第2章組成細胞的分子

?章節規劃

本章選取了構成細胞的物質這個最基本的知識，分別介紹這些物質的組成及功能，通過本章節的學習，學生將在

微觀層面上了解生命的物質性和生物界的物質統一性，活細胞中物質、能量和信息變化的統一，為以后細胞結構與功

能的學習打下良好的基礎。

本章包括5節，即《細胞中的元素和化合物》《生命活動的主要承擔者一一蛋白質》《遺傳信息的攜帶者一一核酸》

《細胞中的糖類和脂質》《細胞中的無機物》，按每節一課時來安排教學。“細胞的分子組成”內容的單元知識點有：細

胞的元素組成、細胞的分子組成、水和無機鹽、糖類、脂質、蛋白質、核酸等。

本章教學的要求是：簡述生命元素的類別，說明生物大分子以碳鏈為骨架；檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋

白質。闡明蛋白質是由氨基酸為基本單位組成，是具有一定的結構和功能最復雜的生物大分子，認識蛋白質分子的空

間結構對其功能起決定性作用；概述核酸的分子結構和功能；觀察DNA、RNA在細胞中的分布。概述糖類的種類和作

用，明確糖類既是細胞的重要結構成分，又是生命活動的主要能源；知道脂質具有區別于糖類的特征組分，舉例說出

脂質的種類和作用；說出細胞內水和無機鹽含量、存在形式和生理作用。

本章的知識也是學習其他模塊必備的基礎。該單元闡述的生命分子的結構和功能，不僅是學習細胞的結構、功能、

代謝和繁殖等知識的基礎，而且也是學習遺傳與進化、穩態與環境等知識的基礎。例如，蛋白質和核酸等知識是進一

步探討DNA分子的結構與功能，基因和遺傳信息的概念，遺傳信息的傳遞和表達，以及基因的調控等知識的必要前提。

蛋白質的結構與功能等知識也是學習激素調節機制的必要前提。此外，生命系統的物質、能量和信息傳遞等知識是理

解生態系統的物質循環、能量流動和信息交流的重要基礎。

由于知識點較多且這些物質的結構及組成都是平常不易直接觀察到的，所以在學習過程中可運用多種多樣的方法

來學習。如第1節《細胞中的元素和化合物》的內容可運用比較法來學習，首先比較教材中地殼和細胞中的元素種類,

然后比較這些元素的含量，使學生從比較中獲得知識。第2節《生命活動的主要承擔者一一蛋白質》可利用分層認識

法學習，遵循元素一氨基酸一多肽一肽鏈一蛋白質這幾個層次來認識，由易到難，由淺入深。第3節《遺傳信息的攜

帶者一一核酸》可從學生感興趣的指紋開門引入，來引起學生的興趣，讓學生在好奇中進入學習。第4節《細胞中的

糖類和脂質》從生活中的熟悉事例入手，比如從糖尿病、肥胖癥入手，認識糖類和脂質在生命中的作用。第5節《細

胞中的無機物》這一節內容較為簡單，可通過教師擬定提綱。如植物缺水的現象有哪些？足球場上常看到在比賽的末

段有運動員抽筋，原因何在？等等，讓大家通過討論的方式來進行學習，并在這個基礎上對前幾節內容進行總結，明

確元素和化合物之間是有機結合的，單一的化合物是不能完成生命活動的。

重視實驗教學。通過第一節的實驗使學生了解實驗的基本原理，如何選取實驗材料，如何觀察記錄實驗的現象，

為今后的實驗打好基礎。

第1節細胞中的元素和化合物

?從容說課

《細胞中的元素和化合物》這一節，首先在節的引言中，明確指出自然界的生物體中的元素是生物有選擇地從無

機自然界中獲得的，沒有一種元素是細胞特有的。但細胞與非生物相比，各元素的含量又大不相同。說明生物界與非

生物界的統一性和差異性內容。這部分內容較為淺顯，但是結論非常重要，對于學生了解生物的物質性具有重要意義。

關于組成生物體的化學元素的內容，一開始就指出組成生物體的化學元素主要有20多種，緊接著以人體細胞為例,

將含量較多的化學元素以及各種元素的含量制成圖形。通過對圖形內容的分析，概括出兩點：一是組成人體的基本元

素是C、0、H、N；二是組成生物體的各種化學元素，在不同的生物體內，含量相差很大，由此進一步說明了大量元

素和微量元素的概念和種類。并且強調指出在大量元素中，C是最基本的元素。

關于組成細胞的化合物，首先說明組成生物體的化學元素進一步組成多種多樣的化合物，接著指出組成細胞化合

物的種類及各種化合物的質量分數，從而說明它是生物體結構和生命活動的物質基礎。

對于構成細胞的有機化合物的種類的認識，從日常生活中都已有這方面的知識，比如知道瘦肉含有蛋白質較多，

水果含有較多的糖類等。如何定性地區分這些常見的有機物，可通過實驗教學來進行。該實驗最主要是要規范實驗過

程，可通過分組分別來完成一個實驗，然后每一組選出一人來介紹該實驗的過程以及要注意的事項，學會展示成果及

