人教版高中生物必修一全套教案

1、教案第5章走近細胞從生物圈到細胞細胞的多樣性和統(tǒng)一性組成細胞的分子細胞中的元素和化合物生命活動的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)遺傳信息的攜帶者核酸細胞中的糖類和脂質(zhì)細胞中的無機物細胞的基本結(jié)構(gòu)細胞膜系統(tǒng)的邊界細胞器系統(tǒng)內(nèi)的分工合作細胞核系統(tǒng)的控制中心細胞的物質(zhì)輸入和輸出物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗锬さ牧鲃予偳赌Ｐ臀镔|(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞郊毎哪芰抗?yīng)和利用降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶細胞的能量“通貨”ATPATP的主要來源細胞呼吸能量之源光和光合作用細胞的生命歷程細胞的增殖細胞的分化2教案第一章走近細胞1.舉例說出生命活動建立在細胞的基礎(chǔ)之上。2.舉例說明生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次。3.認(rèn)同細胞是基本的生命系統(tǒng)。二、教學(xué)重點和難點教

2、學(xué)重點(1)生命活動建立在細胞的基礎(chǔ)之上。(2)生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次。2.教學(xué)難點生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次。三、教學(xué)策略生物圈是所有生物共同的家園，生物圈中的生物盡管多種多樣，千姿百態(tài)，但細胞是構(gòu)成生 生物病毒，也必須依賴活細胞生活。因此，從宏觀的生物圈逐級深入到微觀的細胞，有利于 是本模塊和其他模塊將要逐一研究和學(xué)習(xí)的內(nèi)容。本節(jié)在教學(xué)上可以采取以下策略。SARS(1) SARS 病毒給人類的健康造成非常嚴(yán)重的后果，是社會關(guān)注的熱點，是學(xué)生經(jīng)歷過并且 相對比較熟悉的一類病毒，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。(2)病毒不是一個細胞，不具有細胞的結(jié)構(gòu)，但它不能離開活細胞而獨立生活，選擇SARS 病毒侵害人體肺部細

3、胞作為“問題探討”的素材，有助于服務(wù)“生命活動離不開細胞”的主題。 3教案 學(xué)生回顧初中學(xué)習(xí)過的病毒的結(jié)構(gòu)組成，并與細胞作簡單比較。同時探討教材中的兩個問題，達 成“像病毒那樣沒有細胞結(jié)構(gòu)的生物，也必須依賴活細胞才能生活”的認(rèn)識。關(guān)于讓學(xué)生理解“生命活動離不開細胞”的觀點，教材中的資料分析已比較全面，分別是從 免疫作為機體對入侵病原微生物的一種防御反應(yīng)，需要淋巴細胞的參與由于本資料中的一些事例是義務(wù)教育階段七年級涉及的內(nèi)容，因此，在分析本資料時，除按 照教材的問題引導(dǎo)學(xué)生討論外，教師還可以補充一些問題供學(xué)生思考。例如，草履蟲是單細胞生 物還是多細胞生物？它具有生物的哪些基本特征？人類發(fā)育的起點

4、是從什么細胞開始的？新生 兒逐漸發(fā)育長大是由于細胞發(fā)生了怎樣的變化？等等?！吧到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次”是本節(jié)的難點，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地理解這幾個層次，在理解這 些結(jié)構(gòu)層次時，教師可以適當(dāng)?shù)匮a充各個層次的名詞解釋，以利于學(xué)生從微觀到宏觀，步步緊扣 遞進關(guān)系。教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)這些層次時需要注意以下幾點。 解。例如，在一個池塘中的全部鯽魚就是一個種群，而池塘中的全部生物就構(gòu)成了一個群落。這 兩個概念不需要掌握，只需要學(xué)生能通過具體的事例理解就行。 學(xué)生分組回憶、討論。3.除教材列舉的事例外，教師還可以讓學(xué)生列舉其他的事例。例如，與心肌細胞同層次的還 有平滑肌細胞、骨骼肌細胞、上皮細胞、神經(jīng)細胞，等等；

5、與心肌組織同層次的有上皮組織、結(jié) 締組織、神經(jīng)組織，等等。另一方面，教師可以讓學(xué)生以一個人、一棵松樹或一只草履蟲為例， 用不同生物研究生命系統(tǒng)各個層次的關(guān)系，以便理解生命系統(tǒng)的復(fù)雜性和多樣性。四、答案和提示(一)問題探討1.提示：病毒盡管不具有細胞結(jié)構(gòu)，但它可以寄生在活細胞中，利用活細胞中的物質(zhì)生活和 4教案2.提示： SARS 病毒侵害了人體的上呼吸道細胞、肺部細胞，由于肺部細胞受損，導(dǎo)致患者 (二)資料分析1.提示：草履蟲除能完成運動和分裂外，還能完成攝食、呼吸、生長、應(yīng)激性等生命活動。 如果沒有完整的細胞結(jié)構(gòu)，草履蟲不可能完成這些生命活動。2.提示：在子女和父母之間，精子和卵細胞充當(dāng)了遺

6、傳物質(zhì)的橋梁。父親產(chǎn)生的精子和母親 產(chǎn)生的卵細胞通過受精作用形成受精卵，受精卵在子宮中發(fā)育成胚胎，胚胎進一步發(fā)育成胎兒。 胚胎發(fā)育通過細胞分裂、分化等過程實現(xiàn)。 器、傳入神經(jīng)元、中間神經(jīng)元、傳出神經(jīng)元、相關(guān)的骨骼肌細胞，等等。人的學(xué)習(xí)活動需要種類 和數(shù)量繁多的細胞參與。由細胞形成組織，由各種組織構(gòu)成器官，由器官形成系統(tǒng)，多種系統(tǒng)協(xié) 作，才能完成學(xué)習(xí)活動。學(xué)習(xí)活動涉及到人體的多種細胞，但主要是神經(jīng)細胞的參與。4.提示：例如，胰島細胞受損容易導(dǎo)致胰島素依賴型糖尿?。患顾柚械倪\動神經(jīng)元受損容易 導(dǎo)致相應(yīng)的肢體癱瘓；大腦皮層上的聽覺神經(jīng)元受損可導(dǎo)致聽覺發(fā)生障礙，等等。5.提示：例如，生物體的運動離不開

7、肌細胞；興奮的傳導(dǎo)離不開神經(jīng)細胞；腺體的分泌離不 開相關(guān)的腺(上皮)細胞，等等。(三)思考與討論1.提示：如果把龜換成人，圖中其他各層次的名稱不變，但具體內(nèi)容會發(fā)生變化。例如，心 臟應(yīng)為二心房、二心室；種群應(yīng)為同一區(qū)域的所有人，等等。應(yīng)當(dāng)指出的是，生物圈只有1個。 如果換成一棵松樹，圖中應(yīng)去掉“系統(tǒng)”這個層次，細胞、組織、器官、種群的具體內(nèi)容也會改 變。如果換成一只草履蟲，細胞本身就是個體，沒有組織、器官、系統(tǒng)等層次。 器官、系統(tǒng)等層次。另一方面，生物體中的每個細胞具有相對的獨立性，能獨立完成一系列的生 命活動，某些生物體還是由單細胞構(gòu)成的。3.提示：一個分子或一個原子是一個系統(tǒng)，但不是生命系

