人教版新課程高中生物必修1全套教案

1、第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第一章走近細(xì)胞1.舉例說出生命活動建立在細(xì)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(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)。二、教學(xué)重點和難點 教學(xué)重點(1)生命活動建立在細(xì)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2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(xì)胞是構(gòu)成生 生物病毒，也必須依賴活細(xì)胞生活。因此，從宏觀的生物圈逐級深入到微觀的細(xì)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，

2、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(xì)胞，不具有細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，但它不能離開活細(xì)胞而獨立生活，選擇SARS 病毒侵害人體肺部細(xì)胞作為“問題探討”的素材，有助于服務(wù)“生命活動離不開細(xì)胞”的主題。 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(xì)胞作簡單比較。同時探討教材中的兩個問題，達(dá) 成“像病毒那樣沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，也必須依賴活細(xì)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(xì)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(jī)體對入侵病原微生物的一種防御反應(yīng)，需要淋巴細(xì)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

3、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(bǔ)充一些問題供學(xué)生思考。例如，草履蟲是單細(xì)胞生 物還是多細(xì)胞生物？它具有生物的哪些基本特征？人類發(fā)育的起點是從什么細(xì)胞開始的？新生 兒逐漸發(fā)育長大是由于細(xì)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(bǔ)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(jìn)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

4、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(xì)胞同層次的還 有平滑肌細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞、上皮細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞，等等；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(xì)胞結(jié)構(gòu)，但它可以寄生在活細(xì)胞中，利用活細(xì)胞中的物質(zhì)生活和 2.提示： SARS 病毒侵害了人體的上呼吸道細(xì)胞、肺部細(xì)胞，由于肺部細(xì)胞受損，導(dǎo)致患者3(二)資料分析1.提示：草履蟲除能完成運(yùn)動和

5、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(xì)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(xì)胞充當(dāng)了遺傳物質(zhì)的橋梁。父親產(chǎn)生的精子和母親 產(chǎn)生的卵細(xì)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(jìn)一步發(fā)育成胎兒。 胚胎發(fā)育通過細(xì)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(xì)胞，等等。人的學(xué)習(xí)活動需要種類 和數(shù)量繁多的細(xì)胞參與。由細(xì)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(xì)胞，但主要是神經(jīng)細(xì)胞的參與。4.提示：例如，胰島細(xì)胞受損容易導(dǎo)

6、致胰島素依賴型糖尿病；脊髓中的運(yùn)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(yùn)動離不開肌細(xì)胞；興奮的傳導(dǎo)離不開神經(jīng)細(xì)胞；腺體的分泌離不 開相關(guān)的腺(上皮)細(xì)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(xì)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(xì)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

7、一方面，生物體中的每個細(xì)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(xì)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1. (1)活細(xì)胞： A、D、G、I；(2)死細(xì)胞： B、E；(3)細(xì)胞的產(chǎn)物： C、F、H。2. (1)細(xì)胞層次(也是個體層次，因為大腸桿菌是單細(xì)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。

8、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也可能會合成某 41.說出原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的區(qū)別和聯(lián)系。2.分析細(xì)胞學(xué)說建立的過程。3.使用高倍鏡觀察幾種細(xì)胞，比較不同細(xì)胞的異同點。4.認(rèn)同細(xì)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(jìn)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(xì)胞，比較不同細(xì)胞的異同點。(2)分析細(xì)胞學(xué)說建立的過程。2.教學(xué)難點原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的區(qū)別和聯(lián)系。三、教學(xué)策略本節(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(xì)胞和真核

9、細(xì)胞的異同)來認(rèn) 識細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性，從細(xì)胞學(xué)說的建立過程(科學(xué)史)中認(rèn)識細(xì)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(xì)胞學(xué)說的建立過程的學(xué)習(xí)。1.領(lǐng)悟原理，細(xì)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(xì)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(xì)胞，制作的臨時裝片也不合格，因此，需 成 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)?。桓弑剁R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

10、放大觀察的物像移至視野的中央，再換高倍鏡5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 先用低倍鏡觀察清楚，并把要放大觀察的物像移至視野的中央，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(xì)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(xì)胞和真核細(xì)胞的學(xué)習(xí)。原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的學(xué)習(xí)是本節(jié)的教學(xué)難點。教

