人教版高一生物必修一示范教案：第二 章 组成细胞的分子

第2章 组成细胞的分子
●章节规划
本章选取了构成细胞的物质这个最基本的知识，分别介绍这些物质的组成及功能，通过本章节的学习，学生将在微观层面上了解生命的物质性和生物界的物质统一性，活细胞中物质、能量和信息变化的统一，为以后细胞结构与功能的学习打下良好的基础。
本章包括5节，即《细胞中的元素和化合物》《生命活动的主要承担者——蛋白质》《遗传信息的携带者——核酸》《细胞中的糖类和脂质》《细胞中的无机物》，按每节一课时来安排教学。“细胞的分子组成”内容的单元知识点有：细胞的元素组成、细胞的分子组成、水和无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
本章教学的要求是：简述生命元素的类别，说明生物大分子以碳链为骨架；检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。阐明蛋白质是由氨基酸为基本单位组成，是具有一定的结构和功能最复杂的生物大分子，认识蛋白质分子的空间结构对其功能起决定性作用；概述核酸的分子结构和功能；观察DNA、RNA在细胞中的分布。概述糖类的种类和作用，明确糖类既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源；知道脂质具有区别于糖类的特征组分，举例说出脂质的种类和作用；说出细胞内水和无机盐含量、存在形式和生理作用。
本章的知识也是学习其他模块必备的基础。该单元阐述的生命分子的结构和功能，不仅是学习细胞的结构、功能、代谢和繁殖等知识的基础，而且也是学习遗传与进化、稳态与环境等知识的基础。例如，蛋白质和核酸等知识是进一步探讨DNA分子的结构与功能，基因和遗传信息的概念，遗传信息的传递和表达，以及基因的调控等知识的必要前提。蛋白质的结构与功能等知识也是学习激素调节机制的必要前提。此外，生命系统的物质、能量和信息传递等知识是理解生态系统的物质循环、能量流动和信息交流的重要基础。
由于知识点较多且这些物质的结构及组成都是平常不易直接观察到的，所以在学习过程中可运用多种多样的方法来学习。如第1节《细胞中的元素和化合物》的内容可运用比较法来学习，首先比较教材中地壳和细胞中的元素种类，然后比较这些元素的含量，使学生从比较中获得知识。第2节《生命活动的主要承担者——蛋白质》可利用分层认识法学习，遵循元素→氨基酸→多肽→肽链→蛋白质这几个层次来认识，由易到难，由浅入深。第3节《遗传信息的携带者——核酸》可从学生感兴趣的指纹开门引入，来引起学生的兴趣，让学生在好奇中进入学习。第4节《细胞中的糖类和脂质》从生活中的熟悉事例入手，比如从糖尿病、肥胖症入手，认识糖类和脂质在生命中的作用。第5节《细胞中的无机物》这一节内容较为简单，可通过教师拟定提纲。如植物缺水的现象有哪些？足球场上常看到在比赛的末段有运动员抽筋，原因何在？等等，让大家通过讨论的方式来进行学习，并在这个基础上对前几节内容进行总结，明确元素和化合物之间是有机结合的，单一的化合物是不能完成生命活动的。
重视实验教学。通过第一节的实验使学生了解实验的基本原理，如何选取实验材料，如何观察记录实验的现象，为今后的实验打好基础。
第1节 细胞中的元素和化合物
●从容说课
《细胞中的元素和化合物》这一节，首先在节的引言中，明确指出自然界的生物体中的元素是生物有选择地从无机自然界中获得的，没有一种元素是细胞特有的。但细胞与非生物相比，各元素的含量又大不相同。说明生物界与非生物界的统一性和差异性内容。这部分内容较为浅显，但是结论非常重要，对于学生了解生物的物质性具有重要意义。
关于组成生物体的化学元素的内容，一开始就指出组成生物体的化学元素主要有20多种，紧接着以人体细胞为例，将含量较多的化学元素以及各种元素的含量制成图形。通过对图形内容的分析，概括出两点：一是组成人体的基本元素是C、O、H、N；二是组成生物体的各种化学元素，在不同的生物体内，含量相差很大，由此进一步说明了大量元素和微量元素的概念和种类。并且强调指出在大量元素中，C是最基本的元素。
关于组成细胞的化合物，首先说明组成生物体的化学元素进一步组成多种多样的化合物，接着指出组成细胞化合物的种类及各种化合物的质量分数，从而说明它是生物体结构和生命活动的物质基础。
对于构成细胞的有机化合物的种类的认识，从日常生活中都已有这方面的知识，比如知道瘦肉含有蛋白质较多，水果含有较多的糖类等。如何定性地区分这些常见的有机物，可通过实验教学来进行。该实验最主要是要规范实验过程，可通过分组分别来完成一个实验，然后每一组选出一人来介绍该实验的过程以及要注意的事项，学会展示成果及共享成果。
●三维目标
1.知识与技能
（1）知道组成细胞的主要元素；知道为什么碳元素是构成细胞的基本元素。
（2）学会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。
2.过程与方法
（1）通过对C元素的分析，说明有机化合物形成的可能性及必然性，初步培养学生跨学科综合分析问题的能力。
（2）通过对组成细胞中的元素的百分比的分析，通过对不同化合物的质量分数的学习，培养学生理解、思考和分析问题的能力。
3.情感态度与价值观
（1）认同生命的物质性。
（2）认同生物界在物质组成上的统一性。
●教学重点
1.组成细胞的主要元素和化合物。
2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
●教学难点
1.构成细胞的基本元素是碳。
2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
●教具准备
细胞主要元素百分数挂图。
●课时安排
1课时
●教学过程
［课前准备］
教师收集关于地球及生物体细胞中各元素组成的资料，玉米和人体的化学元素组成的材料并制成课件；准备实验材料。学生预习实验，初步了解实验的原理以及实验步骤。
［情境创设］
地球上的环境千变万化，但都是有一定的物质组成，比如地壳表面的水、岩石以及空气，那么这些物质由哪些元素组成呢？生物是生活在一定的环境中，这些生物从环境中获取物质，那么这些生物又由哪些元素组成？
［师生互动］
（一）组成细胞的元素（屏幕展示以下资料）
组成地壳和组成细胞的部分元素含量
元 素
地壳
细胞
O
48.60
65.0
Si
26.30
极少
C
0.087
18.0
N
0.03
3.0
H
0.76
10.0
问：组成生命的细胞和组成地壳的元素有没有什么不同？
答：组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到，没有一种元素是生命特有的。但是元素在细胞中和无机环境中的含量却有区别，说明生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性。
作为生命的基本组成单位——细胞，它可以构成不同的生物体。那么元素在各种细胞中的含量是怎样的？引导学生分析图2－1－1和图2－1－2。
问：组成生物体的化学元素种类有许多，它们的含量是否相同？
答：不相同。
问：人体细胞在干重状态下和鲜重状态下哪种元素含量最大？
答：干重状态下和鲜重状态元素下元素含量最大的分别是C元素和O元素。

图2－1－1 组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）

图2－1－2 组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比）
下面我们以玉米和人体为例，来说明组成生物体的化学元素的种类和含量。（出示玉米和人体化学元素对比表投影片）
玉米与人体的化学元素组成（质量分数/%）
元 素
玉米
人
O
44.43
14.62
C
43.57
55.99
H
6.24
7.46
N
1.46
9.33
Si
1.17
0.005
K
0.92
1.09
Ca
0.23
4.67
P
0.20
3.11
Mg
0.18
0.16
S
0.17
0.78
Cl
0.14
0.47
Zn
—
0.01
Fe
0.08
0.012
问：从表中看，哪一种化学元素是玉米和人体中含量最多的？
答：是C。
问：除此之外，还有哪几种元素含量较多？
答：O、H、N。从表中可以看出C、O、N、H这4种元素在组成生物体的元素中含量最多，所以，C、O、N、H是组成生物体的基本元素。
问：表中只列举了13种元素，那么是不是说玉米和人体内只含有这13种元素呢？
答：不是。
实际上除了表中的13种元素之外，还有Mn等。据统计，在生物体的细胞内至少可以找到62种元素，其中常见的约有29种，重要的有24种。所以，一般情况下可以说组成生物体的化学元素主要有20多种。
问：构成生物体的这些元素的含量有什么特点呢？同学们可以相互讨论一下。
答：有的含量非常多，有的较多，有的很少，差别较大。
正是因为生物体内各种元素含量差别较大，所以可以按照含量的多少把它们分为两大类：一类是大量元素，一类是微量元素。
问：什么是大量元素？