共享成果。

?三維目標

1.知識與技能

(1)知道組成細胞的主要元素；知道為什么碳元素是構成細胞的基本元素。

(2)學會檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質的方法。

2.過程與方法

(1)通過對C元素的分析，說明有機化合物形成的可能性及必然性，初步培養學生跨學科綜合分析問題的能力。

(2)通過對組成細胞中的元素的百分比的分析，通過對不同化合物的質量分數的學習，培養學生理解、思考和分

析問題的能力。

3.情感態度與價值觀

(1)認同生命的物質性。

(2)認同生物界在物質組成上的統一性。

?教學重點

1.組成細胞的主要元素和化合物。

2.檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。

?教學難點

1.構成細胞的基本元素是碳。

2.檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。

?教具準備

細胞主要元素百分數掛圖。

?課時安排

1課時

?教學過程

［課前準備］

教師收集關于地球及生物體細胞中各元素組成的資料，玉米和人體的化學元素組成的材料并制成課件；準備實驗

材料。學生預習實驗，初步了解實驗的原理以及實驗步驟。

［情境創設］

地球上的環境千變萬化，但都是有一定的物質組成，比如地殼表面的水、巖石以及空氣，那么這些物質由哪些元

素組成呢？生物是生活在一定的環境中，這些生物從環境中獲取物質，那么這些生物又由哪些元素組成？

［師生互動］

(一)組成細胞的元素(屏幕展示以下資料)

組成地殼和組成細胞的部分元素含量

元素地殼細胞

O48.6065.0

Si26.30極少

C0.08718.0

N0.033.0

H0.7610.0

問：組成生命的細胞和組成地殼的元素有沒有什么不同？

答：組成細胞的化學元素在自然界的無機環境中都能找到，沒有一種元素是生命特有的。但是元素在細胞中和無

機環境中的含量卻有區別，說明生命和非生命的無機環境既有統一性又有差異性。

作為生命的基本組成單位一一細胞，它可以構成不同的生物體。那么元素在各種細胞中的含量是怎樣的？引導學

生分析圖2—1—1和圖2—1—2。

問：組成生物體的化學元素種類有許多，它們的含量是否相同？

答：不相同。

問：人體細胞在干重狀態下和鮮重狀態下哪種元素含量最大？

答：干重狀態下和鮮重狀態元素下元素含量最大的分別是C元素和O元素。

O65%

C18%

H10%/

N3%

P1.4%S0.3%

圖2—1—1組成人體細胞的主要元素（占細胞鮮重的百分比）

圖2—1—2組成人體細胞的主要元素（占細胞干重的百分比）

下面我們以玉米和人體為例，來說明組成生物體的化學元素的種類和含量。（出示玉米和人體化學元素對比表投影片）

玉米與人體的化學元素組成（質量分數/%）

元素玉米人

O44.4314.62

C43.5755.99

H6.247.46

N1.469.33

Si1.170.005

K0.921.09

Ca0.234.67

P0.203.11

Mg0.180.16

s0.170.78

Cl0.140.47

Zn一0.01

Fe0.080.012

問：從表中看，哪一種化學元素是玉米和人體中含量最多的？

答：是Co

問：除此之外，還有哪幾種元素含量較多？

答：O、H、No從表中可以看出C、O、N、H這4種元素在組成生物體的元素中含量最多，所以，C、O、N、H

是組成生物體的基本元素。

問：表中只列舉了13種元素，那么是不是說玉米和人體內只含有這13種元素呢？

答：不是。

實際上除了表中的13種元素之外，還有Mn等。據統計，在生物體的細胞內至少可以找到62種元素，其中常見

的約有29種，重要的有24種。所以，一般情況下可以說組成生物體的化學元素主要有20多種。

問：構成生物體的這些元素的含量有什么特點呢？同學們可以相互討論一下。

答：有的含量非常多，有的較多，有的很少，差別較大。

正是因為生物體內各種元素含量差別較大，所以可以按照含量的多少把它們分為兩大類：一類是大量元素，一類

是微量元素。

問：什么是大量元素？

答：含量占生物體總重量萬分之一以上的元素。

問：哪些元素屬于大量元素？

答：C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg?