11、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(xì)胞核。例如，“原核”是指原始的細(xì)胞核，“真核”是指 真正的細(xì)胞核。這兩類細(xì)胞的“核”到底有什么區(qū)別呢？還有沒有其他的區(qū)別呢？教師可展示細(xì) 菌細(xì)胞和藍(lán)藻細(xì)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(xì)胞的“核”叫擬核，教師可進(jìn)一步提出下列問題引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考。(1)細(xì)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(xì)胞的染色體有什么不同？(3)原核細(xì)胞中有什么結(jié)構(gòu)？植物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中有哪些結(jié)構(gòu)？(4)你認(rèn)為原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)簡單，還是真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)簡單？學(xué)生回答問題后，教師可進(jìn)一步列表

12、總結(jié)：表 5 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別(教學(xué)用簡表) 類別原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小較小 較大細(xì)胞核無成形的細(xì)胞核，無核膜，無核仁，無染色體 有成形的真正的細(xì)胞核，有核膜、核仁和染 細(xì)胞質(zhì)有核糖體 有核糖體、線粒體等，植物細(xì)胞還有葉綠體和液泡等生物類群細(xì)菌、藍(lán)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(lán)藻為例，具體說明原核生物的一些基本特征。63.從科學(xué)史中認(rèn)識細(xì)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(xì)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(xì)胞可以從老細(xì) 胞中產(chǎn)生”的要點，這一要點為第6 章第 1 節(jié)細(xì)胞的增殖打基礎(chǔ)。關(guān)于新細(xì)胞怎樣從老細(xì)胞

13、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(jìn)步可以更好 地促進(jìn)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(xì)胞，它們分別是：紅細(xì)胞、白細(xì)胞、口腔上皮細(xì)胞、正在分裂 的植物細(xì)胞和洋蔥表皮細(xì)胞。這些細(xì)胞共同的結(jié)構(gòu)有：細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核(植物細(xì)胞還有 細(xì)胞壁，人的成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核)。2.提示：細(xì)胞具有不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)

14、是因為生物體內(nèi)的細(xì)胞所處的位置不同，功能不同，是細(xì) 胞分化的結(jié)果。例如，紅細(xì)胞呈兩面凹的圓餅狀，這有利于與氧氣充分接觸，起到運(yùn)輸氧氣的作 用；洋蔥表皮細(xì)胞呈長方體形狀，排列緊密，有利于起到保護(hù)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(xì)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(xì)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(xì)胞核，沒有核膜，細(xì)胞外有鞭毛，等 (三)思考與討論提示：絕大多數(shù)細(xì)胞有細(xì)胞核，只有少數(shù)細(xì)胞沒有細(xì)胞核。例如，人的成熟的紅細(xì)胞就

15、沒有 細(xì)胞核。細(xì)菌是單細(xì)胞生物，藍(lán)藻以單細(xì)胞或以細(xì)胞群體存在，它們的細(xì)胞與植物細(xì)胞和動物細(xì) 胞比較，沒有成形的細(xì)胞核，而有擬核。擬核與細(xì)胞核的區(qū)別主要有兩點：(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71.提示：通過分析細(xì)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(xì)胞學(xué)說主要闡述了生物界的統(tǒng)一性。

16、了生物學(xué)的研究進(jìn)程。(五)練習(xí)基礎(chǔ)題 1.B。(1)人體皮膚：本切片圖中可見上皮組織的細(xì)胞、角質(zhì)保護(hù)層細(xì)胞(死亡)和皮下結(jié)締組 導(dǎo)管細(xì)胞(運(yùn)輸水和無機(jī)鹽)、篩管細(xì)胞(運(yùn)輸有機(jī)物)，等等。(2)動植物細(xì)胞的共同點為：都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核；不同點為：植物細(xì)胞有細(xì)胞 壁、有液泡，植物細(xì)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(hù)、感受環(huán)境刺激等功能；迎春葉由保 護(hù)組織(表皮)、營養(yǎng)組織、機(jī)械組織和輸導(dǎo)組織等構(gòu)成，有進(jìn)行光合作用、運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)等功 ； 原核細(xì)胞沒有細(xì)胞核，只有擬核，擬核的

17、結(jié)構(gòu)比細(xì)胞核要簡單。它們的區(qū)別里包含著共性：細(xì)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(jìn)化上的聯(lián)系。五、參考資料1.原核細(xì)胞和真核細(xì)胞細(xì)胞分為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞兩種類型，由原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為原核生物，包括細(xì)菌、 藍(lán)藻、支原體、衣原體，等等。原核細(xì)胞與真核細(xì)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(xì)胞如大腸桿菌的直徑為 3 m;真核細(xì)胞的直徑 一般為 2030 m,人的卵細(xì)胞的直徑為 100 m。 (2)原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)比真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)要簡 單得多。原核細(xì)胞沒有成形的細(xì)胞核，即沒有由核膜包被的細(xì)胞核，只有擬核，擬核由DNA 分