答：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
问：哪些元素属于大量元素？
答：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。
问：什么是微量元素？
答：生物体内含量很少的一些元素。
问：哪些元素属于微量元素？
答：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
问：请同学们讨论一下，既然微量元素在生物体内含量很少，那么，是不是说它们在生物体内可有可无呢？
答：不是。微量元素对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。如碘是甲状腺激素的成分，铁是血红蛋白的成分，锌、硒、钼、铁等是很多酶的成分。
在组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，从初中所学元素周期表中，知道C位于第14族位置，它的原子序数是6，说明一个碳原子核中含有6个质子，核外有6个电子，由于电子排布的不同，在最外层有4个电子，这样，碳原子就具有了4个能够成键的价电子。正是这4个价电子，能够使碳原子之间、碳原子与其他元素的原子之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成4个化学键，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。C是构成生命有机物中最重要的元素。
（二）组成细胞的化合物
讨论：作为生命的细胞是由元素组成的，组成生物体的化学元素在生物体内是以什么形式存在的？比如花生和大豆的应用中有很大的不同，花生可用来榨油，大豆常用来做豆腐说明了什么问题？
说明：教师引导学生分析组成生物体的化学元素在体内以什么形式存在（单质还是化合态），参考课本P17提供的表来分析，总结归纳出构成细胞的化合物。
水：85%～90%
无机盐：1%～1.5%
蛋白质：7%～10%
核酸和糖类：1%～1.5%
脂类：1%～2%
（三）实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
教材中本实验安排为验证性实验,可与讲课同步进行。
本实验难度并不大,但由于内容较多,实验时间较长,因此,必须作周密安排,才能按时完成。实验中应注意以下几点。
1.增设教师演示实验。上课之前,教师应该准备好做演示实验所需的实验材料、用具、仪器和试剂等。同时,逐项完成可溶性糖、脂肪、蛋白质三类有机物的鉴定实验。在实验课上,将三个实验的正确结果分别展示在讲台上,并作扼要的介绍,以便使学生将自己的实验结果与教师的演示实验作比较。
2.实验中学生应分工合作。在“还原糖的鉴定”实验中,当每组2个学生中的1个制备生物组织样液时,另一个学生可以用酒精灯将水煮开,以便缩短实验的等待时间。在“脂肪的鉴定”实验中,1个学生制作临时装片时,另一个学生则可以调试显微镜。另外,在完成前2个实验时,1个学生洗刷试管、清洗玻片和整理显微镜,另一个学生则可以进行后1个实验的操作。
3.鉴定可溶性还原糖的实验,在加热试管中的溶液时,应该用试管夹夹住试管上部,放入盛开水的大烧杯中加热,注意试管底部不要接触烧杯底部,同时试管口不要朝向实验者,以免试管内溶液沸腾时冲出试管,造成烫伤。如果试管内溶液过于沸腾,可以用手上提夹住试管的试管夹。
4.做鉴定糖和蛋白质的实验时,在鉴定之前,可以留出一部分样液,以便与鉴定后的样液的颜色变化作对比,这样可以增强说服力。
5.斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后方可使用,切勿将甲液和乙液分别加入组织样液中。
探究生物组织中的主要化合物
可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定的实验原理、方法、步骤和现象：
知识点
可溶性还原糖
脂 肪
蛋白质
实验原理
与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色）
与双缩脲试剂反应产生紫色物质
实
验
步
骤
样液
制备
选材
含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织，苹果、梨最好
富含脂肪的种子，以花生最好
浸泡1～2 d的黄豆种子（或用豆浆）或用鸡蛋
蛋白
方法
苹果切块→研磨→过滤→滤液
制作花生种子的切片
黄豆浸泡切片→研磨→过滤→ 滤液
鉴定步骤
样液→加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸
切片→染色→漂洗→镜检
组织样液→加双缩脲试剂A→再加双缩脲试剂B→观察颜色变化
实验现象
蓝色→棕色→砖红色沉淀
脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色）
加双缩脲试剂A无明显变化，加双缩脲试剂B后溶液变成紫色
注意事项
1.选材要用含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织
2.斐林试剂不稳定，一般配成甲液（NaOH：0.1 g/mL）乙液（CuSO4：0.05 g /mL）来保存，用时必须将甲、乙两液混合均匀后使用，切勿分别加入组织样液中进行检测
1.切片要尽可能的薄
2.染色后一定要用50%的酒精溶液洗去浮色
3.观察时找最薄处，最好只有1～2层细胞
1.用鸡蛋蛋白时，一定要加以稀释，如果稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管内壁上，使反应不彻底，且试管不易洗干净
2.双缩脲使用时，应先加A造成碱环境，再加B
每组学生从教师提供的材料中选取两种进行鉴定，并记录（如下表）：
还原糖
脂肪
蛋白质
预测
实测
原因
预测
实测
原因
预测
实测
原因
苹果汁
梨汁
马铃薯匀浆
花生
种子
花生种子匀浆
豆浆
鲜肝提取液
交流实验结果：每一组实验选取一个人介绍实验情况，然后分析实验成败的得失。
［教师精讲］
组成生物体的元素和非生命的元素种类没有区别，没有一种化学元素是生物界特有的，从这方面来看生物界和非生物界具有统一性。虽然从元素种类上看具有统一性，但从组成生命的元素的含量上来看是有区别的，组成生命的化学元素在生物体内和在无机环境中的含量相差很大，从这方面看生物界和非生物界具有差异性。
在细胞中，元素主要以化合物的形式存在。组成细胞的基本元素是C元素，它是构成有机物的标志性元素，有机物是生命中最重要的物质。
不同的生物组织中，有机物的含量是不同的，要学会用恰当的方法来检测和区分不同的有机物。
［评价反馈］
1.在植物体内，最基本的化学元素和含量最多的元素分别是
A.C、O B.O、H C.C、H D.H、O
2.做蛋白质鉴定实验时,事先留出一些大豆组织液的目的是
A.与反应物混合的颜色作对比 B.失败后重做
C.鉴定还原糖用 D.为了节约
3.做还原糖的鉴定实验所需的材料最好选用的颜色是
A.白色 B.红色 C.紫色 D.蓝色
4.活细胞中含量最多的化合物是
A.蛋白质 B.糖类 C.脂质 D.水
5.活细胞中含量最多的有机化合物是
A.蛋白质 B.糖类 C.脂质 D.核酸
参考答案：
1.A 2.A 3.A 4.D 5.A
［课堂小结］
本节课比较重要的就是理解生命的物质性——即构成生命的细胞是由元素组成的，而且这些元素在细胞中大多数是以化合物的形式存在。这些化合物的存在可以通过实验来进行验证。可以区分出在组织中是否有糖类、脂质和蛋白质，但是具体是哪种糖类或蛋白质还要通过其他方法才能鉴定。
［布置作业］
P19一、基础题：2，P19二、拓展题：2。
［课后拓展］
根据日常生活中你所用的食谱，分析搭配是否合理？（可查阅有关人体每天需要的物质的资料）
资料：一个体重65千克，从事较轻劳动的成年男子，应该从每天所吃的主副食（粮食500克，肉100克，蛋一个，豆制品50克，蔬菜500克）中获得所需要的75克蛋白质。根据需要与可能，还应该适当地调剂副食，如增加些乳、蛋、肉类、豆制品、花生等提高蛋白质的质和量。充分发挥各种植物蛋白质和动物的“互补作用”，以保证蛋白质的需要。我们选择蛋白质食物，首先应考虑蛋白质含量的多少。如果食物中蛋白质含量很少，即使营养价值很高，也不能满足人体需要。在常用的每100克食物中，肉类含蛋白质10～20克，鱼类含15～20克，全蛋含13～15克，豆类含20～30克，谷类含8～12克，蔬菜、水果含1～2克。
●板书设计
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
大量元素：C、H、O、N、P、S等
微量元素：Fe、Mn、Zn、B、Cu、Mo等
组成细胞的基本元素：C
二、
三、检测生物组织中的常见有机物
●习题详解
一、练习（课本P19）
（一）基础题
1.（1）√ （2）×
2.
