分子及细胞第二章教学设计

生命活动的主要承担者—蛋白质案例导入（幻灯图片）：在安徽阜阳的农村，有一件怪事。

从去年开始，那里的100多名婴儿，陆续患上了一种怪病。

本来健康出生的孩子，在喂养期间，开始变得四肢短小，身体瘦弱，尤其是婴儿的脑袋显得偏大。

当地人称这些孩子为大头娃娃。

你们知道个中缘由吗？如果你是质检人员将会如何进行检验？我们当中很多人并没有喝牛奶，我们所需的蛋白质从何而来？你知道哪些食物中含有较多的蛋白质吗？（注意准确和广泛）初步了解蛋白质：组成生命体的化合物中蛋白质的含量是有机物中比例最大的，介绍蛋白质的元素组成和分子量。

（一）、蛋白质主要由C、H、O、N 4 种化学元素组成。

很多重要的蛋白质还含有P、S两种元素，有的也含微量元素Fe、Mn 、Cu、Zn等元素。

（二）、蛋白质是一种高分子化合物，也就是说的相对分子量很大的生物大分子。

蛋白质分子质量的变化范围很大，从几千一直到100万以上。

例如，牛的胰岛素的相对分子质量是5700，人的血红蛋白的相对分子质量是64500。

设问：如此之大的分子可不可以直接被人体吸收呢？如何吸收？（不能，必需消化成氨基酸才能被人体吸收和利用。

）引出：（三）、组成蛋白质的基本单位――氨基酸（说明：自然界中存在600多种氨基酸，而在生物体中组成蛋白质的氨基酸约20种。

我们今后探讨的就是生物体中组成蛋白质的氨基酸。

）思考与讨论（幻灯图片演示氨基酸的分子结构，学生探究氨基酸分子的结构特点）补充提示：氨基、羧基的结构与写法提问、归纳出：（1）氨基酸的结构通式（2）氨基酸的判断依据后续问题：（1）氨基酸的种类是由什么决定的？（2）氨基酸中的元素会存在于什么位置？（3）一个氨基酸分子中一定只有一个氨基、一个羧基吗？（让学生在思考中明确R基的变化）学生练习：在P20四种氨基酸中画出氨基、羧基、R基（巡视指导）人体对于不同氨基酸有何要求呢？（幻灯展示某“氨基酸”口服液说明书并让学生结合教材P21了解“必需氨基酸”和“非必须氨基酸”）过渡：氨基酸只有20种，平均相对分子质量仅100多；蛋白质却有1010――1012种，分子量几千到几百万不等。

那么，不同氨基酸如何构成蛋白质分子，并导致其多样性呢？（多媒体展示氨基酸之间的结合）观察、讨论以明确以下几点：（1）氨基酸之间的结合方式:脱水缩合（2）肽键的形成位置、写法与判断（3）脱去的水中的元素来源（4）从氨基酸到蛋白质的结构层次：氨基酸――二肽――三肽――多肽――蛋白质（5）肽链数、肽键数、氨基酸数、水分子数之间的关系思考巩固：个氨基酸形成的一条肽链中，共有肽键 99 个，若每个氨基酸平均分子量为128，则此多肽分子量为110182. 一个有n条肽链组成的蛋白质分子共有m个氨基酸，该蛋白形成过程中，共脱去m-n分子水。

3. 血红蛋白分子是由574个氨基酸组成，共有4条肽链，血红蛋白分子中共有肽键570个，每个血红蛋白分子中至少有4个氨基。

4．由10个氨基酸分子形成的多肽可能的结构有2010种。

归纳出：（四）、蛋白质结构多样性的原因：①组成每种蛋白质的氨基酸种类、数目不同②组成每种蛋白质的氨基酸排列顺序不同③每种蛋白质分子的空间结构均不相同。

过渡：蛋白质分子结构的多样性为蛋白质的功能多样性提供了可能，那么，现在我们就从具体的生命活动现象中寻找蛋白质在生命活动中的作用。

（通过教材及多媒体展示各种实例让学生说明蛋白质作用。

――注意名称与作用的统一）（五）、蛋白质功能的多样性1. 是结构物质，是构成细胞和生物体的重要物质。

(结构蛋白)2. 具有催化作用，如参加生物体各种生命活动的大多数酶。

3. 有些蛋白质具有运输载体的功能（血红蛋白、载体）4. 有些蛋白质其信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素（激素）5. 有些蛋白质由免疫功能。