8、統(tǒng)，因為生命系統(tǒng)能完成一定的生 命活動，單靠一個分子或一個原子是不可能完成生命活動的。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題5教案1. (1)活細胞： A、D、G、I；(2)死細胞： B、E；(3)細胞的產(chǎn)物： C、F、H。2. (1)細胞層次(也是個體層次，因為大腸桿菌是單細胞生物)；(2)種群層次；(3)群落層次。拓展題 盡管人工合成脊髓灰質(zhì)炎病毒，但不意味著人工制造了生命。2.提示：人工合成病毒的研究，其意義具有兩面性，用絕對肯定或絕對否定的態(tài)度都是不全 面的。從肯定的角度看，人工合成病毒可以使人類更好地認(rèn)識病毒，例如，研制抵抗病毒的藥物 和疫苗，從而更好地為人類的健康服務(wù)；從否定的角度看，人工合成病毒的研究

9、也可能會合成某 1.說出原核細胞和真核細胞的區(qū)別和聯(lián)系。2.分析細胞學(xué)說建立的過程。3.使用高倍鏡觀察幾種細胞，比較不同細胞的異同點。4.認(rèn)同細胞學(xué)說的建立是一個開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程；討論技術(shù)進步在科學(xué)發(fā)展中 二、教學(xué)重點和難點教學(xué)重點(1)使用高倍鏡觀察幾種細胞，比較不同細胞的異同點。(2)分析細胞學(xué)說建立的過程。2.教學(xué)難點原核細胞和真核細胞的區(qū)別和聯(lián)系。三、教學(xué)策略6教案本節(jié)教材引導(dǎo)學(xué)生通過觀察(大量的實驗材料)和比較(原核細胞和真核細胞的異同)來認(rèn)識細胞的多樣性和統(tǒng)一性，從細胞學(xué)說的建立過程(科學(xué)史)中認(rèn)識細胞的統(tǒng)一性。本節(jié)在教學(xué)策略上也應(yīng)該體現(xiàn)這些思路。的比較以及細胞學(xué)說的建

10、立過程的學(xué)習(xí)。1.領(lǐng)悟原理，細心操作，學(xué)會使用高倍鏡。給學(xué)生下面的一些材料。教師也可以展示這些生物細胞的圖片，給學(xué)生觀察時提供參考。性很高，但動手能力較差，很可能找不到所要觀察的細胞，制作的臨時裝片也不合格，因此，需務(wù)。教師針對高倍顯微鏡的使用可以提出下列問題。(1)是低倍鏡還是高倍鏡的視野大，視野明亮？為什么？提示：低倍鏡的視野大，通過的光多，放大的倍數(shù)??；高倍鏡視野小，通過的光少，但放大(2)為什么要先用低倍鏡觀察清楚后，把要放大觀察的物像移至視野的中央，再換高倍鏡提示：如果直接用高倍鏡觀察，往往由于觀察的對象不在視野范圍內(nèi)而找不到。因此，需要7教案先用低倍鏡觀察清楚，并把要放大觀察的物像

11、移至視野的中央，再換高倍鏡觀察。(3)用轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)過高倍鏡后，轉(zhuǎn)動粗準(zhǔn)焦螺旋行不行？提示：不行。用高倍鏡觀察，只需微調(diào)即可。轉(zhuǎn)動粗準(zhǔn)焦螺旋，容易壓壞玻片。另外，臨時裝片的制作也是難點，學(xué)生容易犯的錯誤是：用的材料過多；切片太厚；不蓋蓋 玻片，或者蓋蓋玻片的方法不當(dāng)；壓片的方法不當(dāng)；氣泡太多而不容易觀察到細胞，等等，這些 都需要教師示范和指導(dǎo)。 2.比較見異同，出真知原核細胞和真核細胞的學(xué)習(xí)。原核細胞和真核細胞的學(xué)習(xí)是本節(jié)的教學(xué)難點。教師可先采用“顧名思義”的方法，從字面 上分析這兩類生物的最主要區(qū)別在于細胞核。例如，“原核”是指原始的細胞核，“真核”是指 真正的細胞核。這兩類細胞的“核”到底有什

12、么區(qū)別呢？還有沒有其他的區(qū)別呢？教師可展示細 菌細胞和藍藻細胞的模式圖，讓學(xué)生識圖、辨認(rèn)、歸納和總結(jié)，通過比較，學(xué)生很自然地得出原 核細胞的“核”叫擬核，教師可進一步提出下列問題引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考。(1)細胞核和擬核在結(jié)構(gòu)上有什么不同？(2)擬核的成分是什么？與真核細胞的染色體有什么不同？(3)原核細胞中有什么結(jié)構(gòu)？植物細胞的細胞質(zhì)中有哪些結(jié)構(gòu)？(4)你認(rèn)為原核細胞的結(jié)構(gòu)簡單，還是真核細胞的結(jié)構(gòu)簡單？學(xué)生回答問題后，教師可進一步列表總結(jié)：表 5 原核細胞與真核細胞的區(qū)別(教學(xué)用簡表) 類別原核細胞真核細胞細胞大小較小 較大細胞核無成形的細胞核，無核膜，無核仁，無染色體 有成形的真正的細胞核，有

13、核膜、核仁和染 8教案細胞質(zhì)有核糖體 有核糖體、線粒體等，植物細胞還有葉綠體和液泡等生物類群細菌、藍藻 真菌、植物、動物為加深學(xué)生對原核生物的認(rèn)識，教師應(yīng)以藍藻為例，具體說明原核生物的一些基本特征。3.從科學(xué)史中認(rèn)識細胞學(xué)說的建立是一個不斷開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程。細胞學(xué)說的內(nèi)容比較簡單，與義務(wù)教育階段學(xué)過的內(nèi)容相比，只增加了“新細胞可以從老細胞中產(chǎn)生”的要點，這一要點為第6 章第 1 節(jié)細胞的增殖打基礎(chǔ)。關(guān)于新細胞怎樣從老細胞 料的選擇及勤奮的工作，也是他不迷信權(quán)威的結(jié)果。 真的閱讀，在教師的引導(dǎo)下，可以獲得許多重要的啟示。例如，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程是一個長期的過 程，涉及到許多科學(xué)家的辛勤工

14、作；科學(xué)家的觀點并不全是真理，還必須通過實踐驗證；科學(xué)學(xué) 說不是一成不變的，需要不斷修正和發(fā)展；科學(xué)發(fā)展與技術(shù)有很大的關(guān)系，技術(shù)的進步可以更好 地促進科學(xué)的發(fā)展，等等。四、答案和提示(一)問題探討1.從圖中至少可以看出 5 種細胞，它們分別是：紅細胞、白細胞、口腔上皮細胞、正在分裂 的植物細胞和洋蔥表皮細胞。這些細胞共同的結(jié)構(gòu)有：細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核(植物細胞還有 細胞壁，人的成熟紅細胞沒有細胞核)。2.提示：細胞具有不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)是因為生物體內(nèi)的細胞所處的位置不同，功能不同，是細9教案胞分化的結(jié)果。例如，紅細胞呈兩面凹的圓餅狀，這有利于與氧氣充分接觸，起到運輸氧氣的作 用；洋蔥表皮細胞呈長

15、方體形狀，排列緊密，有利于起到保護作用。(二)實驗1.使用高倍鏡觀察的步驟和要點是：(1)首先用低倍鏡觀察，找到要觀察的物像，移到視 野的中央。(2)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器，用高倍鏡觀察，并輕輕轉(zhuǎn)動細準(zhǔn)焦螺旋，直到看清楚材料為止。 適 應(yīng)，這是個體發(fā)育過程中細胞分化產(chǎn)生的差異。3.提示：從模式圖中可以看出，大腸桿菌沒有明顯的細胞核，沒有核膜，細胞外有鞭毛，等 (三)思考與討論提示：絕大多數(shù)細胞有細胞核，只有少數(shù)細胞沒有細胞核。例如，人的成熟的紅細胞就沒有 細胞核。細菌是單細胞生物，藍藻以單細胞或以細胞群體存在，它們的細胞與植物細胞和動物細 胞比較，沒有成形的細胞核，而有擬核。擬核與細胞核的區(qū)別主要有兩點：