3.B
（二）拓展题
1.细胞是有生命的，它可以主动地从环境中获取生命活动需要的元素。这是生物与非生物的区别之一。
2.不能。生命系统内部有严谨有序的结构，不是物质随意堆砌而成的。
二、问题探讨（课本P16）
通过问题探讨知道组成地壳和组成细胞的元素的含量从种类上看有相同性，从质量分数来看有差异性。同为细胞，元素的含量也会有所不同，比如水稻中Ｓi较多，西红柿中Ca含量较多。
三、本节聚焦（课本P16）
1.组成细胞的主要元素是Ｃ、Ｈ、Ｏ、N、Ｓ、Ｐ、Ｋ、Ｃa、Mg等。主要元素是指在细胞中起重要作用的元素，可以是大量元素也可以是微量元素。
2.组成细胞的重要化合物主要有六大类，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸。
3.检测生物组织中的这些物质常常通过某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机物产生特定的颜色反应来进行。生物组织中的糖类可分为还原性糖和非还原性糖。常用还原性糖可和斐林试剂反应生成砖红色沉淀来检验还原性糖的存在。脂肪可和苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅵ染液反应，生成橘黄色物质。蛋白质与双缩脲试剂发生反应生成蓝色物质。
四、思考与讨（课本论P17）
1.有机化合物和无机化合物的区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。当然这不是严格意义上的区别。比如二氧化碳虽然含有碳元素，但它的特性和无机物一样，所以它不是有机物。
2.细胞内最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用，它既可作为生命活动的实施者又可以作为生命活动的调节者；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。
3.植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果实、种子、马铃薯等含淀粉（多糖）较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻、向日葵等种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多，等等。要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。
五、实验（课本P19）
讨论：1.（略）
２.通过交流应该发现只要所用的材料相同、实验条件相同，实验的现象就相同。说明实验是可重复的。
３.通过对检测的生物材料中有机化合物的分析，发现材料中的有机化合物种类、含量都不一样。就是同一种材料中有机物的含量也可能不同。比如苹果中颜色较鲜艳的有机物的含量就比较多。我们选择食物的时候就应该多样化，不要偏食、挑食，以满足人体对各种物质的需要。
第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质
●从容说课
关于蛋白质的结构是本节教学的重点和难点。教师在讲述蛋白质的组成和结构时,可以按照以下教学思路来设计教学过程：通过列举日常生活中我们每天必须摄取的营养物质入手使学生认识到蛋白质的重要性；指出对生物大分子结构的研究,常采取分层认识的方法；对蛋白质的组成和结构的教学,可从元素、基本单位——氨基酸、肽、肽链间的结合和卷曲折叠而成的空间结构等几个层次逐步深入。
在讲述肽时,要注意讲清缩合、肽键、二肽和多肽的概念。要指出每种多肽具有特定的氨基酸种类、数目和排列顺序,这种特点决定着肽的空间结构。为学生理解多肽间的区别和蛋白质的多样性打下基础。
对于蛋白质的空间结构,教师不必详细讲述,可以让学生通过对教材中某种胰岛素空间结构示意图的观察,了解蛋白质具有一定的空间结构就可以了。但是应该对学生指出,蛋白质的生理作用依赖于其自身特定的空间结构。
在讲述蛋白质的功能时,应该注意从列举典型的、易于理解的例子中,概括出蛋白质是构成细胞和生物体的重要结构成分和在生命活动中发挥的重要作用。
另外,在关于蛋白质结构内容的教学中,要充分利用剪贴图、投影片和教材中的示意图,来帮助学生理解动态的、抽象的知识内容。
●三维目标
1.知识与技能
（１）氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。
（２）蛋白质的结构和功能。
2.过程与方法
（１）培养学生跨学科的分析综合能力。
（２）收集资料、分析资料的能力。
3.情感态度与价值观
（１）认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
（２）关注蛋白质研究的新进展。
●教学重点
1.氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。
2.蛋白质的结构和功能。
●教学难点
1.氨基酸形成蛋白质的过程。
2.蛋白质的结构多样性的原因。
●教具准备
肽键形成的动画课件。
●课时安排
1课时
●教学过程
［课前准备］
教师准备几种氨基酸的结构图；学生准备一些食品的成分说明书。
［情境创设］
蛋白质是构成原生质的最重要的物质之一，它在细胞中的含量只比水少，大约占细胞干重的50％以上。（1）它的基本组成是什么呢？（2）蛋白质含量这么大，在生命活动中承担什么作用呢？
［师生互动］
展示说明书，让大家分析问题讨论：蛋白质由哪些化学元素组成？
从蛋白质的化学元素组成上看，它主要是由C、H、O、N 4种元素组成的，很多重要的蛋白质。此外，有些蛋白质还含有Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。
蛋白质的相对分子质量很大，下面可以通过比较得到证明。
投影：
计算下面几种物质的相对分子质量：H2O（水）、H2SO4（硫酸）、C30H4 816O872N280S8Fe4（血红蛋白）
问：蛋白质的相对分子质量比起其他化合物有何特点？
答：它的相对分子质量较大，是高分子化合物。
（课本图示：显示胰岛素结构模型图，帮助学生理解什么是高分子化合物）
讨论：通过胰岛素这种蛋白质分子的结构，同学们可以看出，蛋白质分子这种高分子化合物的结构确实是相当复杂，它是由很多氨基酸组成的，所以氨基酸就是组成蛋白质的基本单位。那么氨基酸的结构又是怎样的呢？下面请同学们写出一个甲烷的结构式。
（一位学生在黑板上写出甲烷结构简式：）
讲述：用一个氨基、一个羧基、一个R基分别取代甲烷中的三个H，就组成蛋白质分子的基本单位氨基酸的结构通式：
（投影：几种氨基酸的结构式）
甘氨酸 丙氨酸 半胱氨酸
问：请同学们观察这几种氨基酸的结构式，它们在结构上有什么相同点和不同点？
答：共同点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个C上；不同点：R基不同）
