第二节 细胞中的生物大分子
从容说课
本节教材主要讲述了生物大分子的基本骨架以及糖类、脂质、蛋白质、核酸的组成、种类、结构和功能。
细胞中的四种生物大分子都是由C、H、O等元素组成的。因此，本节内容的学习是以前一节所学的细胞中的原子和分子的知识为基础，同时又是学习细胞代谢、增殖、分化、衰老和凋亡的物质基础，因此，细胞中生物大分子的知识是学习本模块后续知识的基础，同时也是学习“遗传与进化”“稳态与环境”等其他模块知识的基础。
糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机大分子的组成和功能的知识是中学生物学中重要的基础知识，因此，有关糖类、脂质、蛋白质和核酸四种有机大分子的组成和功能的知识是本节教学的重点。有关糖类知识教学可从学生熟悉的糖类入手，展开内容的教学，以激发学生学习的兴趣。利用表解，使学生弄明白糖类的种类。组织学生做好鉴定淀粉和麦芽糖的实验，联系低血糖等与人体健康密切相关的事例，使学生理解糖类的功能。通过教材中探究性实验，利用学生对脂质有关的生活经验，让学生认识脂质的种类、结构和功能。蛋白质的结构和功能是本节教学的重点，同时氨基酸形成蛋白质的过程以及蛋白质结构多样性的原因，又是本节教学的难点。教学中，可引导学生观察多种氨基酸的结构，通过比较、分析、讨论，发现氨基酸结构的共同特点，进而归纳出氨基酸结构通式。运用多媒体动画演示氨基酸形成蛋白质的过程，并引导学生分析肽链结构和蛋白质分子结构多样性，使抽象知识直观化。
实验教学是生物学科学习和研究的重要手段，新课程对实验教学特别重视。本节教材安排了多项鉴定实验，这也是本节教学的重点之一。认真组织好有关的实验教学，让学生学会正确使用实验材料用具，进行科学探究，既体现新课程提高科学素养的理念，也是培养学生能力的重要手段之一。
本节教材中设置了2个“边做边学”、1个“课题研究”、1个“积极思维”、1个“继续探究”和1个“拓展视野”。第一个“边做边学”的活动内容是“鉴定生物组织中的糖类”，包括鉴定淀粉和鉴定麦芽糖，这两项实验都遵循对照性实验设计原则，教学中要引导学生在认真完成实验的基础上，分析、理解实验设计的原则和方法。“课题研究”的研究目的是尝试鉴定脂肪，教学中可将学生分成几组，各组分别鉴定洋葱根尖、小麦种子、花生种子、大豆种子等不同植物组织。各小组合作鉴定后，以小组为单位在全班内进行汇报交流鉴定方法、过程和结果。“继续探究”是本教材的一个重要学习栏目，可引导学生先认真设计好实验的方案，并给予必要的指导，教师应开放实验室，以便学生进行探究，并参与讨论分析。
教学重点
1.细胞中四种生物大分子的种类、结构和功能。
2.鉴定生物细胞中的糖类、脂肪、蛋白质实验。
3.生物大分子的基本骨架。
教学难点
1.鉴定生物细胞中的糖类、脂肪、蛋白质的实验。
2.糖类的种类。
3.氨基酸形成蛋白质的过程及蛋白质结构多样性的原因。
4.生物大分子的基本骨架。
教具准备
“鉴定生物组织中的糖类”“鉴定脂肪”“鉴定蛋白质”等实验器材、氨基酸形成蛋白质过程及蛋白质结构多样性的多媒体课件,淀粉、蛋白质、脂肪、DNA分子结构示意图等。
课时安排
5课时
三维目标
1.概述糖类的种类和功能。
2.举例说出脂质的种类和功能。
3.概述蛋白质的结构和功能。
4.简述核酸的结构和功能。
5.说明生物大分子以碳链为骨架。
6.能正确使用有关的实验器具，鉴定生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
7.尝试鉴定生物组织中的糖类,理解对照实验的设计方法，学习使用对比分析的方法。
8.通过“洋葱根尖细胞中含有脂肪吗”的课题研究及继续探究食品中的营养成分活动，发展学生的科学探究能力，并学会与他人合作与交流。
9.通过对四种生物大分子的比较，培养学生类比、归纳的能力。
10.通过学习细胞中的四种生物大分子，让学生认同生命的物质性，树立辩正唯物主义自然观，形成科学的世界观。
11.通过对蛋白质结构和功能的分析，使学生理解物质的结构与功能相统一的观点。
12.通过鉴定实验，认识生物科学的价值，激发学生学习生物科学的兴趣。
13.结合我国利用太空条件进行蛋白质结晶研究等成就，激发学生的爱国情感。
第1课时 糖类的种类和功能
教学过程
导入新课
教师利用多媒体呈现小麦、花生、大豆种子，以及面粉、花生油、豆制品。
师
结合刚才观察到的内容，联系自己的生活经验，请思考细胞中除了含有水和无机盐等无机分子外，还含有哪些生物大分子物质？
生
淀粉、脂肪、蛋白质……
推进新课
板 书：一、糖类的种类和功能
师
请说出你所知道的糖类名称及其来源？
生甲
蔗糖——甘蔗、甜菜。
生乙
淀粉——小麦。
生丙
乳糖——动物乳汁。
……
学生活动：阅读教材P17～P18糖类的种类和功能，思考糖类物质可分为哪几类？
教师活动：投影显示下列表格后，组织学生讨论有关内容。
师
糖类包括哪几类？它们主要分布在哪里？
生
糖类共分三类，单糖包括核糖、脱氧核糖和葡萄糖等；二糖包括麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖等；多糖包括淀粉、纤维素和糖元等。
教师活动：利用投影显示葡萄糖、麦芽糖和淀粉的分子式，并指明一分子淀粉水解可生成麦芽糖，再水解生成葡萄糖。它们的关系可表示为：
师
糖类物质的组成元素是哪几种？
