些化合物是细胞执行各项生命活动的物质基础。这也就解决了为何不同生物体、不同细胞进行着不同的代谢。我们也可以将物质鉴定类的实验应用于社会实践，比如劣质奶粉的蛋白质检测、糖尿病患者血糖的监测等等。
最后我们小结一下今天的学习内容。我们从元素和分子两个水平，认识了细胞的物质组成。组成细胞的化学元素常见的有20多种。碳、氢、氧、氮的含量最多。组成细胞的元素都是无机自然界所具有。元素可以组成不同的化合物，包括水、无机盐等无机物，糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机物。我们也通过一系列的实验证实了生命是物质的。生命起源于非生命物质。
这节课就学习到这里，下课。
笔记（自我叮嘱）：1、导入一定注意语言措辞，精练，直击主题。多注意章首页的内容，高度凝练概括，院士名言可用。2、本节课可重点关注授课教师如何讲解组成细胞中的元素。对于学生理解生命是物质的非常有帮助，思想观念的形成非常不易，不能是空口白话，应该用事实数据支撑。在举例微量元素那里，过多过少，均用到的同种实例，印象深刻。3、实验课的授课思路。以检测脂肪“做引子”，过渡到物质类实验的鉴定，非常自然。花生小实验可以借鉴。
本站仅提供存储服务，所有内容均由用户发布，如发现有害或侵权内容，请
点击举报。