总结得出：由于R基的不同，构成了氨基酸的种类不同，在生物体中组成的蛋白质的氨基酸约有20种。R基上可以有氨基，也可以有羧基，所以造成了氨基酸在溶液中呈现不同的pH。在人体内有的氨基酸是列有办法在人体细胞内合成的，如赖氨酸、色氨酸等，但是它又是构成蛋白质必不缺少的，所以要对这类没法合成的氨基酸（必需氨基酸）要有一定量的补充，这样才能满足生长发育的需要。
讨论：蛋白质分子作为一种高分子化合物，往往是由很多个氨基酸构成的，那些氨基酸之间是如何连接在一起构成蛋白质分子的呢？
是通过一种叫做脱水缩合的化学反应来完成连接的。（展示动画课件）
（教师以板图形式讲解两个氨基酸之间的脱水缩合反应。并请同学注意肽键是如何形成的，以及把形成的产物叫做二肽的原因）
（教师再以同样的方法，演示三肽化合物的形成）
该过程由学生写出由四个氨基酸通过脱水缩合形成的四肽化合物结构式，并注明生成的水分子数和形成肽键的数目。学生到黑板上演示，如有错误予以纠正。
许多的氨基酸通过肽键相互连接成多肽链，多肽链盘曲折叠构成了蛋白质分子的结构。
师生共同归纳出：
氨基酸肽链（一条或多条）蛋白质
讨论：既然蛋白质都是按照上述方式构成的，那么，为什么会有那么多种类的蛋白质呢？
（投影：血红蛋白的空间结构图）
问：学生对血红蛋白和胰岛素的空间结构进行对比，分析组成这两种蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序是否相同？
答：因为组成每种蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列次序不同。
组成蛋白质的氨基酸数目很多，由于数目、种类、排列顺序不同，会不会形成不同种类的蛋白质。再加上构成蛋白质的肽链的空间结构千差万别，这些都是细胞中的蛋白质种类繁多的原因。
小结：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、数目不相同；
（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。
讨论：根据生物学中结构和功能相适应的原理，蛋白质有多种结构，必然会有多种功能，请大家回忆初中生物学中涉及了蛋白质分子的哪些功能？
〔学生经过讨论可举出如抗体、酶、激素（胰岛素）作用的例子，教师加以归纳，总结出蛋白质的多种功能，即功能的多样性〕
（教师引导学生去看课后的科学史话，使学生了解我国在人工合成蛋白质上取得的成就，增强民族自豪感）
［教师精讲］
蛋白质作为生命活动的主要体现者，它在生命活动中担当无可替代的作用，它的作用主要表现在以下几个方面：
①有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质（结构蛋白）；
②有些蛋白质有催化作用（酶）；
③有些蛋白质有运输作用（载体蛋白）；
④有些蛋白质有调节作用（激素蛋白）；
⑤有些蛋白质有免疫作用（抗体）。
对于生物体来说，蛋白质是必不可少的，这在生物体的各项生命活动中都担当重要的作用，所以可以说一切生命活动都离不开蛋白质，这是生命活动的主要承担者。
［评价反馈］
1.根据下列化学简式回答：
（1）此化合物名称叫__________，生成此化合物的反应叫__________，反应所产生的化学键叫__________。
（2）填写方框内的名称：①__________；②__________；③__________。
（3）每个氨基酸的平均相对分子质量为180,该物质的相对分子质量约为__________。
2.2003年春季发生了非典疫情，讲卫生达到了前所未有的重视。当时灭毒消毒产品供不应求，为了达到灭毒消毒的效果，家中每天把吃过的碗筷等进行蒸煮，你认为这样做的理由是什么？
参考答案：
1.（1）二肽 缩合反应 肽键 （2）氨基 肽键 羧基 （3）342 2.能导致人体生病的微生物的主要成分是蛋白质，高温能让蛋白质变性，失去活性，达到灭菌消毒的功能。
［课堂小结］
元素（C、H、O、N等）氨基酸（约20种）多肽蛋白质（承担各种功能）
［布置作业］
P24一、基础题1、2、3。
［课后拓展］
查资料：当前蛋白质研究的现状，以及研究它的现实意义在哪？
蛋白质的结构
蛋白质结构的近代概念 已有证据证明，蛋白质是由α－氨基酸结合而成，水解后产生α－氨基酸。这种结合是1个氨基酸的氨基与另1个氨基酸的羧基以肽键（即酰胺键）结合成肽链，再由1个或1个以上的肽链按各自特殊的方式组合成为蛋白质分子。随着氨基酸的分子数目、排列次序，以及肽链数目和空间结构的不同，遂形成了不同的蛋白质。
根据长期研究蛋白质结构的结果，已确认蛋白质的结构可分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构 又称初级结构，是指氨基酸如何连接成肽链以及氨基酸在肽链中的排列顺序。在一级结构中，一致公认肽键（—CO—NH—）是主要连接键，而多肽链（由多个氨基酸以肽结合形成的长链）无疑是一级结构的主体。
二级结构 蛋白质的二级结构是指蛋白质分子中多肽链本身的折叠方式。根据已有的实验证明，多肽链的二级结构主要是α－螺旋结构，其次是β－折叠结构，还有β－转角，Ω环和无规则卷曲。在二级结构中有氢键参加以维持其稳定性。
三级结构 蛋白质的三级结构是指螺旋肽链结构盘绕、折叠成复杂的空间结构，包括肽链中一切原子的空间排列方式，即原子在分子中的空间排列和组合的方式。
四级结构 是指蛋白质的亚基（subunit，亦称亚单位）聚合成大分子蛋白质的方式。
●板书设计
第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质
1.含量50%以上（干重）
2.元素组成 主要有元素C、H、O、N等
3.基本组成单位氨基酸，大约20种
结构通式：
4.蛋白质的结构：氨基酸连接方式
5.蛋白质的主要功能（具有多样性）
●习题详解
一、练习（课本P24）
（一）基础题
1.（1）√ （2）√ 2.A 3.B
（二）拓展题
提示：红细胞中的蛋白质和心肌细胞中的蛋白质，其氨基酸的种类、数量和排列顺序以及蛋白质分子的空间结构都不同，它们的功能也不相同。
二、问题探讨（课本P20）
1.富含蛋白质的食品有大豆制品，如豆浆、豆腐、腐竹；奶类制品，如奶粉、酸奶、袋装奶；还有肉、蛋类食品，如烤肉、肉肠、鸡蛋，等等。
2.有些蛋白质是构成细胞和生物体的结构成分，如结构蛋白；有些蛋白质能够调节生命活动，如胰岛素、生长激素；有些蛋白质有催化作用，绝大多数酶都是蛋白质，如胃蛋白酶；有些蛋白质具有运输载体的功能，如红细胞中的血红蛋白；有些蛋白质有免疫功能，如人体内的抗体。
3.因为氨基酸是构成蛋白质的基本单位，在人体内约有20种氨基酸，其中有8种是人体需要而不能自己合成的，必须从外界环境获得，如赖氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等，它们被称为必需氨基酸。所以有些食品中要添加赖氨酸或苯丙氨酸等人体必需的氨基酸。
三、思考与讨论（课本P20）
1.每个氨基酸都有氨基和羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上（又叫中心碳原子）。
2.“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中主要的部分——氨基和羧基。
四、思考与讨论（课本P22）