16、(1)擬核沒有核膜， 沒有核仁；(2)擬核中的遺傳物質(zhì)不是以染色體的形式存在，而是直接以 DNA 的形式存在。(四)資料分析1.提示：通過分析細胞學(xué)說的建立過程，可以領(lǐng)悟到科學(xué)發(fā)現(xiàn)具有以下特點。 (1)科學(xué)發(fā)現(xiàn)是很多科學(xué)家的共同參與，共同努力的結(jié)果。 (2)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程離不開技術(shù)的支持。 (3)科學(xué)發(fā)現(xiàn)需要理性思維和實驗的結(jié)合。 (4)科學(xué)學(xué)說的建立過程是一個不斷開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程。 2.細胞學(xué)說主要闡述了生物界的統(tǒng)一性。 了生物學(xué)的研究進程。(五)練習(xí)基礎(chǔ)題 1.B。教案(1)人體皮膚：本切片圖中可見上皮組織的細胞、角質(zhì)保護層細胞(死亡)和皮下結(jié)締組 導(dǎo)管細胞(運輸水和無機鹽)、

17、篩管細胞(運輸有機物)，等等。(2)動植物細胞的共同點為：都有細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核；不同點為：植物細胞有細胞 壁、有液泡，植物細胞一般還有葉綠體。(3)因為它們都是由多種組織構(gòu)成的，并能行使一定的功能。例如，人體皮膚由上皮組織、 肌肉組織、結(jié)締組織和神經(jīng)組織共同構(gòu)成，人體皮膚有保護、感受環(huán)境刺激等功能；迎春葉由保 護組織(表皮)、營養(yǎng)組織、機械組織和輸導(dǎo)組織等構(gòu)成，有進行光合作用、運輸營養(yǎng)物質(zhì)等功 ； 原核細胞沒有細胞核，只有擬核，擬核的結(jié)構(gòu)比細胞核要簡單。它們的區(qū)別里包含著共性：細胞核和擬核的共同點是都有遺傳物質(zhì)DNA，體現(xiàn)了彼此之間在進化上的聯(lián)系。五、參考資料1.原核細胞和真核細胞細胞分

18、為原核細胞和真核細胞兩種類型，由原核細胞構(gòu)成的生物稱為原核生物，包括細菌、 藍藻、支原體、衣原體，等等。原核細胞與真核細胞相比，有以下幾點不同。(1)最小的原核 生物支原體的直徑只有 100 nm，比較大的原核細胞如大腸桿菌的直徑為 3 m;真核細胞的直徑 一般為 2030 m,人的卵細胞的直徑為 100 m。 (2)原核細胞的結(jié)構(gòu)比真核細胞的結(jié)構(gòu)要簡 單得多。原核細胞沒有成形的細胞核，即沒有由核膜包被的細胞核，只有擬核，擬核由DNA 分子 有些原核細胞的細胞質(zhì)中還有很小的環(huán)狀DNA 分子，稱為質(zhì)粒。下表是原核細胞和真核細胞的比較。表 6 原核細胞與真核細胞的區(qū)別(詳表)類別原核細胞真核細胞教

19、案細胞大小較小(一般為 110 m) 較大(一般為 2030 m)染色體 蛋白質(zhì)結(jié)合在一起細胞核無真正的細胞核，無核膜，無核仁。有擬核 有真正的細胞核，有核膜、核仁 細胞質(zhì)除核糖體外，無其他細胞器。細菌一般有質(zhì)粒 有核糖體、線粒體等多種復(fù)雜的細胞器 生物類群細菌、藍藻 真菌、植物、動物2.藍藻門舊稱藍綠藻門，藻類植物中最簡單、低級的一門。根據(jù)近些年來形成的生物分界系統(tǒng)，藍藻 屬于原核生物界。但是，藍藻和原綠藻與植物界又有一些相同之處，故一些文獻資料將它們分別 歸納為原核藻類中的兩個門。藻體是單細胞或群體，不具鞭毛，不產(chǎn)生游動細胞。一部分絲狀種 類能伸縮或左右擺動。細胞壁缺乏纖維素，由黏肽(含8

20、 種氨基酸和二氨基庚二酸以及氨基葡萄 糖等)組成，壁外常形成黏性膠質(zhì)鞘。無真正的細胞核，擬核的組成物質(zhì)集中在細胞中央，無核 膜和核仁，細胞內(nèi)除含葉綠素和類胡蘿卜素外，還含有藻藍素，部分種類還含有藻紅素。色素不 色。儲藏物質(zhì)為藍藻淀粉。繁殖方式主要是分裂生殖，沒有有性生殖。主要分布在含有機質(zhì)較多 的淡水中，部分生活在濕土、巖石、樹干上和海洋中，有的同真菌共生形成地衣，或生活在植物 體內(nèi)形成內(nèi)生植物。少數(shù)種類能生活在 85 以上的溫泉內(nèi)或終年積雪的極地。生物科學(xué)的許多問題，都要在細胞層面尋求解答；要深入闡明細胞生命活動的規(guī)律，必須了 成。本章介紹了組成細胞的蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂質(zhì)等有機物的結(jié)構(gòu)和

21、功能，以及水和無機鹽 的作用，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)內(nèi)容，即細胞這個基本生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)輸入和輸出、能量供應(yīng)和教案利用，以及系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展和衰亡的過程打基礎(chǔ)。本章教材分析一、教學(xué)目的要求1.概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。2.簡述核酸的結(jié)構(gòu)和功能。3.概述糖類的種類和作用。4.舉例說出脂質(zhì)的種類和作用。5.說明生物大分子以碳鏈為骨架。6說出水和無機鹽的作用。1.認(rèn)同生命的物質(zhì)性，探討組成細胞的分子的重要作用。2.認(rèn)同生物界在物質(zhì)組成上的統(tǒng)一性。能力能力方面1.嘗試檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。 2.以人的口腔上皮細胞為材料，進行特定的染色，觀察DNA 和RNA 在細胞中的分布。與原來的高中教材相比

22、，本章的內(nèi)容有所拓展?；靖拍詈驮韼谉o增加，補充的是課堂上 即可完成的學(xué)生活動，如“問題探討”，“觀察DNA 和RNA 在細胞中的分布”，關(guān)于“氨基酸結(jié) 構(gòu)通式”“脂肪的分布和作用”“無機鹽的重要生理功能”等內(nèi)容的“思考與討論”；以及所學(xué) 內(nèi)容與現(xiàn)實生活、人體健康的聯(lián)系，科學(xué)史話和科學(xué)前沿等。希望教師在教學(xué)時能夠注意到教材 的這些特點，根據(jù)學(xué)生實際靈活處理。二、教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)和特點(一)教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)教案1.說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。2.概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。3.認(rèn)同蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。4.關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進展。二、教學(xué)重點和難點教學(xué)重點(1)氨基酸的結(jié)

23、構(gòu)特點，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。(2)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。2.教學(xué)難點(1)氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。(2)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性的原因。三、教學(xué)策略 多種多樣，在生命活動中承擔(dān)著多種多樣的功能，是非常重要的生物大分子。建議采用“提出問 題獲取信息解決問題”的教學(xué)模式。1.通過“問題探討”“思考與討論”的表達交流活動，使學(xué)生獲得有關(guān)蛋白質(zhì)和氨基酸結(jié)構(gòu) 教案“問題探討”中學(xué)生的討論會給教學(xué)提供豐富的素材， 教師要利用學(xué)生對蛋白質(zhì)和氨基酸的 認(rèn)識，開展教學(xué)活動。 有的化學(xué)知識，識別氨基酸，在對比的基礎(chǔ)上找出不同氨基酸分子共有的結(jié)構(gòu)，寫出氨基酸分子 的結(jié)構(gòu)通式，為理解氨基酸形成蛋白質(zhì)奠定基礎(chǔ)。根據(jù)學(xué)生