生
C、H、O。
教师创设问题情境：低血糖病人常会出现头昏、心慌、四肢无力，甚至昏迷。但病人若及时喝一些浓糖水或注射葡萄糖注射液就能减缓症状。
师
结合教材内容，请思考糖类有什么功能？
学生讨论后师生共同归纳糖类的功能：
（1）是生物体进行生命活动的主要能量来源。
（2）是构成生物体的重要成分，核糖是核糖核酸的组成成分，脱氧核糖是脱氧核糖核酸的组成成分，纤维素是植物细胞壁的主要成分。
（3）糖蛋白质参与细胞识别、细胞间物质运输和免疫等生命活动。
含元素
种 类
分 布
生理功能
C H O
单糖
五碳糖
核糖
主要在细胞质
主要能量来源； 细胞组成成分等
脱氧核糖
主要在细胞核
葡萄糖
主要在细胞质
二糖
麦芽糖、蔗糖、纤维二糖
植物细胞
乳糖
动物细胞
多糖
淀粉、纤维素
植物细胞
糖元
动物细胞
师
单糖、麦芽糖、乳糖等都是还原性糖，淀粉、蔗糖是非还原糖，还原糖与斐林试剂反应可产生砖红色物质，淀粉在淀粉酶作用下水解成麦芽糖，麦芽糖可与斐林试剂反应，呈现砖红色，而淀粉、蔗糖与斐林试剂无砖红色反应。因此，在实验中常用斐林试剂来检测还原糖。
在“边做边学——鉴定生物组织中的糖类”之前，教师可先引导学生回顾初中生物所学的唾液提取的方法，并演示：用凉开水漱口后，略微张开口，舌头抵在下颔门齿的下方，约3分钟，将下唇搁在一个洁净的烧杯口上，唾液就会沿下唇流入杯中。
教师可把学生按二人一组，并指导每组学生，按照实验的方法步骤，分工合作，一人取试管编号，提取唾液，另一人同时称取蔗糖和淀粉，配制蔗糖溶液和淀粉溶液，严格规范地做好实验的探究。完成鉴定实验后，教师可设计有关问题，引导学生讨论，从而使学生能对实验的原理、方法有更深刻的理解。可让学生讨论：
（1）在蔗糖和淀粉溶液中，滴加碘液后，分别出现什么颜色反应？是否可取消蔗糖这一组实验？
（2）若利用斐林试剂鉴定苹果汁或橙汁中是否含有还原糖，哪个实验现象更明显？为什么？
师生共同讨论分析：
（1）淀粉遇碘液产生蓝紫色反应，而蔗糖遇碘液不产生蓝紫色，设置蔗糖与碘液实验的作用是作对照，不可取消。
（2）用苹果汁更明显，苹果汁颜色浅，而橙汁颜色深，不便于观察实验现象。
课堂小结
本节课主要学习了糖类的种类和生理功能，重点要分清糖类的种类，理解糖类的生理功能，掌握糖类鉴定的方法。
板书设计
第二节 细胞中的生物大分子
一、糖类的种类和功能
1．
2．
3．鉴定生物组织中的糖类
淀粉+碘液蓝紫色
还原糖+斐林试剂砖红色沉淀第3课时 蛋白质（一）
教学过程
导入新课
教师利用多媒体显示劣质婴幼儿奶粉导致“大头儿”的图片资料，指出劣质婴幼儿奶粉对婴幼儿健康的危害及其原因。
师
哪些常见食品中富含蛋白质？
生
大豆制品如豆浆、豆腐等；奶制品如牛奶、奶粉、酸奶等，还有肉、蛋、鱼等等。
师
如何鉴定市场上销售的一些食品如奶粉是否含有蛋白质呢？
推进新课
板 书：三、蛋白质的结构与功能(一)鉴定蛋白质
师
鉴定蛋白质的原理是在双缩脲试剂中的NaOH溶液形成的碱性条件下，蛋白质分子中的肽键与CuSO4产生紫色的颜色反应。根据这种颜色反应，可以鉴定生物组织中蛋白质的存在。
教师活动：将学生按4人一组，分成若干小组，分别鉴定鸡卵清蛋白、牛奶、豆浆、市售婴儿食用奶粉。
方法引导
1.利用多媒体演示利用大豆制备大豆组织研磨液的过程。
2.教师演示制备鸡卵蛋白稀释液的方法：取一个鸡蛋，用镊子在一端敲碎一小块蛋壳，用吸管从蛋壳的碎孔处吸取0.5
mL蛋白液滴入烧杯中。向小烧杯中加入5
mL水，搅拌均匀，加以稀释。并指出制备稀释液的原因：蛋白液稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上，使反应不易彻底，并且试管也不易刷洗干净。
学生实验：
（1）取2支洁净试管编号A、B备用。
（2）分别配制0.1
g/mL的NaOH溶液和0.01
g/mL的CuSO4溶液，在试剂瓶上标明试剂名称备用。
（3）根据自己选择鉴定材料制备相应的稀释液，各取3
mL加入A、B试管中。
（4）向A试管中加入2
mL
NaOH溶液，轻轻振荡试管，摇匀。观察试管中颜色变化。
（5）再向A试管中加入3～4滴CuSO4溶液，轻轻振荡试管，摇匀。观察试管中颜色变化。
学生讨论交流：
（1）你鉴定得到的现象是什么？
（2）为什么要设置B组实验？
（3）双缩脲试剂与斐林试剂都由NaOH和CuSO4组成，两者有什么不同？
教师适当提示：从溶液浓度、原理和使用方法等几方面进行比较。
（1）（略）
（2）作为对照作用。
（3）不同点主要有以下几方面：
①溶液浓度不同
斐林试剂由质量浓度为0.1
g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05
g/mL的CuSO4溶液配制而成，双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1
g/mL的NaOH溶液与质量浓度为0.01
g/mL的CuSO4溶液。
②使用原理不同
斐林试剂实质是新配制的一定浓度的Cu(OH)2溶液，在加热条件下，与葡萄糖（可溶性还原糖）能够生成砖红色的Cu2O沉淀，而葡萄糖本身氧化成葡萄糖酸；双缩脲试剂实质是在碱性环境下的Cu2+与双缩脲作用，形成紫色的络合物。
③使用方法不同
使用斐林试剂时，先把NaOH溶液和CuSO4溶液混合，立即使用。双缩脲试剂使用时，先加NaOH溶液，然后加入CuSO4溶液。