1.氨基酸→二肽→三肽→多肽，一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋白质。
2.食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入细胞后，重新按照一定的排列顺序缩合形成二肽、三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样，它们之间氨基酸的数目、种类和排列次序都不同。人体的蛋白质有完成人体生命活动的结构和功能。
3.10个氨基酸能够组成2 010条互不相同的长链。氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质空间结构的不同是蛋白质多种多样的原因。
五、旁栏思考题（课本P22）
n个氨基酸形成一条肽链时，脱掉n－1个水分子，形成n－1个肽键。同理，n个氨基酸形成m条肽链时，脱掉n－m个水分子，形成n－m个肽键。
第3节 遗传信息的携带者——核酸
●从容说课
《遗传信息的携带者——核酸》的知识，学生在日常生活中很少有感性的认识，所以教学的直观性非常重要。但是学生对遗传物质会产生强烈的好奇心，我们可以利用这一点，再结合新的科技成果来创设情景，例如课文中的问题探讨：DNA指纹法技术在侦破工作中的用途，来进入新课程的教学。本节虽然提出了遗传信息，但是对遗传信息的深入理解需要在《遗传进化模块》中完成。这一节重点是让学生了解承载遗传信息的物质——核酸。通过实验，观察DNA和RNA在细胞中的分布，让学生在实验中通过试剂的特殊显色反应，感受到遗传物质——核酸的真实存在和分布情况，这样对核酸有一个比较直观的感性认识，从而更好地理解核酸的种类有两种：脱氧核糖核酸（简称DNA）和核糖核酸（简称RNA）。教师在教学中要注意引导学生正确地使用显微镜的方法和关键的实验步骤，引导学生分析问题以及如何得出结论。此实验是本节一个很重要的内容。第二个重点内容是理解核酸是一种生物大分子，它是由核苷酸连接而成的长链。教师可以从学生已有的学习知识入手，从核酸的基本组成元素出发，由元素组成核苷酸，由核苷酸组成核苷酸链，再形成核酸。注意利用课文中两种核苷酸的比较，以区分DNA和RNA的基本组成单位的不同，组成两种核苷酸碱基的不同和所含的五碳糖不同，提高归纳判断能力。
●三维目标
1.知识与技能
（1）说出核酸的种类。
（2）简述核酸的分子结构和功能。
（3）懂得以特定的染色剂染色，观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布。
2.过程与方法
（1）尝试进行自主学习和合作学习。
（2）学会运用比较、归纳等方法分析实验结果。
（3）运用互联网、图书、杂志进行资料的收集和整理。
（4）积极参加社区实践活动，并尝试进行调查报告的写作。
3.情感态度与价值观
（1）参与小组合作与交流，培养学生自主、探究、合作式的学习方式。
（2）认识生物科学的价值，乐于学习生物科学，养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
●教学重点
1.核酸的分子结构和功能。
2.观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布。
●教学难点
观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布。
●教具准备
1.实验材料的准备。
2.学生的探究性学习预习作业：观察DNA和RNA在细胞中的分布。
3.脱氧核苷酸和核糖核苷酸分子组成示意图、脱氧核苷酸长链示意图、DNA与RNA在化学组成上的区别图。
4.实验的多媒体课件。
●课时安排
1课时
●教学过程
［课前准备］
1.实验材料用具：人的口腔上皮细胞或青蛙皮肤细胞、蛙的红细胞、蚕豆叶表皮，洋葱表皮
大烧杯，小烧杯，温度计，滴管，消毒牙签，载玻片，盖玻片，铁架台，石棉网，火柴，酒精灯，吸水纸，显微镜
质量分数为0.9%的NaCl溶液，质量分数为0.8%的盐酸，吡罗红甲基绿染色剂（取A液20 mL,B液80 mL配成染色剂，使用时现配。A液：取吡罗红甲基绿粉1 g，加入100 mL蒸馏水中溶解，放入棕色瓶中备用。B液：取乙酸钠16.4 g,用蒸馏水溶解至1 000 mL。取乙酸12 mL，用蒸馏水稀释至1 000 mL。取稀释的乙酸钠溶液30 mL和乙酸20 mL，加蒸馏水50 mL,配成pH为4.8的溶液），蒸馏水。
2.学生实验人员的分组（一般4人为一个小组），实验的预习作业。
3.调查报告的一般写法资料准备。
［情境创设］
首届国际DNA证据研讨会于2004年11月23日至25日在北京人民警察学院举行。迄今为止，没有任何一项法庭证据鉴别技术像DNA鉴定一样，能够以99.999 9%的精度锁定或排除犯罪嫌疑人。在全国司法系统推广DNA证据鉴定技术，建立全国联网的犯罪现场DNA证据数据库以及重点监控人群DNA数据库，对于大幅提高破案率、缩短结案时间，震慑强奸、杀人等恶性犯罪分子，维护社会安定具有重要意义。
以下是一个真实的故事：检验荔枝DNA找到杀人者 一个年仅12岁的女孩，失踪数日后，在村边的臭水沟中被人发现尸体。侦查人员在死者胃里发现了一种呈咖啡色的肉丝状物质，随后又在嫌疑人家中发现了一些发霉的荔枝壳和荔枝核，两者之间究竟有无关联？
检验人员运用植物DNA检验技术，采用多对引物进行扩增检验，结果证明在死者胃内发现的咖啡色肉丝状物质就是荔枝肉。检验进一步证明，死者胃内所发现的荔枝肉和嫌疑人家中发现的荔枝壳具有同一来源的特性，在所有的引物扩增检验结果中，果肉和外壳都呈现出相同的DNA谱带。同时，警方从市场上随机购买的荔枝却与前两者的DNA谱带不同。
这个结果说明一个事实，在死者胃内发现的荔枝肉与在嫌疑人家中发现的荔枝壳是同一棵树上结的果实，具有同一性。在证据面前，嫌疑人供认了犯罪过程。
DNA指纹法技术在侦破工作中有着重要的用途。众所周知，每个人都有指纹，而且每个人的指纹都很独特，刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。那么什么是DNA指纹呢？DNA是什么？为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？
［师生互动］
（一）学生分小组进行合作式的讨论和交流
学生对DNA指纹法在案件侦破中的作用可能略有所闻，让学生分组进行合作式的讨论，然后让学生进行交流表达、回答提出的疑问，尽可能地让所有学生分享他们对遗传物质——核酸的认识。
1.DNA指纹是不是平时说的手指印？（不是）
2.怎么知道那些DNA是否来自同一个人？（根据复杂的检测，观察DNA谱带是否完全相同）
3.DNA可以做身份证吗？（可以。而且这种身份证是终身的，也是唯一的，能避免同名同姓同地点同时出生的人身份混淆）
……
可以由学生自由提问，在老师组织下，由同学答疑，回答不上来的，再由老师作补充。