問：什么是微量元素？

答：生物體內含量很少的一些元素。

問：哪些元素屬于微量元素？

答：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。

問：請同學們討論一下，既然微量元素在生物體內含量很少，那么，是不是說它們在生物體內可有可無呢？

答：不是。微量元素對于維持生物體的生命活動起著非常重要的作用。如碘是甲狀腺激素的成分，鐵是血紅蛋白

的成分，鋅、硒、鋁、鐵等是很多酶的成分。

在組成生物體的大量元素中，C是最基本的元素，從初中所學元素周期表中，知道C位于第14族位置，它的原子

序數是6,說明一個碳原子核中含有6個質子，核外有6個電子，由于電子排布的不同，在最外層有4個電子，這樣，

碳原子就具有了4個能夠成鍵的價電子。正是這4個價電子，能夠使碳原子之間、碳原子與其他元素的原子之間結合

形成更多的化學鍵。由于每個碳原子可以形成4個化學鍵，所以就有可能形成含有成千上萬個甚至更多個碳原子的物

質。C是構成生命有機物中最重要的元素。

（二）組成細胞的化合物

討論：作為生命的細胞是由元素組成的，組成生物體的化學元素在生物體內是以什么形式存在的？比如花生和大

豆的應用中有很大的不同，花生可用來榨油，大豆常用來做豆腐說明了什么問題？

說明：教師引導學生分析組成生物體的化學元素在體內以什么形式存在（單質還是化合態），參考課本P17提供的

表來分析，總結歸納出構成細胞的化合物。

十3八人5「水：85%?90%

無機化合物［

_無機鹽：1%?1.5%

r

蛋白質：7%?10%

有機化合物Y核酸和糖類：1%?1.5%

、脂類：1%?2%

（三）實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質

教材中本實驗安排為驗證性實驗,可與講課同步進行。

本實驗難度并不大，但由于內容較多,實驗時間較長，因此，必須作周密安排，才能按時完成。實驗中應注意以下幾點。

L增設教師演示實驗。上課之前，教師應該準備好做演示實驗所需的實驗材料、用具、儀器和試劑等。同時,逐項完

成可溶性糖、脂肪、蛋白質三類有機物的鑒定實驗。在實驗課上,將三個實驗的正確結果分別展示在講臺上，并作扼要的

介紹，以便使學生將自己的實驗結果與教師的演示實驗作比較。

2.實驗中學生應分工合作。在“還原糖的鑒定”實驗中，當每組2個學生中的1個制備生物組織樣液時，另一個學生

可以用酒精燈將水煮開,以便縮短實驗的等待時間。在“脂肪的鑒定”實驗中,1個學生制作臨時裝片時，另一個學生則可

以調試顯微鏡。另外，在完成前2個實驗時,1個學生洗刷試管、清洗玻片和整理顯微鏡，另一個學生則可以進行后1個實

驗的操作。

3.鑒定可溶性還原糖的實驗，在加熱試管中的溶液時，應該用試管夾夾住試管上部,放入盛開水的大燒杯中加熱，注意試管

底部不要接觸燒杯底部,同時試管口不要朝向實驗者，以免試管內溶液沸騰時沖出試管，造成燙傷。如果試管內溶液過于沸騰,

可以用手上提夾住試管的試管夾。

4.做鑒定糖和蛋白質的實驗時，在鑒定之前，可以留出一部分樣液，以便與鑒定后的樣液的顏色變化作對比，這樣可以

增強說服力。

5.斐林試劑的甲液和乙液混合均勻后方可使用,切勿將甲液和乙液分別加入組織樣液中。

探究生物組織中的主要化合物

可溶性還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定的實驗原理、方法、步驟和現象:

知識點可溶性還原糖脂肪蛋白質

被蘇丹ni染液染成橘

實驗原理與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀黃色（或被蘇丹w染成與雙縮胭試劑反應產生紫色物質

紅色）

浸泡1?2d的黃豆種子（或用豆漿）

含糖較高、顏色為白色或近于白富含脂肪的種子，以花

選材或用雞蛋

色的植物組織，蘋果、梨最好生最好

樣液蛋白

實制備

驗方法蘋果切塊一研磨一過濾一濾液制作花生種子的切片黃豆浸泡切片一研磨一過濾一濾液

步

驟

樣液f加斐林試劑f振蕩f水浴切片一染色一漂洗一組織樣液一加雙縮配試劑A-再加

鑒定步驟

加熱煮沸鏡檢雙縮）R試劑B-觀察顏色變化

脂肪被蘇丹III染液染

加雙縮JR試劑A無明顯變化，加雙

實驗現象藍色一棕色f磚紅色沉淀成橘黃色（或被蘇丹IV

縮胭試劑B后溶液變成紫色

染成紅色）

1.選材要用含糖較高、顏色為白色

1.切片要盡可能的薄1.用雞蛋蛋白時，一定要加以稀釋，

或近于白色的植物組織

2.染色后一定要用如果稀釋不夠，與雙縮版試劑發生反

2.斐林試劑不穩定，一般配成甲液

50%的酒精溶液洗去應后會粘固在試管內壁上，使反應不

注意事項（NaOH：0.1g/mL）乙液（CuSCU：

浮色徹底，且試管不易洗干凈

0.05g/mL）來保存,用時必須將甲、

3.觀察時找最薄處，最2.雙縮JR使用時，應先加A造成堿環

乙兩液混合均勻后使用，切勿分別

好只有1?2層細胞境，再加B

加入組織樣液中進行檢測

每組學生從教師提供的材料中選取兩種進行鑒定，并記錄（如下表）:

