高中生物必修一(人教版)第二章组成细胞的分子教案

第二章组成细胞的分子第一节细胞中的元素一、教学目标：1．简述组成细胞的元素，说出构成细胞的基本元素是C；2．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；3．认同生命的物质性；二、教学重点难点：1．教学重点：组成cell的主要元素和化合物；检测生物组织中的糖类、脂质、蛋白质；2．教学难点：构成cell的基本元素是C；检测生物组织中的糖类、脂质、蛋白质；三、教学过程：（一）组成细胞的元素1．种类：20多种。

2．大量元素与微量元素（1）大量元素：含量占生物总重量的万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N是基本元素，C、H、O、N、P、S是主要元素。

（2）微量元素：含量占生物总重量的万分之一以下，含量比较少，但又是生物体生命活动必需的元素，包括Fe、Mn、Cu、Mo、Zn、Ni、B等。

（3）说明：大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的元素，不同的生物，组成它们的化学元素种类大致相同，但各种元素的含量差异很大；同一生物体内的不同元素的含量也不相同。

3．最基本的元素：C，占细胞干重的48.4%，在细胞的各种元素中含量最多。

因为占细胞干重的物质主要有机物，而有机物都含有C元素。

（二）生物界与非生物界的统一性和差异性1．统一性从化学元素的种类来分析：组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，没有一种是生物体所物有的，说明了生物界与非生物界具有统一性的一面。

（组成cell的元素与非生物界的元素种类相同）2．差异性是从组成生物体的各种元素的含量上分析的，与自然界中的相应元素的含量又有一定的差异。

（组成cell的元素与非生物界的元素含量大不相同）（三）组成细胞的化合物说明：（1）细胞鲜重含量最多的化合物是水；（2）细胞干重最多的化合物是蛋白质（3）蛋白质和核酸是生命活动的主要承担者。

（四）实验：检验生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．实验原理：生物组织中某些有机化合物与某些化学试剂产生特定的颜色反应。

（1）还原糖+斐林试剂→（水浴加热）氧化亚铜（砖红色沉淀）（2）脂肪+苏丹Ⅲ→橘黄色（3）脂肪+苏丹Ⅳ→红色；脂肪+苏丹Ⅲ→橘黄色（4）双缩脲试剂+蛋白质→紫色络合物（5）碘液+淀粉→蓝色2．材料用具：（1）材料：苹果、梨匀浆；马铃薯匀浆；花生种子（浸泡3-4h）及匀浆，豆浆。

（2）用具：试管、酒精灯、大烧杯、显微镜、镊子、刀片等。

3．方法步骤：（1）可溶性还原糖的鉴定取材：选含糖量高，白色或近于白色的组织5g↓制备组织样液：加石英砂，加5mL水，研磨、过滤↓鉴定：取2mL组织样液加入试管中；加入1mL刚配好的斐林试剂（用前混匀）；振荡试管，此时溶液为蓝色；50~60℃水浴加热2分钟，出现砖红色沉淀。

↓结论：组织样液与斐林试剂在水浴加热的过程中生成砖红色沉淀，说明其中有可溶性还原糖。

颜色分析：斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后，立即生成淡蓝色的氢氧化铜沉淀，氢氧化铜与还原糖在加热条件下，先变成棕色，最后生成砖红色的氧化亚铜沉淀。

实验关键：材料应选含量高且白色或近于白色的组织；斐林试剂的甲液和乙液现配现用，混合均匀。

（2）脂肪的鉴定取材：花生种子（浸泡3~4h），将种子削成薄片↓制片：取最理想的薄片；在薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ染液（2~3分钟）；去浮色；制成临时装片。

↓观察：在低倍镜下寻找已着色的圆形小颗粒，然后用高倍镜观察。

↓结论：圆形小颗粒呈橘黄色，说明脂肪存在。

实验关键：子叶切成薄片。

（3）蛋白质的鉴定制备组织样液：大豆组织样液或鸡蛋蛋白稀释液↓取样液2mL加入试管↓加入双缩脲试剂A液1mL：溶液不变色↓加入双缩脲试剂B液3~4滴：溶液变紫色↓结论：说明组织样液中存在蛋白质实验关键：先加双缩脲试剂A液，再加双缩脲试剂B液；鸡蛋蛋白必须稀释10倍。