24、對氨基酸結(jié)構(gòu)的認(rèn)識情況，利用“氨基酸形成蛋白質(zhì)的示意圖”，指導(dǎo)學(xué)生明確氨 基酸和蛋白質(zhì)的關(guān)系，以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多種多樣的原因。在學(xué)生觀察、思考和討論過程中，獨立閱讀氨基酸分子相互結(jié)合的方式、肽鏈形成具有空間 結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)的相關(guān)內(nèi)容是不可缺少的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，這將有助于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高。2.聯(lián)系學(xué)生生活實際，在學(xué)生原有生活經(jīng)驗和知識基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生理解蛋白質(zhì)的功能。如果學(xué)生在“問題探討”中談到了蛋白質(zhì)的功能，教學(xué)也可以先介紹蛋白質(zhì)的功能。教師可 引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身的生命活動，觀察教材中蛋白質(zhì)主要功能示例，進行這部分的學(xué)習(xí)。在了解了 “蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是怎樣的？”等問題，進入蛋白質(zhì)和氨基酸結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。 就應(yīng)解

25、決“蛋白質(zhì)的功能有哪些”的問題。 易了。3.利用“科學(xué)史話”“科學(xué)前沿”的內(nèi)容拓展學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。 蛋白質(zhì)的內(nèi)容時，可以介紹科學(xué)家人工合成蛋白質(zhì)的過程，其中既有科學(xué)方法，又有科學(xué)發(fā)展的 曲折歷程，更有科學(xué)精神和愛國主義情感的滲透，對學(xué)生也是一種情感教育。再比如，教師組織 學(xué)生總結(jié)了蛋白質(zhì)的功能后，提出“科學(xué)家研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能，對人類社會的發(fā)展有哪些促 進作用呢？”“科學(xué)家對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的研究進展怎樣？有哪些新的成果？”等問題，再指 導(dǎo)學(xué)生通過閱讀或上網(wǎng)查詢等方式，使學(xué)習(xí)內(nèi)容更加豐富，學(xué)習(xí)空間更加廣闊。四、答案和提示(一)問題探討教案1.提示：富含蛋白質(zhì)的食品有大豆制品，

26、如豆?jié){、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.提示：有些蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體的結(jié)構(gòu)成分，如結(jié)構(gòu)蛋白；有些蛋白質(zhì)能夠調(diào)節(jié)生 命活動，如胰島素；有些蛋白質(zhì)有催化作用，如絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)；有些蛋白質(zhì)具有運輸載 體的功能，如紅細胞中的血紅蛋白；有些蛋白質(zhì)有免疫功能，如人體內(nèi)的抗體。3.提示：因為氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位，在人體內(nèi)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(huán)境獲得，如賴氨酸、苯丙氨酸等，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。(二)思考與討論 11.

27、每個氨基酸都有氨基和羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。 子結(jié)構(gòu)中主要的部分氨基和羧基。(三)思考與討論 21.提示：氨基酸二肽三肽多肽，一條多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)，或幾條多肽 鏈折疊形成蛋白質(zhì)。2.提示：食物中的蛋白質(zhì)要經(jīng)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，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽構(gòu)成人體的 蛋白質(zhì)。人體的蛋白質(zhì)與食物中的蛋白質(zhì)不一樣，具有完成人體生命活動的結(jié)構(gòu)和功能。 及蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的不同是蛋白質(zhì)多種多樣的原因。(四)旁欄思考題n (五)練習(xí)拓展題 提示：紅細胞中的蛋白質(zhì)和心肌細胞中的蛋白質(zhì)，其氨基

28、酸的種類、數(shù)量和排列 順序以及蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)都不同，它們的功能也不相同。五、參考資料1.蛋白質(zhì)的水解教案研究蛋白質(zhì)的水解作用可以為研究蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)提供有價值的資料。根據(jù)蛋白質(zhì)的水 解程度，可以分為完全水解和部分水解兩種。完全水解(或稱徹底水解)，得到的水解產(chǎn)物是各 種氨基酸的混合物；部分水解(或稱不完全水解)，得到的產(chǎn)物是各種大小不等的肽段和氨基酸。 蛋白質(zhì)可以被酸、堿或蛋白酶催化水解。酸水解：常用硫酸或鹽酸，使用最廣泛的是鹽酸。酸水解的優(yōu)點是：不引起氨基酸的消旋作 用(得到的是 L 氨基酸，不產(chǎn)生 D-氨基酸)。缺點是：色氨酸全部被酸破壞，絲氨酸、蘇氨酸 和酪氨酸等也有一小部分被

29、分解。由于甲基磺酸具有許多優(yōu)點，目前，常用它代替鹽酸來水解。堿水解：常用氫氧化鈉。堿水解的缺點是：水解過程中多數(shù)氨基酸會遭到不同程度的破壞， 并且產(chǎn)生消旋現(xiàn)象(所得產(chǎn)物是 D-氨基酸和 L 氨基酸的混合物)。優(yōu)點是：在堿性條件下色氨 酸穩(wěn)定，能定量回收。酶水解：酶水解獲得的是蛋白質(zhì)的部分水解產(chǎn)物，主要用于蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)分析。常用的蛋 缺點是：使用一種酶往往水解不徹底，需要幾種酶協(xié)同作用，才能使蛋白質(zhì)完全水解。此外，酶水解所需時間較長。因此，酶水解法主要用于蛋白質(zhì)的部分水解。2.氨基酸的分類從蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物中分解出來的常見氨基酸有 20 種。這些氨基酸(除脯氨酸外)在結(jié)構(gòu)上 的共同點是：與羧基相

30、鄰的-碳原子上都有一個氨基，因而叫做-氨基酸，它們的結(jié)構(gòu)通式如 (1)按照 R 基的化學(xué)結(jié)構(gòu)20 種常見的氨基酸可分為脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和雜環(huán)氨基酸三大類。它們的分類結(jié)構(gòu)如下表所示。教案 天冬酰氨、酪氨酸、賴氨酸、精氨酸、組氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等。有些氨基酸的R 基是疏水 性的非極性基，這樣的氨基酸叫做非極性氨基酸，如甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨 酸、甲硫氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等(參見上表)。3.蛋白質(zhì)的化學(xué)組成、大小和分類蛋白質(zhì)的化學(xué)組成蛋白質(zhì)的元素組成與糖類和脂質(zhì)不同，除含有碳、氫、氧外，還有氮和少 量的硫，有些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、銅、碘、鋅

31、和鉬等。這些元素在蛋白 質(zhì)中的組成百分比約為下面各數(shù)值：氮 16% 硫 03%蛋白質(zhì)元素組成的一個特點是：氮的含量較恒定。利用這一特點，可以進行蛋白質(zhì)含量的計 中 6.25 是 16%的倒數(shù)，即為 1 g 氮所代表的蛋白質(zhì)量(克 蛋白質(zhì)的大小蛋白質(zhì)是相對分子質(zhì)量很大的生物分子。蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量變化的范圍也很 肽鏈)通過非共價結(jié)合而成的，稱寡聚蛋白質(zhì)。一些寡聚蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量可高達數(shù)百萬， 蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)分子可按其分子的形狀、分子組成和溶解度來分類。根據(jù)分子的形狀可將蛋白質(zhì)分為兩大類：球狀蛋白質(zhì)和纖維狀蛋白質(zhì)。血紅蛋白、血清球蛋 白、豆類的球蛋白等，分子似球形，都屬于球狀蛋白質(zhì)；而指甲