\成

還原糖脂肪蛋白質

料\

預測實測原因預測實測原因預測實測原因

蘋果汁

梨汁

馬鈴薯

勻漿

花生

種子

花生種

子勻漿

豆漿

鮮肝提

取液

交流實驗結果：每一組實驗選取一個人介紹實驗情況，然后分析實驗成敗的得失。

［教師精講］

組成生物體的元素和非生命的元素種類沒有區別，沒有一種化學元素是生物界特有的，從這方面來看生物界和非

生物界具有統一性。雖然從元素種類上看具有統一性，但從組成生命的元素的含量上來看是有區別的，組成生命的化

學元素在生物體內和在無機環境中的含量相差很大，從這方面看生物界和非生物界具有差異性。

在細胞中，元素主要以化合物的形式存在。組成細胞的基本元素是C元素，它是構成有機物的標志性元素，有機

物是生命中最重要的物質。

不同的生物組織中，有機物的含量是不同的，要學會用恰當的方法來檢測和區分不同的有機物。

［評價反饋］

1.在植物體內，最基本的化學元素和含量最多的元素分別是

A.C、OB.O、HC.C、HD.H、0

2.做蛋白質鑒定實驗時,事先留出一些大豆組織液的目的是

A.與反應物混合的顏色作對比B.失敗后重做

C.鑒定還原糖用D.為了節約

3.做還原糖的鑒定實驗所需的材料最好選用的顏色是

A.白色B.紅色C.紫色D.藍色

4.活細胞中含量最多的化合物是

A.蛋白質B.糖類C脂質D.水

5.活細胞中含量最多的有機化合物是

A.蛋白質B.糖類C脂質D.核酸

參考答案：

l.A2.A3.A4.D5.A

［課堂小結］

本節課比較重要的就是理解生命的物質性一一即構成生命的細胞是由元素組成的，而且這些元素在細胞中大多數

是以化合物的形式存在。這些化合物的存在可以通過實驗來進行驗證。可以區分出在組織中是否有糖類、脂質和蛋白

質，但是具體是哪種糖類或蛋白質還要通過其他方法才能鑒定。

［布置作業］

P19一、基礎題：2,P19二、拓展題：2。

［課后拓展］

根據日常生活中你所用的食譜，分析搭配是否合理？（可查閱有關人體每天需要的物質的資料）

資料：一個體重65千克，從事較輕勞動的成年男子，應該從每天所吃的主副食（糧食500克，肉100克，蛋一

個，豆制品50克，蔬菜500克）中獲得所需要的75克蛋白質。根據需要與可能，還應該適當地調劑副食，如增加

些乳、蛋、肉類、豆制品、花生等提高蛋白質的質和量。充分發揮各種植物蛋白質和動物的“互補作用”，以保證蛋

白質的需要。我們選擇蛋白質食物，首先應考慮蛋白質含量的多少。如果食物中蛋白質含量很少，即使營養價值很

高，也不能滿足人體需要。在常用的每100克食物中，肉類含蛋白質10?20克，魚類含15?20克，全蛋含13?15

克，豆類含20?30克，谷類含8?12克，蔬菜、水果含1?2克。

?板書設計

第2章組成細胞的分子

第1節細胞中的元素和化合物

大量元素：、、、、、等

一、組成細胞的元素〈CH0NPS

微量元素：Fe、Mn、Zn、B、Cu、Mo等

組成細胞的基本元素：C

‘水

無機物＜

.無機鹽

,糖類

二、組成細胞的化合物＜

脂質

有機物

蛋白質

核酸

三、檢測生物組織中的常見有機物

?習題詳解

一'、練習（課本P19）

（―）基礎題

1.（1）V（2）X

2.

3.B

（二）拓展題

1.細胞是有生命的，它可以主動地從環境中獲取生命活動需要的元素。這是生物與非生物的區別之一。

2.不能。生命系統內部有嚴謹有序的結構，不是物質隨意堆砌而成的。

二、問題探討（課本P16）

通過問題探討知道組成地殼和組成細胞的元素的含量從種類上看有相同性，從質量分數來看有差異性。同為細胞,

元素的含量也會有所不同，比如水稻中Si較多，西紅柿中Ca含量較多。

三、本節聚焦（課本P16）

1.組成細胞的主要元素是C、H、0、N、S、P、K、Ca、Mg等。主要元素是指在細胞中起重要作用的元素，

可以是大量元素也可以是微量元素。

2.組成細胞的重要化合物主要有六大類，包括水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質、核酸。

3.檢測生物組織中的這些物質常常通過某些化學試劑能夠使生物組織中的有關有機物產生特定的顏色反應來進行。

生物組織中的糖類可分為還原性糖和非還原性糖。常用還原性糖可和斐林試劑反應生成磚紅色沉淀來檢驗還原性糖的

存在。脂肪可和蘇丹UI染液或蘇丹VI染液反應，生成橘黃色物質。蛋白質與雙縮胭試劑發生反應生成藍色物質。

四、思考與討（課本論P17）

1.有機化合物和無機化合物的區別主要看它們的分子組成中是否有碳元素，如糖類是有機化合物，由碳、氫、氧三

種元素組成；水是無機化合物，由氫、氧兩種元素組成。當然這不是嚴格意義上的區別。比如二氧化碳雖然含有碳元

素，但它的特性和無機物一樣，所以它不是有機物。

2.細胞內最多的有機化合物是蛋白質，無機化合物是水。蛋白質是組成生物體的重要物質，在生命活動中起重要作

用，它既可作為生命活動的實施者又可以作為生命活動的調節者；水是生命之源，離開水，生命活動就無法進行。

3.植物的葉肉細胞、果實細胞和種子的細胞中通常含有較多的糖類、脂質和蛋白質。如禾谷類的果實、種子、馬鈴

薯等含淀粉（多糖）較多；甘蔗的莖和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻、向日葵等種子中含脂質多；大豆種子中含蛋