4．斐林试剂和双缩脲试剂的比较1．实验材料、仪器、试剂选择：每小组可以自主选择一种或两种实验材料，并预测其中可检测出的化合物，再选择所需的仪器和试剂。

2．设计纪录表格，纪录预测结果：3．测的方法步骤：（1）设置对照组；（2）a.还原糖2ml组织样液+1ml斐林试剂→（50-60度水浴）斐林试剂的配置方法：用时将3-4d乙液加入2ml甲液，现用现配。

b.脂肪方法一：组织样液2ml+苏丹Ⅲ→颜色变化方法二：取花生种子→切片→染色→洗去浮色→加dd水→盖片→显微观察c.蛋白质2ml+1ml甲液摇匀→滴加3-4d乙液→颜色变化d.淀粉2ml+2d碘液→颜色变化五.讨论：1.你的预测与结果是否一致；2.小组交流实验结果；3.不同材料中各种化合物种类数量一样多吗；4.如何选择食物？第二节生命活动的主要承担者一、教学目标：1．说明aa的结构特点，以及aa形成pr的过程；2．概述蛋白质的结构和功能；3．认同蛋白质是生命活动的主要承担者；4．关注pr研究的新进展。

二、教学重点和难点：1．教学重点：（1）说明aa的结构特点，以及aa形成pr的过程；（2）概述蛋白质的结构和功能；2．教学难点：（1）aa形成pr的过程；（2）pr结构多样性的原因。

三、教学过程：（一）蛋白质的化学组成、大小和分类1．化学组成：除C（50%）、H（7%）、O（23%）、N（16%）外，还含少量的S（0~3%），有些蛋白质含有P、Fe、Cu、I、Zn、Mo。

2．蛋白质的大小：蛋白质是相对分子质量很大的生物分子（生物大分子），几千至数千万。

3．蛋白质的分类（1）按功能来分：结构蛋白质（如肌肉蛋白）和功能蛋白质（如酶蛋白）；（2）按形状来分：球状蛋白质（如血红蛋白、血清蛋白等）和纤维状蛋白质（如羽毛中的角蛋白、丝蛋白等）；（3）按组成来分：简单蛋白质（淀粉酶、胰岛素等）和结合蛋白质（如血红蛋白、核蛋白等）；（4）按溶解度来分：可溶性蛋白质（如清蛋白、球蛋白等）、醇溶性蛋白质（如醇溶蛋白）、不溶性蛋白质（如胶原蛋白、弹性蛋白等）（二）氨基酸及其种类1．氨基酸的种类和结构式（1）氨基酸的种类：在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种。

说明：蛋白质分子中存在约20种氨基酸，按R基团结构来说可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸三大类。

从营养学的角度来说氨基酸可分为必需氨基酸（异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、色氨酸、苏氨酸）和非必需氨基酸两类，前者是某种生命机体不能合成，或合成量少，不足以维持生长和氮平衡的需求，必需由食物来提供的，不同机体的必需氨基酸有所不同。

后者是动物机体能自身合成的。

（2）氨基酸的结构式HH2N-C-COOHR（3）组成蛋白质的氨基酸的结构物点：①每种氨基酸分子至少含有一个氨基（—NH）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和2羧基连接在同一碳原子上。

②氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少一个，也可以是几个，原因是R基团中可能含有氨基或羧基。

③氨基和羧基不是连接在同一个碳原子上的氨基酸就不是构成蛋白质的氨基酸，因为自然界存在的蛋白质中尚未发现这样的氨基酸。

④自然界氨基酸已发现的有300多种，但作为构成蛋白质的氨基酸大约只有20种。

⑤不同的氨基酸分子，具有不同的R基，可以根据R基不同，将氨基酸区别为不同的种类。

⑥构成蛋白质的氨基酸具有酸碱两性，同时带有正（NH3+）、负电荷（—COO—）。

（三）蛋白质的结构及其多样性1．蛋白质的分子结构（1）化学结构（一级结构：氨基酸在多肽链中的排列顺序和方式）用20种氨基酸作原料，根据基因信息指令，在细胞质的核糖体中，按特定顺序和方式将氨基酸分子互相连接成肽链。