18、子 有些原核細(xì)胞的細(xì)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(xì)胞和真核細(xì)胞的比較。表 6 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別(詳表) 類別原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小較小(一般為 110 m) 較大(一般為 2030 m)8染色體 蛋白質(zhì)結(jié)合在一起細(xì)胞核無真正的細(xì)胞核，無核膜，無核仁。有擬核 有真正的細(xì)胞核，有核膜、核仁 細(xì)胞質(zhì)除核糖體外，無其他細(xì)胞器。細(xì)菌一般有質(zhì)粒 有核糖體、線粒體等多種復(fù)雜的細(xì)胞器 生物類群細(xì)菌、藍(lán)藻 真菌、植物、動物2.藍(lán)藻門舊稱藍(lán)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(lán)藻 屬于原核生物界。但是，藍(lán)藻和原綠藻與植物界又有一些相同之處，故一

19、些文獻(xiàn)資料將它們分別 歸納為原核藻類中的兩個門。藻體是單細(xì)胞或群體，不具鞭毛，不產(chǎn)生游動細(xì)胞。一部分絲狀種 類能伸縮或左右擺動。細(xì)胞壁缺乏纖維素，由黏肽(含8 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(xì)胞核，擬核的組成物質(zhì)集中在細(xì)胞中央，無核 膜和核仁，細(xì)胞內(nèi)除含葉綠素和類胡蘿卜素外，還含有藻藍(lán)素，部分種類還含有藻紅素。色素不 色。儲藏物質(zhì)為藍(lán)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(jī)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

20、積雪的極地。生物科學(xué)的許多問題，都要在細(xì)胞層面尋求解答；要深入闡明細(xì)胞生命活動的規(guī)律，必須了 成。本章介紹了組成細(xì)胞的蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂質(zhì)等有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和功能，以及水和無機(jī)鹽 的作用，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)內(nèi)容，即細(xì)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 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(jī)鹽的作用。1.認(rèn)同生命的物質(zhì)性，探討組成細(xì)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

21、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(xì)胞為材料，進(jìn)行特定的染色，觀察DNA 和RNA 在細(xì)胞中的分布。與原來的高中教材相比，本章的內(nèi)容有所拓展?；靖拍詈驮韼谉o增加，補(bǔ)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(xì)胞中的分布”，關(guān)于“氨基酸結(jié)9構(gòu)通式”“脂肪的分布和作用”“無機(jī)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)1.說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點，以及氨基酸形成

22、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(jìn)展。二、教學(xué)重點和難點教學(xué)重點(1)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)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(dá)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) “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

23、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

24、自身的生命活動，觀察教材中蛋白質(zhì)主要功能示例，進(jìn)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(jìn)入蛋白質(zhì)和氨基酸結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。 就應(yīng)解決“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(jìn)作用呢？”“科學(xué)家對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的研究進(jìn)展怎樣？有哪些新的成果？”等問題，

25、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1.提示：富含蛋白質(zhì)的食品有大豆制品，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(xì)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(yùn)輸載 體的功能，如紅細(xì)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

26、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.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(jìn)入細(xì)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

27、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(xì)胞中的蛋白質(zhì)和心肌細(xì)胞中的蛋白質(zhì)，其氨基酸的種類、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：

28、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

29、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。 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

30、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(jìn)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(dá)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

31、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、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(jìn)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。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

32、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， 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(jìn)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(xì)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

33、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)，如血紅蛋白和細(xì)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)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 組成蛋白質(zhì)的多肽鏈既不是

34、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(jìn)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)

35、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、細(xì)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 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(tuán)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

36、因為分子表 面極性基團(tuán)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)，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(jī)體就可能因缺 O 而死亡。2血紅素中的 Fe()能進(jìn)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)

37、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(jìn)行可逆的氧合作用。但是血紅 蛋白在進(jìn)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(yùn)輸氧外，還能運(yùn)輸H+和CO 。此外，血紅蛋白與氧的結(jié)合受到環(huán)境中其他物2質(zhì)的調(diào)節(jié)，如 H+和CO ，以及有機(jī)磷酸化合物的調(diào)節(jié)。26.蛋白質(zhì)功能的多樣

38、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 質(zhì)。生物體內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)幾乎都是在相應(yīng)的酶參與下進(jìn)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(yùn)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(yùn)動。細(xì)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(yùn)動系統(tǒng)中也普遍存在著運(yùn)動蛋白。 白，在呼吸過程中都起著輸送氧的作用。血