白質多，等等。要想從植物的果實、種子中獲得糖類、脂質和蛋白質，就要設法使細胞破碎，再將這些物質提取出來。

五、實驗（課本P19）

討論：1.（略）

2.通過交流應該發現只要所用的材料相同、實驗條件相同，實驗的現象就相同。說明實驗是可重復的。

3.通過對檢測的生物材料中有機化合物的分析，發現材料中的有機化合物種類、含量都不一樣。就是同一種材料

中有機物的含量也可能不同。比如蘋果中顏色較鮮艷的有機物的含量就比較多。我們選擇食物的時候就應該多樣化，

不要偏食、挑食，以滿足人體對各種物質的需要。

第2節生命活動的主要承擔者一一蛋白質

?從容說課

關于蛋白質的結構是本節教學的重點和難點。教師在講述蛋白質的組成和結構時，可以按照以下教學思路來設計教

學過程：通過列舉日常生活中我們每天必須攝取的營養物質入手使學生認識到蛋白質的重要性；指出對生物大分子結

構的研究，常采取分層認識的方法；對蛋白質的組成和結構的教學，可從元素、基本單位一一氨基酸、肽、肽鏈間的結合

和卷曲折疊而成的空間結構等幾個層次逐步深入。

在講述肽時，要注意講清縮合、肽鍵、二肽和多肽的概念。要指出每種多肽具有特定的氨基酸種類、數目和排列順

序，這種特點決定著肽的空間結構。為學生理解多肽間的區別和蛋白質的多樣性打下基礎。

對于蛋白質的空間結構，教師不必詳細講述，可以讓學生通過對教材中某種胰島素空間結構示意圖的觀察，了解蛋白

質具有一定的空間結構就可以了。但是應該對學生指出，蛋白質的生理作用依賴于其自身特定的空間結構。

在講述蛋白質的功能時，應該注意從列舉典型的、易于理解的例子中，概括出蛋白質是構成細胞和生物體的重要結構

成分和在生命活動中發揮的重要作用。

另外，在關于蛋白質結構內容的教學中，要充分利用剪貼圖、投影片和教材中的示意圖，來幫助學生理解動態的、抽象

的知識內容。

?三維目標

1.知識與技能

（1）氨基酸的結構特點，以及氨基酸形成蛋白質的過程。

（2）蛋白質的結構和功能。

2.過程與方法

（1）培養學生跨學科的分析綜合能力。

（2）收集資料、分析資料的能力。

3.情感態度與價值觀

（1）認同蛋白質是生命活動的主要承擔者。

（2）關注蛋白質研究的新進展。

?教學重點

1.氨基酸的結構特點，以及氨基酸形成蛋白質的過程。

2.蛋白質的結構和功能。

?教學難點

1.氨基酸形成蛋白質的過程。

2.蛋白質的結構多樣性的原因。

?教具準備

肽鍵形成的動畫課件。

?課時安排

1課時

?教學過程

［課前準備］

教師準備幾種氨基酸的結構圖；學生準備一些食品的成分說明書。

［情境創設］

蛋白質是構成原生質的最重要的物質之一，它在細胞中的含量只比水少，大約占細胞干重的50%以上。（1）它的

基本組成是什么呢？（2）蛋白質含量這么大，在生命活動中承擔什么作用呢？

［師生互動］

展示說明書，讓大家分析問題討論：蛋白質由哪些化學元素組成？

從蛋白質的化學元素組成上看，它主要是由C、H、O、N4種元素組成的，很多重要的蛋白質。此外，有些蛋白

質還含有Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。

蛋白質的相對分子質量很大，下面可以通過比較得到證明。

投影：

計算下面幾種物質的相對分子質量：H2O（水）、H2s。4（硫酸）、C30H4816O872N28cls8Fe4（血紅蛋白）

問：蛋白質的相對分子質量比起其他化合物有何特點？

答：它的相對分子質量較大，是高分子化合物。

（課本圖示：顯示胰島素結構模型圖，幫助學生理解什么是高分子化合物）

討論：通過胰島素這種蛋白質分子的結構，同學們可以看出，蛋白質分子這種高分子化合物的結構確實是相當復

雜，它是由很多氨基酸組成的，所以氨基酸就是組成蛋白質的基本單位。那么氨基酸的結構又是怎樣的呢？下面請同

學們寫出一個甲烷的結構式。

——

（一位學生在黑板上寫出甲烷結構簡式:-C-

——

H

講述：用一個氨基、一個竣基、一個R基分別取代甲烷中的三個H,就組成蛋白質分子的基本單位氨基酸的結構

通式：

H

I

R—C—COOH

I

NHz

（投影：幾種氨基酸的結構式）

HCH3SH-CHz

I

H—C—COOH—COOH—COOH

I

NHZNHzNHz

甘氨酸丙氨酸半胱氨酸

問：請同學們觀察這幾種氨基酸的結構式，它們在結構上有什么相同點和不同點？

答：共同點：每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個竣基，并且都有一個氨基和一個竣基連在同一個c上；

不同點：R基不同）

總結得出：由于R基的不同，構成了氨基酸的種類不同，在生物體中組成的蛋白質的氨基酸約有20種。R基上可

以有氨基，也可以有竣基，所以造成了氨基酸在溶液中呈現不同的pH。在人體內有的氨基酸是列有辦法在人體細胞內

合成的，如賴氨酸、色氨酸等，但是它又是構成蛋白質必不缺少的，所以要對這類沒法合成的氨基酸（必需氨基酸）

要有一定量的補充，這樣才能滿足生長發育的需要。

討論：蛋白質分子作為一種高分子化合物，往往是由很多個氨基酸構成的，那些氨基酸之間是如何連接在一起構

成蛋白質分子的呢？

是通過一種叫做脫水縮合的化學反應來完成連接的。（展示動畫課件）

（教師以板圖形式講解兩個氨基酸之間的脫水縮合反應。并請同學注意肽鍵是如何形成的，以及把形成的產物叫

做二肽的原因）

（教師再以同樣的方法，演示三肽化合物的形成）

該過程由學生寫出由四個氨基酸通過脫水縮合形成的四肽化合物結構式，并注明生成的水分子數和形成肽鍵的數

目。學生到黑板上演示，如有錯誤予以糾正。

許多的氨基酸通過肽鍵相互連接成多肽鏈，多肽鏈盤曲折疊構成了蛋白質分子的結構。

師生共同歸納出：

氨基酸脫水縮合>肽鏈（一條或多條）盤曲折疊>蛋白質

討論：既然蛋白質都是按照上述方式構成的，那么，為什么會有那么多種類的蛋白質呢？

（投影：血紅蛋白的空間結構圖）

問：學生對血紅蛋白和胰島素的空間結構進行對比，分析組成這兩種蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列次序是