32、、羽毛中的角蛋白和蠶絲的絲蛋 白等，形狀似纖維，都屬于纖維狀蛋白質(zhì)。 由氨基酸構(gòu)成，如淀粉酶、核糖核酸酶、胰島素等。結(jié)合蛋白質(zhì)除了含有蛋白質(zhì)成分外，還含有 非蛋白質(zhì)成分(即輔基)，如血紅蛋白、核蛋白等。(1) 簡單蛋白質(zhì) 又可以根據(jù)其物理化學(xué)性質(zhì)，如溶解度進行分類。根據(jù)溶解度可將其分 清蛋白(又叫白蛋白)：溶于水及稀鹽、稀酸或稀堿溶液，如血清清蛋白、乳清蛋白等。教案球蛋白：微溶于水而溶于稀鹽溶液，如血清球蛋白、肌球蛋白和大豆球蛋白等。谷蛋白：不溶于水、醇及中性鹽溶液，但溶于稀酸、稀堿，如米谷蛋白、麥谷蛋白等。醇溶蛋白：不溶于水及無水乙醇，但溶于 70%80%乙醇。這類蛋白主要存在于植物種子中，

33、 如玉米醇溶蛋白、麥醇溶蛋白等。魚精蛋白：溶于水及酸性溶液，呈堿性，含堿性氨基酸(如精氨酸、賴氨酸、組氨酸)多， 組蛋白：溶于水及稀酸溶液，呈堿性，含精氨酸、賴氨酸較多，如小牛胸腺組蛋白等。 如膠原蛋白，毛、發(fā)、蹄、角和甲殼中的角蛋白，以及腱和韌帶中的彈性蛋白等。(2)結(jié)合蛋白質(zhì) 可以根據(jù)輔基進行分類，人們通常將結(jié)合蛋白質(zhì)分為以下幾類。糖蛋白和黏蛋白：與糖類結(jié)合的蛋白質(zhì)，如唾液中的黏蛋白，硫酸軟骨素蛋白和細胞膜的糖 核蛋白：與核酸結(jié)合的蛋白質(zhì)，如脫氧核糖核蛋白、核糖體和煙草花葉病毒中的蛋白。磷蛋白：與磷酸結(jié)合的蛋白質(zhì)，如酪蛋白、卵黃蛋白、胃蛋白酶等。色蛋白：與多種色素物質(zhì)結(jié)合而成的蛋白質(zhì)，如血

34、紅蛋白和細胞色素C 等。4.蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)肽鏈， 再由一條或一條以上的多肽鏈按各自的 就形成了分子結(jié)構(gòu)不同的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)有不同的層次，為了研究方便，人們將其分為四個層次。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)分子中的氨基酸都是按一定的排列順序組成肽鏈的。氨基酸在 多肽鏈中的排列順序(包括氨基酸的種類、數(shù)量)和方式叫做蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的一級 結(jié)構(gòu)也叫初級結(jié)構(gòu)或化學(xué)結(jié)構(gòu)(圖 3)教案蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 組成蛋白質(zhì)的多肽鏈既不是全部以伸直狀展開，也不是以任意曲折的 狀態(tài)存在，而是具有一定的空間構(gòu)型。 分子中的部分多肽鏈盤旋成螺旋狀(又叫螺旋)，或者折疊成

35、片層狀(又叫折疊)，或者形成 180回折(又叫轉(zhuǎn)角或彎曲) (圖 4)。這種多肽鏈本身的折疊和盤繞方式構(gòu)成了蛋白質(zhì)的 二級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)的基本空間構(gòu)型。 絲的絲心蛋白又幾乎全是折疊結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 具有二級結(jié)構(gòu)的多肽鏈還可以借助氫鍵和其他化學(xué)鍵(如離子鍵、二 硫鍵等)進一步卷曲、折疊，形成更復(fù)雜的空間構(gòu)象，這種空間構(gòu)象叫做蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)(圖蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu) 有些蛋白質(zhì)是由兩條或兩條以上具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈組成的，這時 兩個或兩個以上具有三級結(jié)構(gòu)的亞基聚合而成的構(gòu)象是蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)(圖 6)。例如，磷酸 在具有活性的蛋白質(zhì)中，有些只有三級結(jié)構(gòu)，沒有四級結(jié)構(gòu)，如肌紅蛋白、

36、細胞色素C 等； 而有些蛋白質(zhì)只有在四級結(jié)構(gòu)時，才具有活性，如谷氨酸脫氫酶、血紅蛋白等。5.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系兩例 紅蛋白為例，說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。 白含量特別豐富，致使它們的肌肉呈棕色。由于肌紅蛋白能夠儲氧，使這些動物能長時間潛在水教案下。肌紅蛋白是一條由 153 個氨基酸殘基組成的肽鏈，盤繞一個血紅素(輔基)而形成的，其分 基的排列都有一定的規(guī)律， 具有極性基團側(cè)鏈的氨基酸殘基 幾乎全部分布在分子的表面，而非極性的殘基則被埋在分子內(nèi)部，不與水接觸。正是因為分子表 面極性基團與水分子的結(jié)合，才使肌紅蛋白具有可溶性。肌紅蛋白中有 1 個含二價鐵 Fe()的血紅素輔基(或稱鐵卟啉)，

37、位于肌紅蛋白分子表面的COFeOCOO缺乏2 2時，肌紅蛋白的大部分都以 CO肌紅蛋白存在，此時機體就可能因缺 O 而死亡。2血紅素中的 Fe()能進行可逆氧合作用。鐵原子如果處在水環(huán)境中，很容易被氧化成 Fe()，失去氧合能力。肌紅蛋白正好為血紅素提供了一個疏水洞穴，避免了二價鐵原子發(fā)生氧 化，從而保證了血紅素的氧合能力。血紅蛋白是一個含有兩種不同亞基的四聚體，由兩條鏈和兩條鏈組成(圖8)。 基酸組成，各自都有一定的排列次序。血紅蛋白分子中四條鏈各自折疊卷曲形成三級結(jié)構(gòu)，再通 過分子表面的一些次級鍵(主要是鹽鍵和氫鍵)的結(jié)合而聯(lián)系在一起，互相凹凸相嵌排列，形成 一個四聚體的功能單位。 鏈和鏈

38、的一級結(jié)構(gòu)差別較大，但它們的三級結(jié)構(gòu)卻大致相同，并和 肌紅蛋白相似，這反映它們在主要功能上也具有相似性，即都能進行可逆的氧合作用。但是血紅 蛋白在進行氧合作用時表現(xiàn)出別構(gòu)現(xiàn)象。 例如，血紅蛋白的四聚體具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，但與氧的親合能力很弱。當(dāng)氧和血紅蛋白分子中一個 于與氧結(jié)合，血紅蛋白與氧結(jié)合的速度大大加快。的功能，例如，除運輸氧外，還能運輸H+和CO2 。此外，血紅蛋白與氧的結(jié)合受到環(huán)境中其他物質(zhì)的調(diào)節(jié)，如 H+和CO ，以及有機磷酸化合物的調(diào)節(jié)。26.蛋白質(zhì)功能的多樣性蛋白質(zhì)的一個最重要的生物學(xué)功能是作為新陳代謝的催化劑酶。絕大多數(shù)酶都是蛋白教案質(zhì)。生物體內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)幾乎都是在相應(yīng)的酶參