师
蛋白质是人体必需的营养物质，那么人体内各种蛋白质是不是从食物中直接获得的呢？
生
食物中蛋白质要经过消化分解成氨基酸，这些氨基酸吸收进入细胞后再重新合成蛋白质，人体的蛋白质与食物中的蛋白质是不一样的。
师
组成蛋白质的基本组成单位是什么？
生
氨基酸。
教师利用投影显示20种氨基酸名称。
课堂小结
利用多媒体显示丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸、半胱氨酸种氨基酸的结构式，启发学生观察四种氨基酸的结构式，比较四种氨基酸的结构式有什么共同特点，有什么不同点？
学生讨论归纳：
共同点:每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，至少有一个氨基和一个羧基连接着同一个碳原子，这个碳原子还与一个氢原子相连。
不同点：不同氨基酸分子具有不同的R基。
师
谷氨酸含两个—COOH，赖氨酸含两个—NH2。
学生活动：归纳写出氨基酸的结构通式。
板书设计
三、蛋白质的结构和功能
1.蛋白质鉴定：双缩脲试剂+蛋白质紫色反应
2.结构：基本单位——氨基酸第2课时 脂质的种类和功能
教学过程
导入新课
教师展示学生熟悉的菜籽油，引导学生观察其颜色并讨论：
（1）菜籽油主要属于什么化学成分？
（2）菜籽油是从什么材料中提取的？
推进新课
板 书：二、脂质的种类和功能
课题研究
洋葱根尖细胞中含有脂肪吗？
教师指导学生设计一个较完整的实验设计方案，一般应包括以下内容：
（1）实验题目：例如水稻种子胚乳细胞中有脂肪吗？
（2）实验假设：例如水稻种子胚乳细胞中含有脂肪。
（3）预期
（4）设计与实验:根据实验目的和提出的假设具体设计实验的方法步骤。
（5）观察和收集数据
（6）实验结果分析
（7）推论
（8）交流
方法引导
（1）教师演示制备花生种子的徒手切片的方法。
（2）教师演示利用花生种子切片进行鉴定脂肪的操作过程。
教师指导：把学生按四人一小组分成若干小组,分别去鉴定洋葱根尖、小麦种子、花生种子、大豆种子是否含有脂肪。要求学生结合课本内容讨论设计出实验方案,再进行实验。
学生设计实验方案：教师巡回指导。
学生设计实验方案交流：根据鉴定对象分别选1～2个方案进行交流讨论,完善实验设计方案,并将优化后的方案利用投影展示。
学生实验：教师注意指导，提醒学生安全使用实验试剂。
学生实验情况交流：按照实验研究的对象,在全班范围内分别交流各组实验获得的体会及观察到的现象，得出的结论。
学生阅读教材P19～P20思考讨论：
（1）生物体内除了含有脂肪外还含有哪些种类的脂质？
（2）脂质的主要组成元素有哪些？
（3）各种脂质分别有什么功能？
教师活动:利用多媒体展示甘油三酯、磷脂、胆固醇的分子结构图形。
学生讨论回答上述问题：
（1）生物体内含有脂肪、类脂、固醇三类脂质。
（2）C、H、O三种元素。
（3）脂肪是细胞内储存能量的物质,类脂中磷脂是构成生物膜的重要组成物质,固醇类与细胞营养、调节和代谢有重要功能。
教师活动：投影显示脂肪、葡萄糖、淀粉、纤维素的分子式。
师
脂肪与葡萄糖、淀粉、纤维素的元素组成有什么相同点和不同点？
生
相同点是组成元素都是C、H、O，不同点是脂肪分子中含O原子比例很少，含C、H比例很高，而葡萄糖、淀粉、纤维素分子中含O原子比例相对较高，含C、H比例相对较低。
师
由于脂肪分子中含O原子比例很少，含C、H比例很高，而葡萄糖、淀粉、纤维素等糖类物质中含O原子比例相对较高，含C、H比例相对较低。因此，等量的脂肪与糖类都氧化分解时，脂肪需消耗的氧气较多，释放的能量也多，而糖类氧化分解时，消耗的氧气较少，释放的能量也较少。1
g脂肪在体内储存所占的体积是1
g糖元体积的五分之一。所以，脂肪是生物体细胞内储存能量的物质。
课堂小结
（1）胆固醇是人体必需的化合物，可由食物中来，也可由人体内合成。生物体内胆固醇有的以游离形式存在，也有的与脂肪酸结合形式存在。胆固醇具有不导电的性质，因此是传导、产生冲动的神经结构的良好绝缘物。它还参与血浆脂蛋白合成；参与脂肪代谢等。但若含量过多，则易在血管中沉积，引起高血压、心脏病。
（2）性激素包括雄性激素和雌性激素，它能促进雌雄生殖器官的成熟，激发并维持第二性征。
（3）维生素D是一种脂溶性物质，在人体内可促进人体对钙、磷的吸收；在紫外线的作用下人体皮肤中的胆固醇可以转化成维生素D，所以，多晒太阳可以预防佝偻病。
板书设计
二、脂质的种类和功能
1.元素组成：C、H、O
脂肪——储存能量
2.第4课时 蛋白质（二）
教学过程
导入新课
师
（1）鉴定蛋白质的原理是什么？
（蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应）
（2）蛋白质的基本组成单位是什么？写出其结构通式。
师
氨基酸是小分子物质，它是如何形成生物大分子蛋白质的呢？
推进新课
教师活动：利用多媒体动画演示两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽的过程，并特别显示肽键（—NH—CO—），同时指出：由两个氨基酸分子脱水缩合形成的物质叫二肽。
生
形成二肽过程中脱去的一个水分子中H原子是来自哪个氨基酸？O原子来自哪个氨基酸？