为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息，这与DNA是遗传物质的本质是分不开的，因此通过对DNA指纹的鉴定，可以判断两个人之间的亲缘关系，DNA指纹在人的一生中是无法改变的，因此，科学家只需要一滴血、一根头发等就可以对其DNA指纹进行鉴定。DNA指纹分析除了用于破案以外，还广泛用于其他很多方面，如亲子鉴定、鉴别移民、孤儿、难民、遇难者的身份等。
4.DNA的中文名称是什么呢？（脱氧核糖核酸）
5.脱氧核糖核酸属于哪一类的有机化合物？（核酸）
6.核酸有哪些种类？有什么功能？（核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；一类是核糖核酸，简称RNA。核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有重要的作用）
7.一个细胞的基本结构是什么？核酸存在于细胞的哪些部位？（细胞有细胞膜、细胞质、细胞核等几个部分，植物细胞还有细胞壁、液泡等特殊结构）
8.大家能否通过实验，判断DNA和RNA在细胞中的分布情况？
（二）老师介绍实验的原理以及科学认识的模式
原理：甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿和吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA和染色剂结合。
科学认识模式是“假设检验”，即在提出问题后，接着提出猜测性的假设，然后用观察和实验来检验。这种科学认识模式的程序是问题→试探性假设→批判与检验。这是科学探究的一般程序，也是探究性学习的一般程序。
（三）找一个预习作业做得比较好的同学，陈述实验如何进行
A.问题的提出：DNA和RNA在细胞中是怎么分布的？
B.试探性假设：DNA分布在细胞核，RNA分布在细胞质。
C.实验检验：甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，通过观察两种颜色出现的部位来判断DNA和RNA在细胞中的分布。
实验方法步骤
1.取口腔上皮细胞
（1）在洁净的载玻片上，滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液。
（2）用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻地刮几下，把牙签上附有碎屑的一端，放在载玻片的液滴中涂抹几下。
（3）点燃酒精灯，将涂有口腔上皮细胞的载玻片烘干。
2.水解
（1）在小烧杯中加入30 mL质量分数为8%的盐酸，将烘干的载玻片放入小烧杯中。
（2）在大烧杯中加入30 ℃温水。
（3）将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5 min。（如下图所示）
图2－3－1
3.冲洗涂片
用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10 s。
4.染色
（1）用吸水纸吸去载玻片上的水分。
（2）将吡罗红甲基绿染色剂滴2滴在载玻片上，染色5 min。
（3）吸去多余染色剂，盖上盖玻片。
5.观察
先用低倍镜找到染色均匀、色泽浅的区域，再用高倍镜观察各部分的染色情况。
（四）教师把实验关键的步骤作多媒体演示
请你把观察到的实验现象记录在下表中，分析得出结论。
选用材料
细胞核的颜色
细胞质的颜色
人的口腔上皮细胞
洋葱鳞片叶表皮细胞
自选材料________
结 论
（五）各实验小组的学生交流实验结果
请你和其他实验小组交流实验现象和结论，你们得出的结论是一样的吗？
结论：通过各种动植物实验材料的观察，同学们观察到的结果非常相似，在细胞核部分被染成了绿色，而在细胞质部分被染成了红色。说明DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。
（六）学生带着三个主要问题阅读课本P28～P29，进行自主学习和交流
1.核酸的组成元素有哪些？
2.核酸的分子结构是怎么样的？
3.如何区分DNA和RNA？
老师投影图片：课本P28，图2－8脱氧核苷酸和核糖核苷酸、图2－9脱氧核苷酸长链，课本P29，图2－10 DNA与RNA在化学组成上的区别，由学生对上述问题一一回答，老师对学生理解不到的地方作必要的补充说明。
核酸由C、H、O、N、P五种元素组成。核酸水解后得到很多核苷酸。核苷酸是核酸的基本组成单位。
观察图2－8脱氧核苷酸和核糖核苷酸，比较脱氧核苷酸和核糖核苷酸分子结构有什么异同？（观察能力的培养）
相同点：一个核苷酸都是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。很快也能观察到组成两者的糖不一样，组成脱氧核苷酸的糖比核糖核苷酸的糖少了一个氧原子。
观察脱氧核苷酸长链图。此图是一小段脱氧核苷酸长链，图中有多少个脱氧核苷酸分子？（5个）每个核酸是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的。绝大多数生物体的细胞中，DNA由2条核苷酸链构成。RNA由1条核苷酸链构成。
观察DNA与RNA在化学组成上的区别图，由学生归纳并说出它们的区别。
［教师精讲］
观察DNA与RNA在细胞中的分布是一个重要的学习活动，懂得实验的原理是基础。甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。要想实验得到明显的效果，必须注意用盐酸水解的实验步骤，改变细胞膜的通透性和使染色体中的DNA与蛋白质分离。
看懂脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸图解，DNA和RNA在化学组成上的区别图解，以及核苷酸长链的特点，也是本节对同学们在观察能力、分析归纳能力方面的一个重要的要求。应该指出的是遗传信息是指DNA的脱氧核苷酸序列。DNA的脱氧核苷酸虽然只有4种，但若数量不限，在连成长链时，排列顺序就极其多样化，它的信息容量就非常大了。有关DNA和RNA知识的深入了解，在第二模块《遗传与进化》中继续学习。
［评价反馈］
学习过程评价表
班级：___________姓名：___________评定结果：__________
评价内容
评价的主体（评价者）
维度
自评
互评
教师评价
学习能力
善于搜集信息和分析信息，通过自主学习获取知识
能积极参加课堂教学活动，在合作学习和合作讨论中表现积极
实践能力
积极参加学科实践，能在实践中发表自己的看法或意见
能熟练制作口腔上皮细胞或洋葱表皮细胞
正确使用显微镜，并能观察到较明显的实验现象
有较强的合作精神，能与小组成员共同完成任务
学习情感和
态度
学习态度认真，有坚定的学习信念，能克服学习中的困难
有课前预习，堂上听课注意力集中，按时完成作业
有学习诚信，不抄袭他人的作业
能主动设疑、解疑，积极思考、发言
有协作精神，能与他人交流自己的学习体验
任课教师（签名）：__________
△等级建议：
A.优秀 B.良好
C.合格 D.不合格

［课堂小结］
遗传信息
［布置作业］
1.课本P29练习题。
2.如何写调查报告。
［课后拓展］
（一）调查报告的一般格式
调查课题：核酸保健品的种类调查或核酸保健品功效调查
调查目的：
1.初步学会调查和统计的基本方法。
