【阅读】
科学家在进行细胞膜化学成分的分析时,需制备较纯净的细胞膜。从真核细胞分离出纯净的细胞膜较为困难,因为会混杂细胞内其他膜。而哺乳动物(或人)的成熟的红细胞,没有内膜,没有细胞核,将其特殊处理后,会造成红细胞破裂而发生溶血现象,再将流出细胞外的物质冲洗掉,剩下的结构就是较纯净的细胞膜,在生物学上称为“血影”。对“血影”的分析得知其化学组成如下:蛋白质49%,脂质43%,糖类8%。
有的科学家将“血影”中的脂质提取出来,使其在空气—水界面上铺展成单分子层,所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的二倍。
【探究】
请根据以上材料分析回答:
(1)哺乳动物细胞内其他的膜有哪些?。
(2)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象?。
(3)红细胞溶血后,溶出细胞外的物质是,这种物质的特性是,因而使红细胞具有的功能。
(4)“血影”的化学成分中的脂质主要是哪一类?。它是构成细胞膜的。
(5)脂质单分子层的面积是细胞表面积的二倍,这说明了。
本实验的地位和作用
光合作用是高中生物学习的重点和难点内容。叶绿体是光合作用的场所,做好叶绿体中色素的提取和分离实验,有助于学生理解光合作用色素的种类和作用、加强学生对光合作用的理解和掌握。
创新动机
在提取叶绿体中色素时要用到丙酮,进行色素分离时要用层析液。丙酮和层析液有很强的挥发性,学生在进行实验的过程中难免会吸入一定的挥发性物质,对身体健康产生影响。所以,本实验要求在通风的条件下进行,实验结束后一定要用肥皂将手洗净。因此,许多教师希望能通过改进实验,降低有毒物质的挥发,保护学生的身体健康。
新教材实验存在的问题及分析
1、新教材中实验的原文是:“将3ml层析液倒入试管中,将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中,随后用棉塞塞紧试管口。注意不能让滤液细线触及层析液。”
2、假如我们按照新教材中的实验要求操作,将3ml层析液倒入不同型号大小的试管中,就会看到下面的现象,层析液的高度都会超过1cm,滤液细线会触及层析液而导致实验失败。
3、建议教材做如下改进:“将适量的层析液倒入试管中”。
改进一:自制密闭式色素分离器
实验装置如下图所示
操作步骤:
1、实验前教师用注射器预先吸取适量的层析液。
2、色素分离时将底座倒入适量的水。
3、将画好滤液线的滤纸条用夹子夹好,罩上罩子。
4、用注射器缓缓推入预先吸取的层析液。注意:不能让层析液触及滤液线。
5、色素分离后,及时用注射器将层析液吸回,进行观察。
改进二:简易色素分离装置
实验装置如图所示
操作步骤:
1、将画好滤液线的滤纸条插入胶塞的切口处。
2、将3ml层析液倒入锥形瓶中,将有滤纸条的胶塞插入锥形瓶中。
3、色素分离后,及时将滤纸条取出,待滤纸条干燥后进行观察。
三种色素分离装置的对比
实验装置
优点
缺点
用烧杯进行色素分离
操作简单
层析液的挥发量较大,对学生的身体健康产生不利影响。
用试管进行色素分离
可减少层析液的挥发
需试管架固定,层析液的量不好控制。
自制密闭式色素分离器
操作简单,美观大方,经久耐用,色素分离和观察的全过程在密闭容器内进行,防挥发性能强。
没有现成的设备,需要重新生产、配置。
简易色素分离装置
①比用试管操作简单、容易固定;
②层析液的挥发量比用烧杯小很多。
③可用现成的设备组装,立即推广。
必须将滤纸条取出干燥,只能一定程度降低有毒气体挥发。
种类
细胞含量(鲜重)
存在形式
生理功能
水
1.最多,占细胞鲜重的85%~90%
2.不同种类生物含量不同,水生>陆生
3.不同生长发育时期不同,幼体>成体,植物细嫩部分>老熟部分
结合水:一部分水与细胞内的其他物质相结合。(4.5%)
结合水是细胞结构的重要组成成分;
自由水:绝大部分的水以游离的形式存在,可以自由流动。(95.5%)
1.细胞内的良好溶剂;
2.参与许多生化反应;