39、與下進行的。 葉綠體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等都是由不溶性蛋白質(zhì)與脂質(zhì)組成的。人和動物的肌肉等組織的主要成分也是蛋 白質(zhì)，如橫紋肌中的球狀蛋白，平滑肌中的膠原蛋白，毛、甲、角、殼、蹄中的角蛋白等。 除此之外，蛋白質(zhì)還具有其他功能。有些蛋白質(zhì)具有運動的功能。例如，肌纖維中的肌球蛋白和肌動蛋白，是肌肉收縮系統(tǒng)的必 要成分，它們伴隨著肌原纖維的收縮而產(chǎn)生運動。細菌的鞭毛或纖毛蛋白也能產(chǎn)生類似的活動。 近年來發(fā)現(xiàn)，在非肌肉的運動系統(tǒng)中也普遍存在著運動蛋白。 白，在呼吸過程中都起著輸送氧的作用。血液中的脂蛋白有運輸脂質(zhì)的作用。有些蛋白質(zhì)對生命活動起調(diào)節(jié)作用。例如，胰島細胞分泌的胰島素能參與血糖的代謝調(diào)節(jié)， 中葡萄糖的含

40、量。有些蛋白質(zhì)參與機體防御機能，如抗體。有些蛋白質(zhì)可以作為受體，起接受和傳遞信息的作用。例如，接受各種激素的受體蛋白，接 受外界刺激的感覺蛋白(如味蕾上的味覺蛋白)等。近年來，對于蛋白質(zhì)的研究，取得了一些突破性的成果，例如，用蛋白質(zhì)工程的方法制成在 低溫下保存半年的干擾素，用于微電子方面的蛋白質(zhì)元件等。由此可見，人類對蛋白質(zhì)的應(yīng)用具 有十分廣闊的前景。7.蛋白質(zhì)的變性實踐經(jīng)驗告訴我們，吃雞蛋前要將雞蛋煮熟，并且知道煮熟的雞蛋，蛋白會變成固態(tài)，不再 溶于水；實踐經(jīng)驗還告訴我們，為了防止病人不受感染，必須對醫(yī)療器具進行消毒。我們?yōu)槭裁?據(jù)是什么呢？從生化觀點來看， 是利 的理化性質(zhì)和生物活性的改變

41、。這種現(xiàn)象在生物化學(xué)上叫做蛋白質(zhì)的變性。能使蛋白質(zhì)變性的因素很多，化學(xué)因素有強酸、強堿、重金屬離子，以及某些弱酸、尿素、 酒精、丙酮等；物理因素有加熱(70100 )、劇烈振蕩或攪拌、超聲波、強磁、紫外線照射教案蛋白質(zhì)變性后首先是失去其原有的生物活性，如酶失去催化能力、激素失去激素活性等。蛋 白質(zhì)生物活性的喪失是蛋白質(zhì)變性的主要特征。變性后的蛋白質(zhì)還表現(xiàn)出各種理化性質(zhì)的改變，如溶解度降低，易形成沉淀析出。此外，還 有結(jié)晶能力喪失，球狀蛋白分子形狀改變等。從蛋白質(zhì)本身結(jié)構(gòu)看，肽鏈變得松散，易被蛋白水解酶消化，因此，一般認(rèn)為，蛋白質(zhì)在體 內(nèi)消化的第一步是蛋白質(zhì)的變性。蛋白質(zhì)變性在實際應(yīng)用上具有重要

42、意義。在臨床工作中經(jīng)常應(yīng)用酒精、加熱、紫外線等來消 毒、殺菌，這實際上也就是利用這些手段，使菌體和病毒的蛋白質(zhì)變性而失去其致病性和繁殖能 蛋白化合物的分析。在急救重金屬鹽中毒時也常常利用蛋白質(zhì)的這一特性。例如，汞中毒時，早 毒的汞離子吸收入體內(nèi)，然后再設(shè)法將沉淀物自胃中洗出。 通過氫鍵、離子鍵等，使蛋白質(zhì)形成一定的空間構(gòu)型的，而促使變性的理化因素可使氫鍵、離子 鍵等斷裂，這時，蛋白質(zhì)分子就從原來有序的卷曲的緊密結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o序的松散的伸展結(jié)構(gòu)。但在 變性過程中，蛋白質(zhì)分子中的肽鍵并未斷裂，它的化學(xué)組成也沒有改變，也就是說，蛋白質(zhì)分子 的一級結(jié)構(gòu)并沒有改變。 面，原來分布在分子表面的親水基團被掩蓋，

43、從而造成蛋白質(zhì)分子表面構(gòu)成水膜的程度下降，蛋 質(zhì)水合作用減少。蛋白質(zhì)的變性作用如果不過于激烈，蛋白質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化不大，變性就是可逆的。例 如，胃蛋白酶加熱到 80100 時會失去溶解性，并喪失消化蛋白質(zhì)的能力，但如果再將溫度 降到 37 ，它會恢復(fù)溶解性與消化蛋白質(zhì)的能力。蛋白質(zhì)的變性作用并不都是可逆的，隨著變性時間的增加，條件的加劇，變性的程度也會加不 教案作時，應(yīng)注意保持低溫，并避免強酸、強堿、重金屬鹽類，以及震蕩等情況發(fā)生；相反，在需要 去掉不必要的蛋白質(zhì)時，則可利用蛋白質(zhì)的變性作用使之沉淀而除去。1.說出核酸的種類，簡述核酸的結(jié)構(gòu)和功能。2.以特定的染色劑染色，觀察并區(qū)分DNA

44、和RNA 在細胞中的分布。二、教學(xué)重點和難點教學(xué)重點結(jié)構(gòu)和功能。2.教學(xué)難點三、教學(xué)策略本節(jié)雖然在題目中提出了遺傳信息，但是對遺傳信息的深入理解需要在遺傳與進化模塊 完成。這節(jié)重點是讓學(xué)生了解承載遺傳信息的物質(zhì)核酸。因此教學(xué)的直觀性非常重要。1.利用“問題探討”喚起學(xué)生對遺傳物質(zhì)的記憶，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使 DNA 研究成果的應(yīng)用范圍愈來愈廣泛，學(xué)生聽到、看到有關(guān)DNA 應(yīng)用的報道是很多的，因此，對于“DNA 指紋法”在案件偵破中的作用可能略有所知。這也是學(xué) 傳物質(zhì)核酸的認(rèn)識。2.通過實驗觀察，獲得感性認(rèn)識，解決核酸在細胞中的分布。教材提到了“核酸存在于所有細胞中”，物質(zhì)的存

45、在具有可檢測性，因此“觀察DNA 和RNA 在細胞中的分布”是重要的學(xué)習(xí)活動。實驗材料選擇了人的口腔上皮細胞，主要是考慮到取材方 RNA。這個實驗比較簡單，效果也非常明顯，因此教師可以指導(dǎo)每個小組的學(xué)生分別觀察12 種 3.聯(lián)想“細胞核是遺傳信息庫”，將抽象的語言變?yōu)橹庇^的圖解，認(rèn)識核酸的結(jié)構(gòu)。中學(xué)習(xí)有關(guān)細胞的生活的內(nèi)容時， 學(xué)生已經(jīng)知道細胞核內(nèi)具有儲存遺傳信息的物質(zhì)教案DNA。但是受認(rèn)知水平的限制，學(xué)生還不知道 DNA 的結(jié)構(gòu)。因此在講述核酸的結(jié)構(gòu)時，要以學(xué)生 解、 DNA 和RNA 在化學(xué)組成上的區(qū)別圖解，以及核苷酸長鏈的特點，為遺傳與進化模塊的學(xué) 四、答案和提示(一)問題探討 能夠提供犯