39、液中的脂蛋白有運(yùn)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(xì)胞分泌的胰島素能參與血糖的代謝調(diào)節(jié)， 中葡萄糖的含量。有些蛋白質(zhì)參與機(jī)體防御機(jī)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，

40、為了防止病人不受感染，必須對醫(yī)療器具進(jìn)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。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(qiáng)酸、強(qiáng)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(qiáng)磁、紫外線照射 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

41、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

42、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(tuán)被掩蓋，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 作時，應(yīng)注意保持低溫，并避免強(qiáng)酸、強(qiáng)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

43、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 和RNA 在細(xì)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(jìn)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

44、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(xì)胞中的分布。教材提到了“核酸存在于所有細(xì)胞中”，物質(zhì)的存在具有可檢測性，因此“觀察DNA 和RNA 在細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞的生活的內(nèi)容時， 學(xué)生已經(jīng)知道細(xì)胞核內(nèi)具有儲存遺傳信息的物質(zhì) 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RN

45、A 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(jìn)化模塊的學(xué) 四、答案和提示(一)問題探討 能夠提供犯罪嫌疑人的信息。2.提示： DNA 鑒定技術(shù)還可以運(yùn)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(jī)、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，

46、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)的工作是研究膿血中細(xì)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(xì)胞以及其他死亡的人體細(xì)胞。米舍爾細(xì)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(xì)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(jìn)行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的大部分被分解了，而細(xì)胞核只是縮小了一點兒， 仍然保持完整。得到細(xì)胞核后，米舍爾對組成細(xì)胞核的物質(zhì)進(jìn)行了化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核內(nèi)含有 與細(xì)胞內(nèi)其他有機(jī)物明顯不同的物質(zhì)，這種物質(zhì)的磷含

47、量很高，遠(yuǎn)高于蛋白質(zhì)，而且對蛋白酶有 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)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?xì)胞做實驗， 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?；襞遒惱盏牧硪粋€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

48、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(tuán)與含氮的基團(tuán)是連在一起的?？迫麪栠€對核酸與蛋白質(zhì)的結(jié)合方式進(jìn)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(jìn)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。

49、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(xiàn)有目共睹，并將永遠(yuǎn)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(tuán)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 要制備天然狀態(tài)的核酸，必須在溫和的條件下進(jìn)行，防止過酸、過堿，避免劇烈攪拌，尤其是

50、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 利用這一性質(zhì)，可將細(xì)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(dá)到純化目的。苯酚是很強(qiáng)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(xì)胞的同時加入強(qiáng)變性劑使 RNase 失活；(3)在 RNA 的反應(yīng)體系中加入 RN

51、ase 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(qiáng)烈的蛋白質(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(xì)胞抽提 RNARNA布于細(xì)胞的不同部位，分離這些RNA 常常先用差速離心法，將 細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、細(xì)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

52、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 酸 切下，從而對核酸進(jìn)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(xì)胞)中的分布狀況 RNADNADNA生物細(xì)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

53、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。 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) 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(bǔ)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。總之學(xué)生進(jìn)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)

54、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。 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(jìn)入細(xì)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(xì)胞中的含量和人類 命活動的主要能源物質(zhì)。糖類是如何

55、為生命活動提供能量的問題需要在細(xì)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(xì)胞和生物體的作 用和脂肪過多造成的危害。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 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

56、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(hù) 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 雖然糖原也是動物細(xì)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(jī)

57、體內(nèi)貯存時 。 與糖類氧化相比，在生物細(xì)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，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(jìn)入細(xì)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(jìn)入細(xì)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(xì)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

58、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(jī)化合物。地球生物量干重的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(jìn)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

59、“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“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 外，像 N 乙酰葡

60、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)給糖類下一個定義應(yīng)該是：糖類是多羥醛、多羥酮或其衍生物，或水解時能產(chǎn)生這些化合 糖類是細(xì)胞中非常重要的一類有機(jī)化合物。其作用主要有以下幾個方面。作為生物體的結(jié)構(gòu)成分植物的根、莖、葉含有大量的纖維素、半纖維素和果膠物質(zhì)等，這些 是糖類，稱殼多糖。作為生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)糖類在生物體內(nèi)(或細(xì)胞內(nèi))通過生物氧化釋放出能量，供給 生命活動的需要。生物體內(nèi)作為能源貯存的糖類有淀粉、糖原等。是重要的中間代謝產(chǎn)物， 糖類通過這些中間產(chǎn)物為合成 其他生物分子如氨基酸、核苷酸、脂肪酸等提供碳骨架。作為細(xì)胞識別的信息分子糖蛋白是一類在生