2.培养接触社会，并从社会中直接获取资料的能力。
3.在调查实践中，培养学生的团队精神、探索精神和实事求是的科学态度。
调查过程：
1.调查单位：
2.调查时间：
3.调查方式：（包括组成人员）
●板书设计
第3节 遗传信息的携带者——核酸
核酸的种类和功能
功能：
二、核酸在细胞中的分布
DNA：主要分布在细胞核内
RNA：主要分布在细胞质中
三、核酸的分子结构
●习题详解
一、练习（课本P29）
（一）基础题
（1）√〔绝大多数生物的遗传信息储存在DNA分子中，部分病毒（如HIV、SARS病毒、烟草花叶病毒、狂犬病毒等）的遗传信息直接储存在RNA中〕
（2）√（脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸都是由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮的碱基组成）
（3）×（DNA主要分布在细胞核内，细胞质中的线粒体和叶绿体也有少量的DNA；RNA主要分布在细胞质中，但细胞核中的染色体也含有少量的RNA）
2.C（DNA是由脱氧核苷酸分子组成的，每个脱氧核苷酸含有的五碳糖是脱氧核糖）
3.C（豌豆叶肉细胞中核酸有DNA和RNA两种类型，组成DNA的碱基种类有A、T、C、G四种，组成RNA的碱基种类有A、U、C、G四种,所以豌豆叶肉细胞含有A、T、C、G、U五种碱基）
（二）拓展题
提示：根据网上收集的各种资料以及社会调查的结果显示，迄今为止卫生部共批准了十种核酸保健食品：恒达核酸口服液、泼力金核酸饮品、正分子牌核酸胶囊、中西新生力牌核酸胶囊、珍奥核酸胶囊、珍奥核酸口服液、迪源牌鲁迪核酸口服液、安泰核酸口服液、御麟牌御麝核酸胶囊、莱福赛茵牌敬尊核酸片。其保健功能也仅限于免疫调节、抗疲劳、改善记忆、延缓衰老。（人民健康网）
二、问题探讨（课本P26）
1.全名为脱氧核糖核酸。DNA是主要的遗传物质,而每个人的遗传物质都有所区别,因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。
2.DNA鉴定技术还可以运用在亲子鉴定上。在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面,也可以利用DNA鉴定技术。
3.需要。因为DNA鉴定只是提供了犯罪嫌疑人的遗传物质方面的信息,还需要有嫌疑人是否有作案动机、时间，是否在犯罪现场，是否有证人等其他证据。如果有人蓄意陷害某人,也完全有可能将他的头发、血液等含有DNA的物质放在现场。因此案件侦查工作应在DNA鉴定的基础上,结合其他证据确定罪犯。
三、本节聚焦（课本P26）
1.组成DNA和RNA的五碳糖和含氮的碱基种类不同。组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，碱基中有胸腺嘧啶T，而RNA的五碳糖是核糖，碱基没有T而有尿嘧啶U。
2.核酸的基本组成单位是核苷酸。
3.DNA中脱氧核苷酸的排列顺序就代表了生物的遗传信息。
四、实验（课本P27）
结论：说明DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。
五、旁栏思考题（课本P27）
原核细胞的DNA位于拟核区域。
第4节 细胞中的糖类和脂质
●从容说课
本节学习的内容与学生的生活和身体健康有着密切的联系。我们教学中可以按照教材中的问题探讨创设情境，让同学们观察课本上的图片,从平日熟悉的食物中思考我们如何利用食物中的有机物,通过学生对糖类和脂质认识的基础为切入点,将学生引入新课。也可以通过一系列平时常见的问题创设问题情境：如为什么有些人在早晨空腹运动会发生晕眩?应怎么处理比较好？人的肥胖症状与饮食中的糖类和脂肪有什么关系?用这些问题引发学生思考,作为情境引入,调动学生学习新课的积极性。
课堂教学的重心应放在对糖类的学习上,教学方法可以是自主学习和讨论交流。由于糖类的知识比较容易理解，生活中接触较多，所以可尝试让学生当小老师，归纳整理糖类的种类和主要作用，懂得无论动物还是植物都存在糖类，糖类分为单糖、二糖、多糖三大类。多糖的种类是学生不太容易理解的地方，可以利用教材上形象的插图来帮助学生理解，糖类是细胞和生物体生命活动的主要能源物质，然后通过列举生活中的实例来丰富学生的感性认识。学习脂质的内容时同样根据学生已有的生活经验展开，让学生了解脂质对于生物体和细胞的重要作用,尤其是在结构组成和功能调节上的重要性,尽量联系人的身体健康,如肥胖、心脏病等，讨论脂肪对人体的利弊,认识脂肪对于细胞和生物体的作用和脂肪过多造成的危害，拓展学生的视野。使学生认识养成健康的生活方式和习惯的重要意义。
本节的最后一段内容，是对蛋白质、核酸、多糖三类生物大分子结构组成的高度概括。说明这三种生物大分子都是以单体为单位的多聚体，都是以碳链为骨架，碳是生命的核心元素。
●三维目标
1.知识与技能
（1）概述糖类的种类和作用。
（2）举例说出脂质的种类和作用。
（3）说明生物大分子以碳链为骨架。
2.过程与方法
（1）尝试进行自主学习和合作学习。
（2）运用生物学知识解决社会生活中一些实际问题。
（3）运用互联网、图书、杂志进行资料的收集和整理。
3.情感态度与价值观
（1）参与小组合作与交流，培养学生自主、探究、合作式的学习方式。
（2）认识生物科学的价值。
（3）养成健康的生活方式和习惯。
●教学重点
1.糖类的种类和作用。
2.说明生物大分子以碳链为骨架。
●教学难点
1.多糖的种类。
2.生物大分子以碳链为骨架。
●教具准备
1.学生家庭的一般食谱。
2.学生查找的资料：标准体重怎么衡量。肥胖的原因。
3.实物投影仪。
4.平时膳食的几种食物图、几种二糖组成示意图、几种多糖的分子组成示意图。
●课时安排
1课时
●教学过程
［课前准备］
１.学生家庭的一般食谱。
２.学生查找的资料：标准体重是怎么样的？肥胖的原因是什么？
［情境创设］
某所中学早上7：00准时进行升旗仪式。校长正有声有色地发表讲话，突然一个同学晕倒了！脸色苍白。老师和同学们七手八脚地把他送到校医室抢救。医生不慌不忙地给他喝一杯糖水，不一会儿，他清醒了。这是为什么呢？
假如我们上午上课已经到最后一节课了，你的身体有什么感觉？（很饿、四肢无力、思维也迟钝了）
你想吃饭了吧？吃饭后你会觉得又有了力气。为什么呢？（那是因为补充了能量）
请观察平时膳食的几种食物图。讨论这些食物含有的能量一样吗？当你在学校参加运动会消耗了大量体力时，你认为图中能尽快为你补充能量的食物是什么？
［师生互动］
（一）学生以四人为一个小组，认识图中的各种食物，讨论问题探讨中提出的问题。学生充分发表自己的意见。
学生对食物中含有能量的知识不是很了解，但是人人都清楚，吃了东西，人就不会挨饿，就会有力气。学生一定能猜想出，各种食物所含有的能量是不一样的。
能尽快为你补充能量的食物是什么？学生的答案是五花八门的，老师可以以此转入正题，能够为细胞生命活动提供能量的物质很多，细胞生命活动的主要能源物质是糖类。
（二）通过谈话、自学和归纳总结，让学生认识糖类的种类和作用。
1.你能列举一些你所熟悉的糖的名称吗？
白糖、黄糖、冰糖、麦芽糖、葡萄糖、砂糖、蔗糖……
2.这些糖都是同一种类型的糖吗？
不是/不知道。