46、罪嫌疑人的信息。2.提示： DNA 鑒定技術(shù)還可以運用在親子鑒定上。在研究人類起源、不同類群生物的親緣關(guān) 3.提示：需要。因為DNA 鑒定只是提供了犯罪嫌疑人的遺傳物質(zhì)方面的信息，還需要有嫌疑 人是否有作案動機、時間，是否在犯罪現(xiàn)場，是否有證人等其他證據(jù)。如果有人蓄意陷害某人， 基礎(chǔ)上，結(jié)合其他證據(jù)確定罪犯。(二)旁欄思考題(三)練習(xí)基礎(chǔ)題 1. (1) (2) (3) 2.C 3.C五、參考資料1.核酸的發(fā)現(xiàn)1868 年，在德國化學(xué)家霍佩賽勒(Hoppe Seyler)的實驗室里，有一個瑞士籍的研究生，名叫米舍爾 (F.Miescher, 1844 1895)，他在實驗室所承擔(dān)的工作是研究膿

47、血中細胞的 化學(xué)成分。當(dāng)時實驗室附近有一家醫(yī)院，常常扔出許多帶膿血的繃帶，膿血里有與病菌“作戰(zhàn)” 而死亡的白細胞以及其他死亡的人體細胞。米舍爾細心地用洗脫的辦法將繃帶上的膿血收集起 來。他先用酒精把細胞中的脂肪性物質(zhì)去掉，然后用豬胃黏膜的酸性提取液(一種能除掉蛋白質(zhì) 的胃蛋白酶粗制品)進行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)細胞的大部分被分解了，而細胞核只是縮小了一點兒， 仍然保持完整。得到細胞核后，米舍爾對組成細胞核的物質(zhì)進行了化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)細胞核內(nèi)含有 與細胞內(nèi)其他有機物明顯不同的物質(zhì)，這種物質(zhì)的磷含量很高，遠高于蛋白質(zhì)，而且對蛋白酶有教案耐受性。米舍爾認(rèn)為這是一種新物質(zhì)?；襞遒惱债?dāng)時是生物化學(xué)界的權(quán)威，治學(xué)嚴(yán)

48、謹(jǐn)，他要在 親自做實驗驗證米舍爾的工作后，才允許米舍爾發(fā)表這個成果?；襞遒惱沼媒湍讣毎鰧嶒?， 證實了米舍爾的發(fā)現(xiàn)。米舍爾將他發(fā)現(xiàn)的新物質(zhì)命名為“核素”。核素十分不穩(wěn)定，提取時必須 制備核素，米舍爾常常從清晨5 00 就開始在 低溫的房間里工作，這大大影響了他的健康。由于積勞成疾，他51 歲就離開了人間。霍佩賽勒的另一個學(xué)生，德國的科塞爾(A.Kossel, 18531927)，發(fā)現(xiàn)核素是蛋白質(zhì)和 核酸的復(fù)合物。他小心地水解核酸，得到了組成核酸的基本成分：鳥嘌呤、腺嘌呤、胸腺嘧啶和 胞嘧啶，還有些具有糖類性質(zhì)的物質(zhì)和磷酸。確定了核酸這個生物大分子的組成之后，隨之而來 的問題是這些物質(zhì)在大分子中

49、的比例，它們之間是如何連接的。斯托伊德爾(H.Steudel)找到 限于當(dāng)時的實驗條件，后一個問題沒有完全解決，科塞爾及其同事只是發(fā)現(xiàn)，如果小心地水解核 酸，糖集團與含氮的基團是連在一起的?？迫麪栠€對核酸與蛋白質(zhì)的結(jié)合方式進行了研究。他發(fā) 1911 年，科塞爾的學(xué)生列文(P.A.T.Levine,18691940)對核酸做了進一步的研究。他證 列文找到了它們之間的區(qū)別：它們中的五碳糖不同。另一種糖類比核糖少一個氧原子，稱為脫氧 核糖。兩種核酸也由原來的名字改為核糖核酸和脫氧核糖核酸。 1934 年，列文發(fā)現(xiàn)核酸可被分 解成含有一個嘌呤、一個核糖或脫氧核糖和一個磷酸的片段，這樣的組合叫核苷酸。他

50、認(rèn)為核酸 種非常簡單的方法排列，如 12341234 等，每個數(shù)字代表一種特定的堿基。這個模型后來被稱為 核酸結(jié)構(gòu)的四核苷酸假說。列文雖然沒有獲得諾貝爾獎，但他的貢獻有目共睹，并將永遠留在核 史中。 是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的組分，有多種連接的可能，而且還有磷酸基團的位置問題。英國生物化學(xué)家托 德(A.R.Todd)成功地合成了核苷酸，并于 1955 年成功合成了二核苷酸。托德因其在核苷酸合 2.核酸的分離和提純教案 要制備天然狀態(tài)的核酸，必須在溫和的條件下進行，防止過酸、過堿，避免劇烈攪拌，尤其是防 作用。真核生物中的染色體 DNA 與組蛋白結(jié)合成核蛋白(DNP)，存在于核內(nèi)。 DNP 溶于水和濃鹽

51、利用這一性質(zhì)，可將細胞破碎后用濃鹽溶液提取，然后用水稀釋至 0.14 mol/L，使 DNP 纖維沉 淀出來，纏繞在玻璃棒上，再經(jīng)多次溶解和沉淀以達到純化目的。苯酚是很強的蛋白質(zhì)變性劑， 可用苯酚抽提，除去蛋白質(zhì)。用水飽和的苯酚與DNP一起振蕩，冷凍離心， DNA 溶于上層水相， 再用乙醚和乙醇洗滌沉淀，用這種方法可以得到純的DNA。 要注意 3 點：(1)所有用于制備 RNA 的器具必須滅菌；(2)在破碎細胞的同時加入強變性劑使 RNase 失活；(3)在 RNA 的反應(yīng)體系中加入 RNase 的抑制劑。目前最常用的制備 RNA 的方法有 兩種：(1)用酸性鹽/苯酚/氯仿抽提。是極強烈的蛋白

52、質(zhì)變性劑，它幾乎使所有遇到的蛋白質(zhì) 都變性。用苯酚和氯仿多次除凈蛋白質(zhì)。此法用于小量制備RNA。(2)用鹽/氯化銫將細胞抽提 RNARNA布于細胞的不同部位，分離這些RNA 常常先用差速離心法，將 細胞核、線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)等各部分分開，再從這些部分中分離出RNA。3.核酸的水解核酸的嘌呤堿和嘧啶堿與戊糖形成糖苷鍵。戊糖有兩種：核糖和脫氧核糖，所以形成4 種糖 苷，即嘌呤核苷、嘌呤脫氧核苷、嘧啶核苷、嘧啶脫氧核苷。磷酸基與兩種糖類分別形成核糖磷 酸酯和脫氧核糖磷酸酯。所有糖苷鍵和磷酸酯鍵都能被酸、堿和酶水解。 二酯酶稱為核酸酶。核酸酶按底物專一性分類，又可分為作用于核糖核酸的核糖核酸酶，作