（脱去的水分子中H原子来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基；O原子来自一个氨基酸分子的羧基）
教师活动：演示3个氨基酸脱水缩合形成三肽的过程。
生
（1）由三个氨基酸脱水缩合形成的物质叫什么？
（2）形成三肽时脱去几分子水？三肽中含有氨基和羧基各几个？
（脱去2分子水，形成两个肽键，至少含有1个氨基和1个羧基）
师
若有n个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，平均每个氨基酸分子的相对分子质量是a，则脱去水分子多少？形成几个肽键？形成的肽链中至少含有氨基和羧基各多少个？形成的多肽链的相对分子质量是多少？
生
脱去水分子：n-1；形成肽键：n-1；肽链中至少含有氨基和羧基各一个；形成多肽链的相对分子质量为an-18(n-1)。
教师活动：投影显示胰岛素分子的结构图，并说明胰岛素是由51个氨基酸脱水缩合形成，含有两条肽链。启发学生思考胰岛素分子合成时形成的肽键数、脱去水分子数和分子中含有的氨基和羧基数？
（形成49个肽键，脱去水分子49个，分子中含有的氨基和羧基数至少各2个）
师
（1）若一个蛋白质分子中由n个氨基酸脱水缩合形成，含有m条肽链，氨基酸的平均相对分子质量为a，则形成蛋白质过程中脱去水分子是多少？该蛋白质分子中含有肽键多少个？至少含氨基和羧基各是多少？该蛋白质相对分子质量是多少？
（2）血红蛋白是人体红细胞中的主要成分，它由574个氨基酸形成，共含有4条肽链，那么一个血红蛋白分子含肽键多少？至少含有氨基和羧基多少？
生
(1)脱去水分子n-m个，含肽键n-m个，至少含有氨基和羧基各m个，蛋白质相对分子质量是na-18(n-m)。
(2)含有570个肽键，至少分别含有4个氨基和羧基。
课件展示：
氨基酸数、肽键数、失去水分子数及蛋白质的相对分子质量关系表：
肽链数
氨基酸平均相对分子质量
氨基酸数
肽键数
脱去水分子数
蛋白质相对分子质量
羧基数
氨基数
一条肽链
a
n
n-1
n-1
na-18(n-1)
至少1个
至少1个
m条肽链
a
n
n-1
n-m
na-18(n-m)
至少m个
至少m个
课件展示：
名 称
氨基酸数量
1.催产素
9
2.牛加压素
9
3.血管舒缓素
9
4.平滑肌舒张素
10
5.猪促黑色素细胞激素
13
6.人促黑色素细胞激素
22
生
(1)上表中1～3这三种多肽所含氨基酸数相同，为什么其生理功能不相同？
（构成这三种多肽的氨基酸种类和排列顺序不同。因此其结构不同，功能也不相同）
(2)上表中3与4，5与6的功能相似，但具有专一性，主要原因是什么？
（组成的氨基酸数目、种类和排列顺序不同，功能也不同）
生
假如有1
000个氨基酸形成的具有一条肽链的蛋白质分子，从理论上说可因氨基酸种类、排列顺序的不同而有多少种？这体现了蛋白质分子具有什么特点？
（201
000种，体现了蛋白质分子的多样性）
教师活动：展示胰岛素分子立体结构图，以显示其具有特殊的空间结构，并指出蛋白质具有特定的空间结构，这与其功能有密切关系。
生
蛋白质的空间结构能保持不变吗？举例说明。
（蛋白质的空间结构会随着环境条件的改变而改变。如煮鸡蛋、烫发等过程中，就是因高温破坏蛋白质空间结构而使蛋白质变性失活）
教师引导学生归纳蛋白质分子结构层次表：
课件展示：
因为组成蛋白质的氨基酸的数量、种类、排列顺序的不同，以及蛋白质的肽链数目和空间结构的不同，使蛋白质分子结构具有多样性，不同蛋白质分子结构不同，其具有的功能也不同。蛋白质分子结构与其相应的功能是统一的。
学生活动：学生阅读教材P21表23，举例说明蛋白质具有的功能。
生甲
肌肉主要是蛋白质。
生乙
血液红细胞中的血红蛋白具有运输O2的作用。
生丙
胰岛素可用来治疗糖尿病。
……
课堂小结
蛋白质的功能：
（1）催化作用，如酶；
（2）运输作用，如红细胞中的血红蛋白；
（3）收缩运动作用，如肌肉中的蛋白质；
（4）有机体结构成分，如组成细胞的蛋白质；
（5）免疫作用，如抗体；
（6）调控作用，如胰岛素。
板书设计第5课时 核酸的结构与功能、生物大分子的骨架
教学过程
导入新课
利用多媒体展示某一刑事案件背景，警察从犯罪现场发现了非受害人的一根头发，运用现代生物技术手段——DNA指纹法，很快找到了犯罪嫌疑人，并破获案件。
师
人的细胞中含有DNA，而每个人的DNA都不完全相同，因此，通过分子生物学方法显示出来的人的DNA模样就会因人而异，人们就可以像指纹那样分辨人与人的不同了，这也就是DNA指纹一词的由来。
生
（1）为什么利用DNA可以提供犯罪嫌疑人的信息？
（2）DNA鉴定技术还可以在哪些方面应用？
师生共同讨论：
（1）DNA是人的遗传物质，每个人的DNA都有所不同，因此，从犯罪现场发现的头发、血液等，都能提取到DNA，从而能提供犯罪嫌疑人的信息。
（2）DNA鉴定技术还可应用在亲子鉴定、一些灾难事故中遗体的鉴定等。如在印度洋海啸中我国就派出了DNA鉴定专家组支援有关国家的灾后救援工作。
推进新课
板 书：四、核酸的结构与功能
师
核酸是细胞中的一类重要生物大分子，它可以分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两类。那么核酸是由什么物质组成的呢？化学上常运用降解法研究物质的组成，人们研究发现核酸的降解产物是核苷酸，将核苷酸进一步降解可生成一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸。