3.多细胞生物体的绝大多数细胞的生活环境;
4.有助于物质运输。
无
机
盐
很少,1%~1.5%
大多数以离子形式存在,较多的阳离子有na+、k+、ca2+、mg2+、fe2+、fe3+等,阴离子有cl-、so42-、po43-、hco3-等。
1.许多种无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用;
2.对维持细胞的酸碱平衡非常重要。
第五章细胞的能量供应和利用
第1节降低化学反应活化能的酶(2课时)一、教学目标:
【知识】:
说明酶在代谢中的作用、本质和特性
【情感】:
通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断的探索和争论中前进的。
【技能】:
进行有关的实验和探究,学会控制变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照组和重复实验。
二、教学重难点:
酶的作用、本质和特性(重点);酶降低化学反应活化能的原理、控制变量的科学方法(难点)
三、教学用具:
ppt幻灯片、实验器材
四、课前准备
五、教学过程:
教学活动教师活动
学生活动(一)引入问题探讨提出问题:与外界的化学反应相比,生物体内的化学反应有什么特点(条件温和、效率高);在学习化学知识中,我们为了让一些化学反应更容易地进行,会使用催化剂,那无机物催化剂和生物体内的催化剂在反应条件上,效率上有什么区别呢?阅读问题探讨内容,进行相关的讨论思考教师提出的问题(二)实验幻灯片展示:酶的本质学生阅读《资料分析》部分,完成讨论,并进行交流。(三)酶的本质方案一:指导学生完成实验方案二:指导学生阅读实验实验,提出问题:1.2号管发生了什么现象,说明了什么(引出活化能的概念)2.3、4号管中,fecl3和过氧化氢酶起了什么作用。(说明催化剂并没有并没有提高分子的能量,而是把发生反应所需要的活化能降低了)3.3、4号管中,哪个反应速度快?说明什么问题(说明酶具有高效性)方案一:学生进行实验方案二:阅读相关的课文内容,展开讨论,并回答问题。(四)酶的特性1.复习实验,指出酶的高效性,也可以给出一些数据加以证明2.用例题说明酶的专一性。可以简单介绍“钥匙-锁“学说(五)探究活动:影响酶活性的条件指导学生完成探究活动的设计和操作揭示酶促反应的条件:最适温度和最适ph完成探究活动,并进行交流和表达(六)小节让学生画概念图练习略
第2节细胞的能量“通货”——atp一、教学目标:【知识】:简述atp的化学组成和特点写出atp的分子简式解释atp在能量代谢中的作用二、教学重难点:atp化学组成的特点及其在能量代谢中的作用;atp和adp的相互转化。三、教学用具:ppt幻灯片四、课前准备:让学生到药店了解atp药品的性状、功效。五、教学过程:教学内容
教师活动
学生活动(一)引入、问题探讨提出问题:前面学习过的能源物质有那些?这些能源物质被细胞分解后,以什么形式提供为细胞提供能量呢?问题探讨:萤火虫发光的生物学意义是什么?萤火虫为什么能发光?一个关于atp让萤火虫尾部重新发光的例子。引出atp是直接能量物质。回答问题(如糖类、葡萄糖、脂肪)(二)atp分子简介以及atp和adp的转化展示atp的分子结构式,讲授atp的分子简式的写法和含义。磷酸键水解放出的能量水平。由atp脱去最远离a的磷酸放出能量引入,讲述adp可以和pi结合,吸收能量,形成atp的过程。,用幻灯片或板书辅助。adp转化为atp所需要的能量的来源:动物、人、真菌、大多数细菌通过呼吸作用、绿色植物通过呼吸作用和光合作用(图表辅助)学生随教师的讲授作出回应,特别是atp和adp相互转化过程中,能量的变化。(三)atp的利用理解:吸能反应与atp合成想联系;放能反应与atp水解相联系。简介图5-7,细胞中能量的利用途径。(四)小结及例题什么是atpatp与adp的转化,及其能量的变化例题略
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