氨基酸分子相互结合的方式是：一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸的氨基（—NH2），脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫脱水缩合。

通过脱水缩合，在羧基和氨基之间形成的连接两个氨基酸分子的那个键叫做肽键。

由肽键连接形成的化合物称为肽。

由两个氨基酸缩合，形成一个肽键，产生一分子水和一分子二肽。

由三个或三个以上氨基酸分子连接的肽叫多肽，多肽通常呈链状结构，叫多肽链。

（2）空间结构二级结构：多肽本身的折叠和盘绕方式三级结构：具有二级结构的多肽链可以借助氢键和其它化学键（如二硫键）进一步卷曲、折叠，形成更复杂的空间结构。

四级结构：由两个或两个以上具有三级结构的亚基聚合而成的空间结构。

（3）蛋白质的形成过程：Aa→二肽→三肽→…..→多肽链→一条或几条多肽链盘曲折叠成有一定空间结构的pr。

（4）蛋白质的合成场所：细胞质中的核糖体。

2．蛋白质分子的多样性由于构成每个蛋白质分子的氨基酸种类不同、氨基酸数目不同、氨基酸的排列顺序不同、肽链数目和空间结构不同，导致蛋白质分子的结构极其多样。

蛋白质分子结构的多样性，从而导致蛋白质分子功能的多样性；蛋白质分子功能的多样性导致了生物种类的多样性。

说明蛋白质分子结构的多样性是蛋白质分子功能多样性的基础。

（四）蛋白质分子的主要功能1．有些蛋白质分子是构成细胞和生物体的重要物质如人和动物的肌肉中的蛋白质、红细胞中的血红蛋白、染色体和染色质中的蛋白质、纺缍丝或星射线是蛋白质、细胞膜中的蛋白质。

2．有些蛋白质具有催化功能如催化生物体内各种反应的酶，几乎都是蛋白质。

3．有些蛋白质具有运输功能如血红蛋白运输氧气和部分二气功碳，细胞膜上的载体是蛋白质，具有运输功能。

4．有些蛋白质具有调节功能蛋白质类激素具有调节功能，如生长激素、胰岛素、促激素。

5．有些蛋白质具有免疫功能，如抗体。

（五）氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系氨基酸是构成蛋白质分子的基本单位。

一个氨基酸分子的羧基与另一个氨基酸分子的氨基脱水缩合形成的化合物叫二肽。

其中，连接两个氨基酸分子的那个键（—CO—NH—）叫肽键。

由多个不同种类的氨基酸分子缩合而形成的化合物叫多肽，多肽呈链状结构叫肽链。

也就说肽键是多肽的连接结构，肽链是多肽的空间结构。

（六）有关蛋白质的计算1．关于氨基酸缩合反应的计算（1）假如n个氨基酸缩合，形成的多肽叫n肽，如形成一条肽链，则失去水的分子数=形成的肽键数=（n—1）个；这条多肽链至少游离有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）（2）假如n个氨基酸缩合形成m条肽链，然后由些（m条）肽链构成一个蛋白质分子，那么该蛋白质分子中失去水分子数=肽键数=（n—m）个，至少各游离m个氨基（—NH2）和m个羧基（—COOH）。

2．有关蛋白质分子量的计算n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质的相对分子质量为：n·a—（n—m）·183．有关蛋白质含氮量的计算蛋白质的平均含氮量为16%左右，通过测定生物体的含氮量可以粗略地推知蛋白质的含量。

第三节遗传信息的携带者——核酸一、教学目标：1．说出核酸的种类，简述核酸的结构和功能；2．以特定的染色剂染色，观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布；二、教学重点和难点：1．教学重点：核酸的结构和功能2．教学难点：观察DNA和RNA在细胞中的分布三.教学过程：（一）核酸的分类1．DNA（脱氧核糖核酸）：不同的NDA分子结构不同。