生
（1）酸的基本结构单位是什么？
（2）画出组成核酸的基本结构单位的三种小分子物质连接示意图。
（3）组成核酸的基本元素有哪几种？
生
（1）核苷酸
（2）（学生板演）
（3）C、H、O、N、P
教师利用投影显示DNA分子的化学组成和RNA分子异同表。
师
DNA分子和RNA分子的化学组成有什么相同之处？有哪些主要的不同之处？
生
相同之处是组成核苷酸的磷酸相同，有三种碱基相同；主要不同之处在于：含有的五碳糖和一个碱基不同，DNA含有脱氧核糖而RNA含有核糖，DNA含有胸腺嘧啶而RNA中含有尿嘧啶。
学生活动：阅读教材P22事实1，讨论如何判断某样品核酸是DNA还是RNA？
生
测定样品核酸中碱基数目，若核酸中腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等则为DNA，若不含胸腺嘧啶，而含有尿嘧啶则为RNA。
学生活动：阅读教材P22最后一段。
师
（1）DNA与RNA在细胞中分布有什么区别？
（2）不同生物的遗传物质是否相同？
（3）遗传物质有什么功能？
生
（1）DNA主要分布在细胞核内，RNA主要分布在细胞质内。
（2）绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒只含RNA，遗传物质是RNA。
（3）遗传功能是遗传信息的载体。
板 书：五、生物大分子的基本骨架——碳链
教师活动：利用多媒体演示淀粉、脂肪、蛋白质、DNA分子结构示意图。
师
（1）四种生物大分子的基本组成元素有什么异同点？
（2）组成四种生物大分子的基本组成单位是否相同？
（3）四种生物大分子在结构上有的呈链状、分字、分支状或环状结构，形成这些结构主要依靠哪种元素？
生
（1）相同点是都有C、H、O三种元素，不同点是蛋白质还含有N等元素，核酸还含有N、P等元素。
（2）基本组成单位不同。
（3）主要依靠C原子。
师
C元素是组成生物体的主要元素之一，C原子含有6个质子、6个中子和6个电子。C原子可与多种原子结合，主要与C、H、O、N、S等结合。C与C之间结合形成不同长度的碳链，构成了有机物的基本骨架。
课堂小结
板书设计
四、核酸的结构与功能
五、生物大分子的基本骨架——碳链
活动与探究
探究题目：尝试鉴定生物组织中的糖类、蛋白质和脂肪。
材料用具：
1.实验材料：苹果或梨，马铃薯，花生种子，豆浆或其他自选材料。
2.仪器：双面刀片，试管（最好用刻度试管），试管架，试管夹，大小烧杯，小量筒，滴管，酒精灯，三脚架，石棉网，火柴，载玻片，盖玻片，毛笔，吸水纸，显微镜。
3.试剂：斐林试剂（甲液：质量浓度为0.1
g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05
g/mL的CuSO4溶液），苏丹Ⅲ染液，双缩脲试剂（A液：质量浓度为0.1
g/mL的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01
g/ml的CuSO4溶液），体积分数为50%的酒精溶液，碘液，蒸馏水。
方法步骤:
1.实验材料、仪器和试剂的选择。学生每3人一小组，每小组从实验材料中选择其中一两种，预测其中含有哪些有机化合物，再选择所需要的仪器和试剂。
2.设计记录表格，记录预测结果，然后按照实验步骤进行检测，用“+”或“-”记录实测结果。
还原糖
淀粉
脂肪
蛋白质
对应表格内先填上预测结果，实验后再填上实测结果。
3.检测的方法步骤
（1）还原糖的检测和观察
①向试管内注入2
mL待测组织样液。
②向试管内注入1
mL斐林试剂（甲乙液等量混合均匀后再注入）。
③将试管放入盛有50～65
℃温水的大烧杯中加热约2
min。
④观察试管中出现的颜色变化。
（2）淀粉的检测和观察
①用试管取2
mL待测组织样液。
②向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。
（3）脂肪的检测和观察
方法一：向待测组织液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，观察样液被染色的情况。
方法二：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况（以花生为例）。
取材：取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮。
切片：用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。
制片：从培养皿中选取最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央；在花生子叶薄片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3
min；用吸水纸吸去染液，再滴加1～2滴体积分数为50%的酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。