否相同？

答：因為組成每種蛋白質的氨基酸的種類、數量、排列次序不同。

組成蛋白質的氨基酸數目很多，由于數目、種類、排列順序不同，會不會形成不同種類的蛋白質。再加上構成蛋

白質的肽鏈的空間結構千差萬別，這些都是細胞中的蛋白質種類繁多的原因。

小結：蛋白質結構多樣性的原因：

（1）組成每種蛋白質的氨基酸種類、數目不相同；

（2）組成每種蛋白質的氨基酸排列順序不同；

（3）每種蛋白質分子的空間結構均不相同。

討論：根據生物學中結構和功能相適應的原理，蛋白質有多種結構，必然會有多種功能，請大家回憶初中生物學

中涉及了蛋白質分子的哪些功能？

（學生經過討論可舉出如抗體、酶、激素（胰島素）作用的例子，教師加以歸納，總結出蛋白質的多種功能，即

功能的多樣性）

（教師引導學生去看課后的科學史話，使學生了解我國在人工合成蛋白質上取得的成就，增強民族自豪感）

［教師精講］

蛋白質作為生命活動的主要體現者，它在生命活動中擔當無可替代的作用，它的作用主要表現在以下幾個方面：

①有些蛋白質是構成細胞和生物體的重要物質（結構蛋白）；

②有些蛋白質有催化作用（酶）；

③有些蛋白質有運輸作用（載體蛋白）

④有些蛋白質有調節作用（激素蛋白）;