53、用于 脫氧核糖核酸的脫氧核糖核酸酶；按對底物作用的方式，可分為核酸內(nèi)切酶和核酸外切酶。內(nèi)切 教案切下，從而對核酸進行降解。也有少數(shù)酶既可內(nèi)切，也能外切。4.核酸在不同生物(細胞)中的分布狀況 RNADNADNA生物細胞器 DNA 都是環(huán) 狀雙鏈 DNA。所謂質(zhì)粒是指擬核 DNA 外基因，它能夠自主復(fù)制，并表現(xiàn)出特定的性狀。真核生物 多是 RNA，DNA 較少見。少數(shù)植物病毒 DNA 或是環(huán)狀雙鏈，或是環(huán)狀 5.核酸中核苷酸的連接方式 述糖類的種類和作用。2.舉例說出脂質(zhì)的種類和作用。3.說明生物大分子以碳鏈為骨架。二、教學(xué)重點和難點教學(xué)重點(1)糖類的種類和作用。(2)生物大分子以碳鏈為骨架。

54、2.教學(xué)難點(1)多糖的種類。(2)生物大分子以碳鏈為骨架。三、教學(xué)策略情境創(chuàng)設(shè)教案 做切入點，將學(xué)生引入新課。當(dāng)然教學(xué)方法是多樣的，教師可以根據(jù)自己熟悉的方法，結(jié)合當(dāng)?shù)?學(xué)生的實際，采用不同的素材創(chuàng)設(shè)問題情境。比如也可以問問學(xué)生，為什么低血糖的病人需要及 時補充糖類， 否則會發(fā)生暈眩？人的肥胖癥狀與飲食中的糖類和脂肪有什么關(guān)系？用這些問題引 發(fā)學(xué)生思考，作為情境引入，也能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)新課的積極性?？傊畬W(xué)生進入新課的學(xué)習(xí)如同將 2.教學(xué)過程 和作用；了解脂質(zhì)的種類和作用。因此課堂教學(xué)的重心應(yīng)放在對糖類的學(xué)習(xí)上，然后通過列舉生 活中的實例來豐富學(xué)生的感性認(rèn)識。學(xué)習(xí)脂質(zhì)的內(nèi)容時也應(yīng)多聯(lián)系生活實際。

55、 紹碳水化合物的含義，然后說明碳水化合物僅是一種俗稱，不是嚴(yán)格意義上糖類的稱謂。根據(jù)糖 都包括哪些種類，哪些糖類和生命活動休戚相關(guān)，人獲得糖類的最快途徑是什么等問題，讓學(xué)生 形式的糖類都需經(jīng)過分解才能進入細胞， 以此來學(xué)習(xí)和理解糖類的種類。有條件的學(xué)校，如果學(xué) 生學(xué)有余力，教師還可以通過幾種糖類分子結(jié)構(gòu)式的介紹讓學(xué)生體會糖類分子結(jié)構(gòu)中的碳鏈骨 架，幫助學(xué)生建立碳是生物體的基本元素的概念。的化學(xué)元素組成和糖類的種類后， 可以通過糖類在生物體和細胞中的含量和人類 命活動的主要能源物質(zhì)。糖類是如何為生命活動提供能量的問題需要在細胞呼吸一節(jié)介紹。學(xué)習(xí)有關(guān)脂質(zhì)的內(nèi)容同樣應(yīng)根據(jù)學(xué)生已有的生活經(jīng)驗展開。教師

56、要讓學(xué)生了解脂質(zhì)對于生物 如可以根據(jù)圍繞在臟器周圍的脂肪對人體的利弊來討論， 讓學(xué)生認(rèn)識脂肪對于細胞和生物體的作 用和脂肪過多造成的危害。教案3.難點處理 縮合而成的產(chǎn)物， 但是為什么會有那么大的不同之處呢？比如同屬于多糖的淀粉是生物的主要能 、 纖維素、昆蟲外骨骼和肌肉中的糖原，從中感受到它們從形態(tài)到功能上的巨大差別。讓學(xué)生想一 不同。四、答案和提示(一)問題探討 1.不一樣。 2.糖類。(二)思考與討論1.提示：脂肪主要分布在人和動物體內(nèi)的皮下、大網(wǎng)膜和腸系膜等部位。某些動物還在特定 的部位儲存脂肪，如駱駝的駝峰。2.提示：花生、油菜、向日葵、松子、核桃、蓖麻等植物都含有較高的脂肪，這些植

57、物的脂 肪多儲存在它們的種子里。3.提示：脂肪除了可以儲存大量能量外，還具有隔熱、保溫和緩沖的作用，可以有效地保護 動物和人體的內(nèi)臟器官。(三)旁欄思考題1.糖尿病人飲食中，米飯、饅頭等主食也需限量，是因為其中富含淀粉，淀粉經(jīng)消化分解后 2.熊在冬眠前大量取食獲得的營養(yǎng)，有相當(dāng)多的部分轉(zhuǎn)化為脂肪儲存，既可御寒，也供給冬 眠中生命活動所需的能量。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題 1. (1) (2) x 2.C 3.C 4.C 5.C拓展題 教案雖然糖原也是動物細胞內(nèi)的儲能物質(zhì)，但它是極性化合物，是高度的水合形式，在機體內(nèi)貯存時 。 與糖類氧化相比，在生物細胞內(nèi)脂肪的氧化速率比糖類慢，而且需要消耗大量氧氣，此外

58、，糖類 肪都可以作為儲備能源，但是糖類是生物體生命活動利用的主要能源物質(zhì)。2.提示：葡萄糖是不能水解的糖類，它不需要消化可以直接進入細胞內(nèi)，因此葡萄糖可以口 服也可以靜脈注射；但是蔗糖只能口服而不可以靜脈注射，因為蔗糖是二糖，必須經(jīng)過消化作用 分解成兩分子單糖后才能進入細胞。蔗糖經(jīng)過口服后，可以在消化道內(nèi)消化分解，變成單糖后被 五、參考資料糖類概述糖類廣泛地存在于生物界，特別是植物界。按干重計，糖類占植物體的 85%90%，占細菌 的 10%30%，在動物體所占比例小于 2%。動物體內(nèi)糖類的含量雖然不多，但其生命活動所需要 能量主要來源于糖類。糖類是地球上數(shù)量最多的一類有機化合物。地球生物量干

59、重的50%以上是 由葡萄糖的聚合物構(gòu)成的。地球上糖類的根本來源是綠色植物進行的光合作用。大多數(shù)糖類只由碳、氫、氧三種元素組成，其實驗式為(CH O) 或 C (H O) 。其中氫和氧的原2 n n 2 m子數(shù)比例是 2 1，猶如水分子中氫和氧之比，因此過去曾誤認(rèn)為這類物質(zhì)是碳(carbon)的水 合物(hydrate)，碳水化合物(carbohydrate)也因之而得名。但后來發(fā)現(xiàn)有些糖類，如脫氧核5 10 4 2 2 4 2和乳酸(CH O )等，它們的分子中 H、O 之比卻都是2 1，所以大家認(rèn)為“碳水化合物”這一名3 6 3稱并不恰當(dāng)。為此， 1927 年國際化學(xué)名詞重審委員會曾建議用“

60、糖族(glucide)”一詞代替“碳 水化合物”。但由于“碳水化合物”這一名稱沿用已久，至今西文中仍廣泛使用它。英文的 sugar)。Saccharide 一詞常被冠以詞頭，用作糖類的類別名稱，如 monosaccharide(單糖)， polysaccharide(多糖)等。漢語中“糖類”和“碳水化合物”兩詞通用，但以前者居多。糖類從化學(xué)角度看，是多羥基的醛或多羥基的酮。大家熟悉的葡萄糖和果糖。 個酮基，稱己酮糖。淀粉和纖維素也屬于糖類，它們是由多個葡萄糖分子縮合而成的聚合物。此教案外，像 N 乙酰葡糖胺、果糖 1，6 二磷酸這樣一些糖類的衍生物也歸入糖類。因此，從化 學(xué)本質(zhì)給糖類下一個定義