观察：在低倍显微镜下找到花生子叶的最薄处，移到视野中央，将影像调节清楚；换高倍镜观察，视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见。
（4）蛋白质的检测和观察
①向试管内注入待测组织样液2
mL。
②向试管内注入双缩脲试剂A液1
mL，摇匀。
③向试管内注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀。
④观察组织样液颜色变化。
结果与交流：
以小组为单位组织全班同学交流探究结果，可设置下列讨论问题：
(1)小组所得到的实验结果是什么？与预测是否一致？
(2)全班共检测了哪几种生物材料？它们含有的有机物种类一样吗？
习题详解
1.解析：斐林试剂与还原糖反应，可产生砖红色的沉淀。
答案：C
2.解析：蛋白质在碱性环境中，能与低浓度的CuSO4溶液产生紫色反应。
答案：B
3.解析：核苷酸是核酸的基本组成单位,不储备遗传信息。
答案：B
4.解析：葡萄糖既可参与形成麦芽糖、蔗糖、乳糖等二糖，又能形成淀粉、纤维素和糖元等多糖。淀粉和纤维素是植物特有的多糖，糖元是动物所具有的多糖。
答案：A
5.解析：核酸水解终产物中含有五碳糖，胰岛素是蛋白质，水解产物是氨基酸，纤维素和淀粉是糖类。
答案：B
6.解析：蔗糖水解后生成葡萄糖和果糖。
答案：D
7.解析：该分子为有机小分子物质——丙氨酸，C与H、O、N原子之间，N与H之间，O与H之间都以共价键相连。
答案：（略）
8.解析：人体内遗传物质是DNA，它的基本单位是4种脱氧核苷酸，脱氧核苷酸又是由4种含氮碱基、脱氧核糖和磷酸组成。
答案：D
9.解析：蚕丝是由桑蚕所分泌的蛋白质。
答案：D
10.解析：细胞中主要能源物质是糖类，动物细胞中的多糖是糖元，植物细胞中是淀粉，它们又都是由葡萄糖组成。细胞中储能物质是脂肪，它是由甘油和脂肪酸组成。蛋白质是细胞结构和功能的主要物质，它的基本组成单位是氨基酸。核酸是细胞中一类重要生物大分子，绝大多数生物遗传物质是DNA，少数病毒的遗传信息储存在RNA中，核酸的基本组成单位是核苷酸。
答案：（1）葡萄糖 糖元 淀粉 （2）脂肪 C、H、O
（3）氨基酸
（4）核苷酸 DNA
(5)
生物大分子
E
F
G
H
主要组成元素
C、H、O
C、H、O
C、H、O、N
C、H、O、N、P
成
分
待
测
样
品
PAGE
4第二章 细胞的化学组成
本章规划
在学习了第一章《生物科学和我们》后，让学生深刻体会到生物科学与人类健康等方面的密切关系，激发起学生对生物科学产生强烈的求知欲。从本章开始学习生物学的最基本知识——细胞化学的组成。
1.本章内容组成
本章共分两节，第一节是《细胞中的原子和分子》，第二节是《细胞中的生物大分子》。第一节主要讲述了组成细胞的原子、分子和细胞中的无机分子。第二节主要讲述了生物大分子的基本骨架和糖类、脂质、蛋白质、核酸等生物大分子的种类、结构及其在生命活动中的功能。
2.本章教材地位
自然界中的生物千姿百态，从结构上说，除病毒外生物体是由细胞构成的。细胞是生物体结构和功能的基本单位。要认识细胞，首先要了解细胞这个生命系统的物质组成。通过本章学习，学生不仅能获得关于组成细胞的原子和分子及原子是如何形成分子的知识，认识细胞的化学组成中无机分子和生物大分子的种类、结构和功能，同时也使学生在实验操作、科学探究、搜集信息、处理信息等方面的能力得到一定程度的训练和提高。这些知识和能力都为学生进一步学习后续章节内容打下扎实的基础。
本章内容是生物学的最基本知识，因此，本章内容与后续各章节有密切联系，是学好后续各模块各章节的基础。“分子与细胞”模块中第三章《细胞的结构和功能》、第四章《光合作用和细胞呼吸》、第五章《细胞增殖、分化、衰老和凋亡》都与本章知识有密切联系。“遗传和进化”模块中“减数分裂和有性生殖”“遗传的分子基础”等都联系到本章中有关蛋白质、核酸等知识。“稳态与环境”模块中的“生物个体的稳态和调节”“生态系统的稳态”等也都要以本章知识为基础。
3.本章在技能培养及情感、态度与价值观引导方面的作用
本章通过学习组成细胞的原子和分子以及组成细胞的无机分子和生物大分子，让学生从物质组成上认同生命的物质性，更深入地理解生命的本质。通过学习生物体的元素组成、来源，没有一种元素是生物体所特有的，使学生认同生物界在物质组成上的统一性，以及组成生物体物质的特殊性。本章中的“边做边学”栏目，设置了对淀粉、麦芽糖和蛋白质的鉴定活动内容。通过实验、观察等操作活动，培养学生正确使用实验器具进行生物学实验的操作技能，提高学生的生物科学素养。以“尝试鉴定脂肪”的课题研究为载体，不仅让学生学到了知识，更能让学生体验科学探究过程，发展学生科学探究的能力。在每一节后都提出了“继续探究”的内容和建议，或引导学生利用网络、期刊等多种媒体搜集有关生物学信息，或运用实验法探究某生物学知识，这些活动能有效地发展学生的科学探究能力，而且能使学生在情感、态度和价值观方面得到发展。结合“拓展视野”栏目，介绍中国利用太空条件进行蛋白质结晶的研究，合理灌溉等生物科学知识，让学生了解我国生物科技发展状况，激发学生的爱国情感，认同生物科学在社会发展中的价值。
教学重点：
1.组成细胞的原子和分子。
2.水和无机盐的存在形式及生理功能。
3.细胞中四种生物大分子的种类、结构和功能。
4.鉴定生物细胞中的糖类、脂肪、蛋白质实验。
5.生物大分子的基本骨架。
教学难点：
