检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验教学设计.docx

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 录

一、 教材分析 …………………………………………… 1
二、 学情分析 …………………………………………………… 1
三、 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、 学习重、难点 …………………………………………………… 2
五、教法、学法……………………………………………………2
六、教学准备…………………………………………………… 2
七、 教学流程……………………………………………………2
八、 课时安排 ………………………………………………………… 4
九、 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……………………………………………… 8
十一、参考文献……………………………………………… 12
 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
一、 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.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.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、 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、 学习目标
1、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、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、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、 学习重、难点
1.重点
①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。
②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.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、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
1、教法：组织者，引导者， 注意生成性问题的再探究。
2、 学法：任务驱动，自主探究 合作学习，分享交流。
六、 教学准备
1．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Ⅲ染液；4支试管、双面刀片、显微镜。
2．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、 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

小组讨论
选择实验材料

明确实验要求
指导学生
答疑解惑

做出预测
设计实验

设计记录表格

讲解注意事项

各个小组开始实验

评价学生实验，指出共性问题

各小组撰写实验报告，交流实验结果

拓展延伸，引导设计创新实验

结 束

图形说明：
　　　教师活动 学生活动 媒体选用

八、 课时安排
2课时
九、 教学过程
1、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、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Ⅲ染液染成橘黄色也可以被苏丹Ⅳ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，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Ⅳ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方法步骤
（1）、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）、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Ⅲ或苏丹Ⅳ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）、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、实验结果和分析
（1）、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
花生种子
苏丹Ⅲ
橘黄色
脂肪
苏丹Ⅳ
红色
黄豆
双缩脲试剂
紫色
蛋白质
（2）、实验思考与交流
①你的预测与实验结果是否一致？
②小组间交流实验结果。你有什么发现？
③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？
④含有可溶性糖、脂肪和蛋白质的材料还有哪些？
6、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、 创新实验
1、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 、探究过程
（1）、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）、实验过程
①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。
②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）、实验记录集及结果分析
①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
沸水浴加热
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
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
60℃
水浴加热
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
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
直接加热
A
（图4.1）
8s颜色开始变化最终出现大量砖红色沉淀
9s颜色开始变化最终出现大量砖红色沉淀
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有轻微分层现象
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
②实验结果分析
A、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、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、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 、实验结论和建议
（1）、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）、节约成本方面
将室温下的水加热到60℃左右或者沸腾，消耗的酒精较多，而且需要时间长，将试管直接置于酒精上进行加热所需时间段，消耗酒精少，但是反应过快，影响学生观察，同时加热过程中试管容易炸裂，存在安全隐患。因此建议，在实验室条件允许的情况下，直接供给学生 60℃左右的热水进行水浴加热观察。
甘蓝、白菜和白萝卜在60℃水浴中的反应效果均好，而且这三种材料的价格相对来说更便宜一些，在很大程度上能够降低实验成本。
(3)、实验试剂方面
在检测还原糖实验中，斐林试剂和班氏试剂的利用原理基本相同，两者都是含有CU2+的碱性溶液，能够使具有自由醛基或酮基的糖类氧化，其本身则变成砖红色或者黄色。但是斐林试剂需甲乙两液等量混合、现配现用，操作繁琐，而班氏试剂是利用柠檬酸作为CU2+的络合剂，其碱性比斐林试剂弱，灵敏度高，干扰因素少，而且可以长时间保存，直接取用，较为方便。
因此，建议在学校实验室药品配备能够满足的情况下建议使用班氏试剂进行实验，可达到简化操作过程的目的，同时又能取得良好的实验效果。
十一、参考文献

[1]人民教育出版社生物课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书生物（必修1）分子与细胞[S].北京：人民教育出版，2007.
[2]潘俊杰.关于《还原糖、脂肪、蛋白质鉴定实验》的几点说明[J].青海师专学报.2006（3-4）.
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[4]唐红梅.几个生物实验的简易做法[J].中学生物学.2010:26（7）.
[5]毛文艳.检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质实验改进[J].教学仪器与实验.2012（11）：28
[6]孙连鹏.《检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质》教学设计[J].教学实践.2013（04）：83
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