⑤有些蛋白質有免疫作用（抗體）。

對于生物體來說，蛋白質是必不可少的，這在生物體的各項生命活動中都擔當重要的作用，所以可以說一切生命

活動都離不開蛋白質，這是生命活動的主要承擔者。

［評價反饋］

1.根據下列化學簡式回答：

3產

（1）此化合物名稱叫,生成此化合物的反應叫,反應所產生的化學鍵叫o

（2）填寫方框內的名稱：①；②；③。

（3）每個氨基酸的平均相對分子質量為180,該物質的相對分子質量約為o

2.2003年春季發生了非典疫情，講衛生達到了前所未有的重視。當時滅毒消毒產品供不應求，為了達到滅毒消毒

的效果，家中每天把吃過的碗筷等進行蒸煮，你認為這樣做的理由是什么？

參考答案：

1.（1）二肽縮合反應肽鍵（2）氨基肽鍵竣基（3）3422.能導致人體生病的微生物的主要成分是蛋

白質，高溫能讓蛋白質變性,失去活性，達到滅菌消毒的功能。

［課堂小結］

元素（C、H、0、N等）組成>氨基酸（約20種）維含—多肽一條或幾條盤曲折疊>蛋白質（承擔各種功

能）

［布置作業］

P24一、基礎題1、2、3o

［課后拓展］

查資料：當前蛋白質研究的現狀，以及研究它的現實意義在哪？

蛋白質的結構

蛋白質結構的近代概念已有證據證明，蛋白質是由a—氨基酸結合而成，水解后產生a—氨基酸。這種結合是1

個氨基酸的氨基與另1個氨基酸的竣基以肽鍵（即酰胺鍵）結合成肽鏈，再由1個或1個以上的肽鏈按各自特殊的方

式組合成為蛋白質分子。隨著氨基酸的分子數目、排列次序，以及肽鏈數目和空間結構的不同，遂形成了不同的蛋白

質。

根據長期研究蛋白質結構的結果，已確認蛋白質的結構可分為一級結構、二級結構、三級結構和四級結構。

一級結構又稱初級結構，是指氨基酸如何連接成肽鏈以及氨基酸在肽鏈中的排列順序。在一級結構中，一致公

認肽鍵（一co—NH—）是主要連接鍵，而多肽鏈（由多個氨基酸以肽結合形成的長鏈）無疑是一級結構的主體。

二級結構蛋白質的二級結構是指蛋白質分子中多肽鏈本身的折疊方式。根據已有的實驗證明，多肽鏈的二級結

構主要是a—螺旋結構，其次是B—折疊結構，還有B—轉角，Q環和無規則卷曲。在二級結構中有氫鍵參加以維持

其穩定性。

三級結構蛋白質的三級結構是指螺旋肽鏈結構盤繞、折疊成復雜的空間結構，包括肽鏈中一切原子的空間排列

方式，即原子在分子中的空間排列和組合的方式。

四級結構是指蛋白質的亞基（subunit,亦稱亞單位）聚合成大分子蛋白質的方式。

?板書設計

第2節生命活動的主要承擔者一一蛋白質

1.含量50%以上（干重）

2.元素組成主要有元素C、H、0、N等

3.基本組成單位氨基酸，大約20種

R

I

結構通式：H.N-CH^OOH

4.蛋白質的結構：氨基酸連接方式

R+

耳o

5.蛋白質的主要功能（具有多樣性）

?習題詳解

一'、練習（課本P24）

（一）基礎題

1.（1）V（2）J2.A3.B

（二）拓展題

提示：紅細胞中的蛋白質和心肌細胞中的蛋白質，其氨基酸的種類、數量和排列順序以及蛋白質分子的空間結構

都不同，它們的功能也不相同。

二、問題探討（課本P20）

1.富含蛋白質的食品有大豆制品，如豆漿、豆腐、腐竹；奶類制品，如奶粉、酸奶、袋裝奶；還有肉、蛋類食品，

如烤肉、肉腸、雞蛋，等等。

2.有些蛋白質是構成細胞和生物體的結構成分，如結構蛋白；有些蛋白質能夠調節生命活動，如胰島素、生長激素;

有些蛋白質有催化作用，絕大多數酶都是蛋白質，如胃蛋白酶；有些蛋白質具有運輸載體的功能，如紅細胞中的血紅

蛋白；有些蛋白質有免疫功能，如人體內的抗體。

3.因為氨基酸是構成蛋白質的基本單位，在人體內約有20種氨基酸，其中有8種是人體需要而不能自己合成的，

必須從外界環境獲得，如賴氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等，它們被稱為必需氨基酸。所以有些食品中要添加賴氨酸或苯

丙氨酸等人體必需的氨基酸。

三、思考與討論（課本P20）

1.每個氨基酸都有氨基和竣基，并且都有一個氨基和一個竣基連接在同一個碳原子上（又叫中心碳原子）。

2.“氨基酸”代表了氨基酸分子結構中主要的部分一一氨基和竣基。

四、思考與討論（課本P22）

1.氨基酸一二肽一三肽一多肽，一條多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質，或幾條多肽鏈折疊形成蛋白質。