1.细胞的原子及原子形成分子。
2.鉴定生物细胞中的糖类、脂肪、蛋白质的实验。
3.氨基酸形成蛋白质的过程及蛋白质结构多样性的原因。
4.生物大分子的基本骨架。
课时安排：
第一节 细胞中的原子和分子 1课时
第二节 细胞中的生物大分子 5课时
第一节 细胞中的原子和分子
从容说课
本节内容主要包括：组成细胞的原子和分子，细胞中的无机分子两个部分。具体讲述了生物体的组成元素与地球上已发现元素之间的关系，说明组成生物体的化学元素并非生物所独有。接着介绍了原子的构成以及原子是如何形成分子的有关知识。然后，教材介绍了水和无机盐在细胞中的存在形式及其在生命活动中的重要意义。
原子是物质的基本单元，分子是由原子构成的。因此，原子的结构以及原子形成分子的知识，是学生进一步学习细胞中生物大分子的基础，也是学习后续各章节、模块的知识基础。
本节教材前一部分关于组成细胞的原子和分子知识是后一部分学习细胞中的无机分子的知识基础，所以组成细胞的原子和分子是本节的重点之一，虽然学生有一定的原子、分子的化学知识，但原子的结构、离子键、共价键、氢键等知识是十分抽象的，学生摸不着看不见，缺少感性认识作基础。这无疑增加了学生学习的困难。因此，可以用多媒体动画形象直观地模拟原子的结构以及离子键、共价键、氢键的形成过程，这对于帮助学生理解原子的结构以及原子形成分子的知识十分重要，从而有效地突破这个难点知识的教学。
水和无机盐的知识是本节教学的另一个重点。教学中可采取自主学习的形式，设计有关的讨论思考题让学生阅读有关细胞中水和无机盐的内容。从含量、存在形式和其在生命活动中的功能几方面自主地获得有关知识。教学中教师应注意与生活实际相联系，利用收集的生动丰富的素材，运用大量的事实，使学生对水、无机盐的功能获得深刻理解，这对学生后续学习细胞结构、代谢、调节、稳态等知识都有重要意义。
本节教材中共设置了1个“积极思维”、1个“继续探究”和1个“拓展视野”学习栏目。围绕“原子是怎样形成分子的”的积极思维活动，是新教材力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动积极地去学习。教学中教师应引导学生认真阅读有关的事实，并辅以多媒体动画演示原子之间十分抽象的各种化学键的形成过程，创设讨论问题，让学生在讨论中合作学习，不断修正、提高、完善自己的认识和理解，真正实现自主性学习。结合教学内容，建议学生就Fe、Mn、Cu、Zn、Mo等微量元素和人体健康关系进行“继续探究”，是本教材的一个特色。教学中可指导学生以分组合作形式进行探究活动，从不同媒体渠道去收集有关资料，并进行知识整理、交流。这个学习栏目正体现了新课程所倡导的探究性学习的理念。
教学重点
1.组成细胞的原子和分子。
2.水和无机盐的存在形式及生理功能。
教学难点
细胞的原子及原子形成分子。
教具准备
青蛙胚发育过程的影像资料、地壳与生物细胞元素组成比较表、人体元素组成图表、原子结构及原子形成分子的Flash动画、水黾水面运动的影像资料、水分子间形成氢键的动画等。
课时安排
1课时
三维目标
1.举例说出构成细胞的原子和分子。
2.举例说出细胞中无机分子的功能。
3.通过“原子是怎样形成分子的”积极思维活动，培养学生的观察能力、图文信息分析归纳的思维能力。
4.通过利用网络或期刊等媒体收集细胞中某些微量元素和人体健康关系的资料的继续探究活动，培养学生利用多种媒体进行搜集生物学信息的方法。
5.通过学习细胞中原子和分子组成，深刻理解生命的本质，认同生命的物质性。
6.通过生物体组成元素与地壳的组成元素比较，认识生物界在物质组成上的统一性。
教学过程
导入新课
教师利用多媒体展示青蛙从一个受精卵开始经过细胞分裂、分化逐渐发育成一个蝌蚪的过程。教师结合上述情境指出，蝌蚪和绝大多数生物一样，都是由细胞组成的，细胞是组成生物体结构和功能的基本单位。细胞之所以能作为生物体结构和功能的基本单位，这与细胞的化学组成有密切关系，研究细胞的化学组成，首先从组成细胞中的原子和分子开始。
推进新课
板 书：一、细胞的原子和分子
教师呈现问题情境：利用多媒体呈现农民在玉米田间劳动情景。
师
人和玉米分别含有哪些元素？判断的依据是什么？
（教师可启发学生从人和玉米所含物质、生长所需营养等角度去分析判断）
生甲
人和玉米都含有H、O，因为两者都含有水。
生乙
都含有C、O，因为两者都进行呼吸，产生二氧化碳。
生丙
都含有N，因为玉米生长需消耗大量尿素等化肥，人吃玉米。
……
(教师应注意组织好学生讨论，科学合理的说法都应积极肯定)
师
根据科学家的研究，人和玉米是由多种化学元素组成。（出示玉米和人体化学元素的对比表投影片）
玉米和人体的化学元素组成（质量分数/%）
元素
玉米
人体
元素
玉米
人体
O
44.43
14.62
Si
1.17
0.005
C
43.57
55.99
Cl
0.14
0.47
H
6.24
7.46
Al
0.11
-
N
1.46
9.33
Fe
0.08
0.012
K
0.92
1.09
Mn
0.004
-
Ca
0.23
4.67
Na
-
0.47
P
0.20
3.11
Zn
-
0.01
Mg
0.18
0.16
Rb
-
0.005
S
0.17
0.78
生
从玉米和人体化学元素的对比表可得到什么结论？
师
（1）组成生物体的化学元素大体相同。