（抗体）6．细胞识别（受体）得出结论：一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。

唯物主义思想教育：从中不难看出，结构与功能的统一。

这也是我们认识事物的重要观点之一总结（媒体展示概念图）遗传信息的携带者——核酸教材分析】“遗传信息的携带者——核酸”是普通高中课程标准实验教科书《生物模块一（必修）——分子与细胞》（人教版）第2章的重点内容之一。

本节主要包括核酸在细胞中的分布（实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布）、核酸是由核苷酸连接而成的长链等内容。

核酸是一切生物体的遗传物质，它对生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。

本节的内容还是学习《生物 2（必修）——遗传与进化》中“基因的本质与基因的表达”的重要基础。

【教学目标】知识目标：说出核酸的种类，简述核酸的结构和功能。

能力目标：以人的口腔上皮细胞为材料，进行特定的染色，观察DNA和RNA在细胞中的分布。

情感态度与价值观目标：认同生命的物质性，认同生物界在物质组成上的统一性。

【教学重点和难点】教学重点：核酸的结构和功能。

教学难点：观察DNA和RNA在细胞中的分布。

【学情分析】高一学生具有一定的抽象思维能力、综合思维能力，以及一定的实验操作能力，同时，他们对生命本质的探究，也有着浓厚的兴趣。

学生通过报刊、杂志等多种传播媒体的介绍以及初中生物课的学习，对核酸是遗传信息的载体已经有了一定的了解，但认识还是很浮浅的，没有深入到核酸物质结构的水平上，因此，教学中可以利用学生的知识基础并遵循学生的认识规律，通过实验及适当的教学策略尤其是加强直观，从感性认识入手使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，使学生的知识体系得到丰富和发展。

【教法分析】《普通高中生物课程标准》倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养。

基于这种理念，引导学生以探究性学习的方式学习“遗传信息的携带者——核酸”，从进行实验操作入手使学生初步学会生物科学探究的一般方法，并利用课件直观表达以加强学生的感性认识，除了按《标准》所设定的能力目标（分析、表达、表述、判断、反思、修改）培养学生能力外，还设计利用数学方法处理、解释数据。

【教学方法】实验、讲述和讨论的方法。

【教学课时】 1 课时【教学准备】质量分数为%的NaCl溶液，质量分数为8%的盐酸，吡罗红甲基绿染色剂，蒸馏水，洒精灯，吸水纸，显微镜，温度计，载玻片，盖玻片，大烧杯等实验材料用具。

脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸分子结构课件。

【教学设计思路】利用“问题探讨”，激发学习兴趣→实验观察，观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布，获得感性认识→观察图解，认识核酸的种类、结构特点及其功能。

（可通过列表比较辅助认识）组成生物体的化合物(1)【学习目标】1．识记原生质的概念及化学成分。

2．理解组成生物体的几种化合物的化学元素组成,在细胞内的存在形式和重要作用。

3．理解蛋白质是生物高分子化合物,以及它的分子结构层次和多样性。

4．知道细胞是这些化合物最基本的结构形式,任何一种化合物都不能单独地完成某一种生命活动。

【学习障碍】1．理解障碍(1)如何理解原生质的概念？(2)如何理解水的存在形式及其功能？(3)如何理解无机盐的生理功能？(4)如何理解糖类的存在形式及其功能？(5)如何理解脂质的存在形式及功能？(6)如何理解蛋白质的合成、多样性及重要功能？(7)如何理解核酸的种类及功能？2．解题障碍化合物的知识与生活实际应用相结合的问题。