2.食物中的蛋白質要經過胃蛋白酶、胰蛋白酶、腸蛋白酶、腸肽酶等多種水解酶的作用，才能分解為氨基酸。這些

氨基酸進入細胞后，重新按照一定的排列順序縮合形成二肽、三肽到多肽，由多肽構成人體的蛋白質。人體的蛋白質

與食物中的蛋白質不一樣，它們之間氨基酸的數目、種類和排列次序都不同。人體的蛋白質有完成人體生命活動的結

構和功能。

3.10個氨基酸能夠組成2010條互不相同的長鏈。氨基酸的種類、數量、排列順序以及蛋白質空間結構的不同是蛋

白質多種多樣的原因。

五、旁欄思考題（課本P22）

n個氨基酸形成一條肽鏈時，脫掉n—1個水分子，形成n—1個肽鍵。同理，n個氨基酸形成m條肽鏈時，脫掉n

一ni個水分子，形成n—m個肽鍵。

第3節遺傳信息的攜帶者——核酸

?從容說課

《遺傳信息的攜帶者一一核酸》的知識，學生在日常生活中很少有感性的認識，所以教學的直觀性非常重要。但

是學生對遺傳物質會產生強烈的好奇心，我們可以利用這一點，再結合新的科技成果來創設情景，例如課文中的問題

探討：DNA指紋法技術在偵破工作中的用途，來進入新課程的教學。本節雖然提出了遺傳信息，但是對遺傳信息的深

入理解需要在《遺傳進化模塊》中完成。這一節重點是讓學生了解承載遺傳信息的物質一一核酸。通過實驗，觀察DNA

和RNA在細胞中的分布，讓學生在實驗中通過試劑的特殊顯色反應，感受到遺傳物質一一核酸的真實存在和分布情況，

這樣對核酸有一個比較直觀的感性認識，從而更好地理解核酸的種類有兩種：脫氧核糖核酸(簡稱DNA)和核糖核酸

(簡稱RNA)。教師在教學中要注意引導學生正確地使用顯微鏡的方法和關鍵的實驗步驟，引導學生分析問題以及如

何得出結論。此實驗是本節一個很重要的內容。第二個重點內容是理解核酸是一種生物大分子，它是由核甘酸連接而

成的長鏈。教師可以從學生已有的學習知識入手，從核酸的基本組成元素出發，由元素組成核甘酸，由核甘酸組成核

甘酸鏈，再形成核酸。注意利用課文中兩種核甘酸的比較，以區分DNA和RNA的基本組成單位的不同，組成兩種核

甘酸堿基的不同和所含的五碳糖不同，提高歸納判斷能力。

?三維目標

1.知識與技能

(1)說出核酸的種類。

(2)簡述核酸的分子結構和功能。

(3)懂得以特定的染色劑染色，觀察并區分DNA和RNA在細胞中的分布。

2.過程與方法

(1)嘗試進行自主學習和合作學習。

(2)學會運用比較、歸納等方法分析實驗結果。

(3)運用互聯網、圖書、雜志進行資料的收集和整理。

(4)積極參加社區實踐活動，并嘗試進行調查報告的寫作。

3.情感態度與價值觀

(1)參與小組合作與交流，培養學生自主、探究、合作式的學習方式。

(2)認識生物科學的價值，樂于學習生物科學，養成質疑、求實、創新及勇于實踐的科學精神和科學態度。

?教學重點

1.核酸的分子結構和功能。

2.觀察并區分DNA和RNA在細胞中的分布。

?教學難點

觀察并區分DNA和RNA在細胞中的分布。

?教具準備

1.實驗材料的準備。

2.學生的探究性學習預習作業：觀察DNA和RNA在細胞中的分布。

3.脫氧核甘酸和核糖核甘酸分子組成示意圖、脫氧核甘酸長鏈示意圖、DNA與RNA在化學組成上的區別圖。

4.實驗的多媒體課件。

?課時安排

1課時

?教學過程

［課前準備］

1.實驗材料用具：人的口腔上皮細胞或青蛙皮膚細胞、蛙的紅細胞、蠶豆葉表皮，洋蔥表皮

大燒杯，小燒杯，溫度計，滴管，消毒牙簽，載玻片，蓋玻片，鐵架臺，石棉網，火柴，酒精燈，吸水紙，顯微

鏡

質量分數為0.9%的NaCl溶液，質量分數為0.8%的鹽酸，吐羅紅甲基綠染色劑(取A液20mL,B液80mL配成染

色劑，使用時現配。A液：取叱羅紅甲基綠粉1g,加入100mL蒸儲水中溶解，放入棕色瓶中備用。B液：取乙酸鈉

16.4g,用蒸儲水溶解至1000mLo取乙酸12mL,用蒸儲水稀釋至1000mLo取稀釋的乙酸鈉溶液30mL和乙酸20mL,

加蒸儲水50mL,配成pH為4.8的溶液)，蒸儲水。

2.學生實驗人員的分組(一般4人為一個小組)，實驗的預習作業。

3.調查報告的一般寫法資料準備。

［情境創設］

首屆國際DNA證據研討會于2004年H月23日至25日在北京人民警察學院舉行。迄今為止，沒有任何一項法庭

證據鑒別技術像DNA鑒定一樣，能夠以99.9999%的精度鎖定或排除犯罪嫌疑人。在全國司法系統推廣DNA證據鑒

定技術，建立全國聯網的犯罪現場DNA證據數據庫以及重點監控人群DNA數據庫，對于大幅提高破案率、縮短結案

時間，震懾強奸、殺人等惡性犯罪分子，維護社會安定具有重要意義。

以下是一個真實的故事：檢驗荔枝DNA找到殺人者一個年僅12歲的女孩，失蹤數日后，在村邊的臭水溝中被

人發現尸體。偵查人員在死者胃里發現了一種呈咖啡色的肉絲狀物質，隨后又在嫌疑人家中發現了一些發霉的荔枝殼

和荔枝核，兩者之間究竟有無關聯？

檢驗人員運用植物DNA檢驗技術，采用多對引物進行擴增檢驗，結果證明在死者胃內發現的咖啡色肉絲狀物質就

是荔枝肉。檢驗進一步證明，死者胃內所發現的荔枝肉和嫌疑人家中發現的荔枝殼具有同一來源的特性，在所有的引

物擴增檢驗結果中，果肉和外殼都呈現出相同的DNA譜帶。同時，警方從市場上隨機購買的荔枝卻與前兩者的DNA

譜帶不同。

這個結果說明一個事實，在死者胃內發現的荔枝肉與在嫌疑人家中發現的荔枝殼是同一棵樹上結的果實，具有同

一性。在證據面前，嫌疑人供認了犯罪過程。

DNA指紋法技術在偵破工作中有著重要的用途。眾所周知，每個人都有指紋，而且每個人的指紋都很獨特，刑偵

人員將從案發現場得到的血液、頭發等樣品中提取的DNA,與犯罪嫌疑人的DNA進行比較，就有可能為案件的偵破

提供證據。那么什么是DNA指紋呢？DNA是什么？為什么DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息？

［師生互動］

（一）學生分小組進行合作式的討論和交流

學生對DNA指紋法在案件偵破中的作用可能略有所聞，讓學生分組進行合作式的討論,然后讓學生進行交流表達、

回答提出的疑問，盡可能地讓所有學生分享他們對遺傳物質一一核酸的認識。

1.DNA指紋是不是平時說的手指印？（不是）

2.怎么知道那些DNA是否來自同一個人？（根據復雜的檢測，觀察DNA譜帶是否完全相同）

3.DNA可以做身份證嗎？（可以。而且這種身份證是終身的，也是唯一的，能避免同名同姓同地點同時出生的人

身份混淆）

可以由學生自由提問，在老師組織下，由同學答疑，回答不上來的，再由老師作補充。

為什么DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息，這與DNA是遺傳物質的本質是分不開的，因此通過對DNA指紋的鑒

定，可以判斷兩個人之間的親緣關系，DNA指紋在人的一生中是無法改變的，因此，科學家只需要一滴血、一根頭發

等就可以對其DNA指紋進行鑒定。DNA指紋分析除了用于破案以外，還廣泛用于其他很多方面，如親子鑒定、鑒別

移民、孤兒、難民、遇難者的身份等。

4.DNA的中文名稱是什么呢？（脫氧核糖核酸）

5.脫氧核糖核酸屬于哪一類的有機化合物？（核酸）

6.核酸有哪些種類？有什么功能？（核酸包括兩大類：一類是脫氧核糖核酸，簡稱DNA；一類是核糖核酸，簡稱

RNAo核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中有重要的作用）

7.一個細胞的基本結構是什么？核酸存在于細胞的哪些部位？（細胞有細胞膜、細胞質、細胞核等幾個部分，植物

細胞還有細胞壁、液