（2）在相同生物体内，各种化学元素的含量相差很大。
师
人和玉米的化学元素组成中，实际上除了表中所列9种元素外，还有Si、Cl、Al、Fe、Na、Zn……据统计，在生物体细胞内至少可以找到62种元素。地球上天然存在的元素有90多种。（出示地壳和生物细胞元素组成比较表）
师
从地壳和生物细胞元素组成比较表中可以说明什么？
生
组成生物体的化学元素中，没有一种是生物所特有的，说明了生物界与非生物界的统一性。
学生活动：阅读教材P12表2-1一项关于“硒与克山病相关性”研究的记录表。
师
克山病是一种原因不明，以心肌细胞变性、坏死为主要疼痛特征的地方性心肌病，1935年首先发生于黑龙江省克山县，故名克山病。该病病因至今不明，经过几代人大量研究，目前病因研究主要集中到生物地球化学病因及生物病因两大方面。
师
（1）从表中可得到什么结论？
（2）硒在无机自然界是否存在？
生
（1）表中数据说明人体缺硒与克山病有明显关系。
（2）硒是无机自然界中所含有的一种化学元素。
师
组成生物体的各种物质的基本单元是原子，原子的结构是如何构成的呢？（教师利用多媒体呈现H、C、O、Na、Cl这几种原子的结构图）
师
原子是由原子核和外围电子构成，原子核又是由中子和质子构成。每一种元素的原子核中都带有固定数量的质子。
师
观察H、C、O、Na、Cl五种原子结构思考下列问题：
（1）这五种原子中质子数、中子数、电子数分别是多少？
（2）每一种原子的质量数与原子核中质子数和中子数是什么关系？
（3）正常原子从整体上看为什么呈电中性？
学生活动：阅读教材P12相关段落，并观察五种原子结构图后讨论回答。
（1）H、C、O、Na、Cl的质子数分别是1、6、8、11、17,中子数分别是0、6、8、12、20,电子数分别是1、6、8、11、17。
（2）每一种原子的质量数等于其原子核中质子数和中子数之和。
（3）原子核外围绕有电子，每一个电子带一个单位负电荷，而一个质子带有一个单位正电荷，带正电的质子数与核外电子数相等，所以整体上原子呈电中性。
师
原子是怎样形成分子的呢？
学生活动：阅读教材P13提供的事实。
教师创设问题情景：利用多媒体动画展示钠原子和氯原子形成氯化钠分子的过程。
师
氯原子和钠原子之间通过什么键形成氯化钠分子？如何形成？
生
离子键，钠原子失去一个电子成为正离子，氯原子得到一个电子形成负离子，正负离子之间产生静电作用而形成离子键。
教师活动：利用多媒体动画展示氢原子和氧原子形成水分子的过程以及水分子与水分子之间相互作用形成氢键的过程。
师
（1）一个水分子中H和O原子之间通过什么键形成水分子？
（2）水分子之间通过什么键相互作用而连在一起？
生
（1）水分子中H和O之间形成共价键。
（2）水分子之间形成氢键。
师
水分子是由H和O原子组成的。原子一般通过各种化学键的作用形成分子，除了一些稀有气体和单质金属等以单原子状态存在外，分子一般由两个或两个以上原子构成。细胞中的水和无机盐就是由相应的原子所形成的无机分子。
教师提出阅读提纲：
（1）水和无机盐在细胞中含量占多少？
（2）水和无机盐在细胞中分别以什么形式存在？
（3）水和无机盐在细胞生命活动中有什么生理功能？
学生阅读教材P14～P15思考、讨论并回答上述问题：
（1）水分占细胞总质量的60%～90%，无机盐约占细胞总质量的1.5%。
（2）水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在，无机盐常以离子形式存在。
（3）水的生理功能有：水是良好溶剂，运输作用，参与细胞内代谢作用，提供生化反应环境，结合水是细胞结构的重要成分。无机盐的作用：细胞组成成分；参与细胞各种生命活动。
课堂小结
提出讨论问题：
（1）水黾为什么没有下沉？
（2）水面张力如何产生？
学生阅读教材讨论后回答：
（1）水黾依靠水面张力而在水面自由运动不下沉。
（2）水分子之间形成氢键使水面张力增强。
教师活动：利用多媒体演示水分子之间通过氢键结合的过程。
师
举例说明生物体因哪种无机盐过多或缺少而产生什么病症？
生甲
缺钙引起抽搐、软骨病。
生乙
钙盐过多引起肌无力。
生丙
缺铁引起缺铁性贫血。
生丁
缺碘引起地方性甲状腺肿、呆小症。
……
板书设计
第二章 细胞的化学组成
第一节 细胞中的原子和分子
一、组成细胞的原子和分子
二、细胞中的无机分子
活动与探究
探究题目：人体细胞中某些微量元素与人体健康关系
方法与步骤：
（1）全班学生分成若干合作探究小组，每组3～4人，每组设一名召集人。
（2）各小组分工合作，通过网络、报刊、图书、影像资料等多种途径收集有关人体细胞中某些微量元素与人体健康关系的资料并作好记录。
（3）各小组汇总收集到的资料并进行讨论整理，确定一名，将研究结果写成一份研究报告。
结果与交流：
教师组织全班进行交流汇报，各小组汇报研究结果。
习题详解
1.解析：组成细胞的化学元素中Zn、Fe、Cu等含量很少，属于微量元素。
答案：D
2.解析：组成细胞的各种元素都来源于自然界，但同一种化学元素在不同细胞中含量不同，细胞中某种元素的含量是由生命活动的需要决定的。
答案：C
3.解析：原子之间通过化学键形成分子，原子之间通过共用电子对形成的化学键叫共价键
答案：A
4.解析：炎热夏季，植物蒸腾作用加强，失水萎蔫，这部分水是植物体内的自由水。
答案：B
5.解析：I是人体甲状腺激素的组成元素。
答案：B