【学习策略】1．理解障碍的突破(1)用“层析综合法”理解原生质。

原生质的概念要从三个方面来理解：①从成分上，原生质指组成细胞和生物体的各种化合物，它是以蛋白质和核酸为主的多分子体系；②从结构上，原生质包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，但不包括细胞壁，由于细胞壁不具有生物活性，所以才可以说“一个动物细胞就是一小团原生质”；③从功能上，原生质是指细胞的全部生命物质，这些生命物质只有按照一定的方式有机的组织起来，才能实现各种生命活动，即新陈代谢。

例如蛋白质的合成、光合作用、呼吸作用等。

［例1］下列关于原生质的叙述中不正确的是A．原生质中含有无机物和有机物B．新鲜的叶肉细胞是一小团原生质C．雌蛙的卵细胞是一小团原生质D．生物体内的原生质能自我更新解析：用“层析综合法”解。

从成分上说，原生质是细胞内的生命物质，所以A项正确；从结构上看，这些生命物质分化为细胞膜、细胞质和细胞核三部分，一个动物细胞就是一小团原生质，而植物细胞的细胞壁不是，所以C项正确；从功能上看，原生质能通过新陈代谢不断自我更新。

答案：B(2)用“迁移法”理解水的两种存在形式。

“迁移法”是指应用已获得的知识来理解和解决另一方面知识或问题的方法。

因为客观存在的事物是相互联系而又相互制约的，由此而在头脑中形成的知识也必然相互联系、相互影响的，所学知识的迁移应用是体现能力的重要方面，如用化学、物理、数学的知识来理解生物学的知识。

所以，在学习过程中，要善于进行知识的迁移。

在关于生物体内的化合物水的学习中，有两个方面的知识需要我们注意：一是水的含量：①水是原生质(细胞)中含量最多的化合物；②不同种类的生物体中，水的含量差别很大；③同一种类的生物体中，随着发育期和细胞种类(或者说不同的组织、器官)含水量也有很大的差异。

二是关于水的两种存在形式，自由水和结合水，而对于水的两种存在形式及其功能，就可以运用“迁移法”来理解和掌握。

原生质的化学成分除水外，主要就是由蛋白质组成，蛋白质占细胞干重50%以上，蛋白质分子形成空间结构时，疏水基团(如烷烃基、苯基等)包在分子内部，而许多亲水基团(如—NH2、—COOH、—OH)对水有很大的亲和力，化学中也学习到H2O是极性分子。

所以原生质中的蛋白质分子等，其表面就会吸引很多水分子，形成一层很厚的水层(如下图)。

水分子距离蛋白质分子越近，吸附力越强；相反，则吸附力越弱。

靠近蛋白质而被吸附不易自由流动的水分，就叫结合水；距离蛋白质较远而可以自由流动的水分，叫做自由水。

但是注意，这两种状态的水分的划分是相对的，它们之间并没有明显的界限。

自由水参与各种代谢作用，它的数量制约着植物的代谢强度，如光合速率、呼吸速率、生长速度等。

自由水占总含水量百分比越大，则代谢越旺盛；结合水不参与代谢作用，而生物(主要指植物)要求低微的代谢强度去度过不良的外界条件，因此结合水含量与植物抗逆性(抗不良环境，例如寒、旱等)大小有密切关系，即结合水含量相对高，则抗不良环境的能力就强。

由此可见，自由水和结合水的比率往往反映出植物的代谢强度。

[例2] 有机化合物中具有不同的化学基团，它们对水的亲和力不同。

易与水结合的基团称为亲水基团(如—NH2、—COOH、—OH)，具有大量亲水基团的一些蛋白质、淀粉等分子易溶于水；难与水结合的基团称为疏水基团，如脂质分子中的碳氢链。