3.糖都是甜的吗？
是/不知道。
其实，除了我们熟悉的这些甜的糖之外，还有很多糖是不甜的，例如淀粉、植物细胞壁的组分之一的纤维素等都是糖类。
4.糖类由哪些元素构成？糖类可以分为几大类？每一种类型的糖类有哪些具体的糖？它们主要存在于哪种生物体上？请同学们阅读课文P30～P31，细胞中的糖类的内容，并归纳整理知识结构。
5.学生代表上讲台讲自己对这部分知识的归纳情况，请学生填写完整如下的表格。
种 类
分 布
功 能
单糠
五碳糖
核糖
细胞中都有
组成RNA的成分
脱氧核糖
细胞中都有
组成DNA的成分
六碳糖
葡萄糖
细胞中都有
主要的能源物质
果糖
植物细胞中
提供能量
半乳糖
动物细胞中
提供能量
二糖
麦芽糖
发芽的小麦、谷粒中含量
丰富
都能提供能量
蔗糖
甘蔗、甜菜中含量丰富
乳糖
人和动物的乳汁中含量
丰富
多糖
淀粉
植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中
储存能量
纤维素
植物细胞的细胞壁中
支持保护细胞
糖元
肝糖元
动物的肝脏中
储存能量，调节血糖
肌糖元
动物的肌肉组织中
储存能量
6.单糖、二糖、多糖是怎么区分的？
单糖：不能水解的糖。
二糖：由两分子的单糖脱水缩合而成。如麦芽糖由两个葡萄糖分子脱水缩合而成，蔗糖可以水解为一分子果糖和一分子葡萄糖，乳糖可以水解为一分子葡萄糖和一分子半乳糖。（展示课本P31图2－11）
多糖：由许多的葡萄糖分子连接而成。如淀粉、纤维素、糖元，构成它们的基本单位都是葡萄糖。
（展示课本P31图2－12）
7.人在患急性肠炎时，往往采取静脉输液治疗，输液中含有葡萄糖。你们知道为什么吗？请小组讨论。
临床上医生给病人输入葡萄糖液，可以为病人提供能量和营养。葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，是 “生命的燃料”，它在细胞内被氧化分解，放出大量的能量，为病人的生命活动提供能量。
8.葡萄糖的能量如何衡量？
无论体外燃烧还是体内释放能量，1 g葡萄糖释放的能量大约为17.15 kJ。
9.糖尿病与糖的摄取量有关吗？为什么要严格限制糖尿病人的甜味食品以及米饭、馒头等主食？有关。甜味食品含有糖，米饭、馒头含有的淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖。
10.你能否通过上网、查找书报等途径得到更多糖尿病方面的知识？
11.有人认为，吃的糖过多或吃得过饱，即使不吃肥肉也很容易引起肥胖，你认为对吗？
12.比较你们的家庭食谱，在质量相同的情况下，你知道其中含能量最高的食物是哪一种吗？
（三）通过小组讨论的方式，了解细胞中脂质的种类和作用。阅读课文P32。
1.组成脂质的化学元素主要是什么？（C、H、O，有些含有P、N）
2.常见的脂质有哪些？（脂肪、磷脂、固醇。固醇又包括胆固醇、性激素、维生素D等）
3.在人和动物体内，脂肪主要分布在哪些部位？（皮下、大网膜、肠系膜）
4.在日常生活中，你所知道的含脂肪较高的植物有哪些？脂肪主要在这些植物的什么器官？（花生、油菜、向日葵、松子、核桃、芝麻、蓖麻等的种子里）
5.讨论：在人体的脏器周围的脂肪对人体有何利弊？
脂肪除了可以储存大量能量外,还具有隔热、保温、缓冲和减压的作用,可以有效地保护动物和人体的内脏器官。
如果人过多地摄入脂肪食物，缺少运动，就有可能导致肥胖。体内脂肪过多将增加心脏的负担，我们要适度摄入脂肪类食物。若多吃动物性脂肪和含胆固醇高的食物，如肥肉、脑、肝、蛋黄等，容易引起冠状动脉硬化性心脏病。
……
1 g糖元氧化分解释放约17 kJ的能量，而1 g脂肪可以放出约39 kJ的能量。脂肪是细胞内良好的储能物质。磷脂是构成细胞膜的重要成分。固醇又包括胆固醇、性激素、维生素D等。它们对人体的代谢起到很重要的调节作用。
（四）引导学生理解生物大分子以碳链为骨架。
1.我们熟悉的生物大分子有哪些？（多糖、蛋白质、核酸等）
2.多糖、蛋白质、核酸的基本组成单位分别是什么？（单糖、氨基酸、核苷酸）
3.什么是单体？多聚体？（单糖、氨基酸、核苷酸这些组成大分子的基本单位称为单体。许多单体连接成多聚体）
4.如何理解单体以碳链为骨架？（每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的）
5.如何理解碳原子在组成生物大分子中的作用？
［教师精讲］
糖类和脂质都是细胞内的重要有机化合物，广泛分布在动植物中，两者都是由C、H、O三种元素构成，有的脂类还有N、P等元素。
糖类和脂类对生命活动有不同的作用。两者都是能源物质。生命系统的一切生命现象和代谢活动都需要不断输入能量，因此它们对细胞和生物体的能量代谢非常重要。
多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都是由单体构成的多聚体。每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架。所以生物大分子以碳链为骨架。没有碳就没有生命。
［评价反馈］
1.多糖在生物体内转化为单糖是通过
A.蛋白酶的消化作用 B.脱氢作用 C.缩合作用 D.水解作用
2.生物体进行生命活动的主要能源物质是
A.糖类 B.脂肪 C.蛋白质 D.核酸
3.苹果细胞中含量最丰富的多糖是
A.蔗糖、麦芽糖 B.淀粉、糖元 C.淀粉、纤维素 D.糖元、纤维素
4.下列脂质中参与细胞膜构成的是
A.脂肪 B.磷脂 C.维生素D D.性激素
5.糖元、核酸、淀粉酶的基本组成单位分别是
A.碱基、单糖、氨基酸 B.葡萄糖、碱基、氨基酸
C.乳酸、核苷酸、葡萄糖 D.葡萄糖、核苷酸、氨基酸
6.图2－4－1表示细胞中四种有机物的组成和功能，请分析回答：
图2－4－1
（1）A是__________，E在动物体内是指__________，在植物体内是指__________。
（2）F是______，它是由B（脂肪酸和甘油）形成的，除此之外，脂质还包括____和____。
（3）C是__________，C形成G的过程叫__________。
（4）D是__________，H可分为__________和__________。
参考答案：
1.D 2.A 3.C 4.B 5.D
6.（1）葡萄糖 糖元 淀粉 （2）脂肪 磷脂 固醇 （3）氨基酸 缩合 （4）核苷酸 DNA RNA
［课堂小结］
［布置作业］
1.P33练习题。
2.请你通过上网或其他途径查阅资料，分析产生肥胖的原因，并提出一些好的减肥方法。
［课后拓展］
1.冠状动脉硬化性心脏病
此病是由于冠状动脉粥样硬化，造成管腔狭窄或闭塞而使心肌缺血缺氧而引起的心脏病。肥胖症、糖尿病和缺少运动的人容易患此病，多在春、冬季节发病。预防此病主要是经常参加体育运动，凡40岁以上特别是患有高血压和糖尿病的人，应少吃动物性脂肪和含胆固醇高的食物如肥肉、脑、肝、蛋黄等，预防动脉硬化，定期体检及早治疗。
2.糖尿病
是由于胰岛素分泌不足所引起的糖代谢紊乱的一种代谢疾病。多发生在中年肥胖者。主要症状是三多一少，即多吃、多喝、多尿，体重减少。预防本病在于节制饮食以免过胖，避免精神刺激等。
3.肥胖
不仅使人行动不便，身材不美，更重要的是引起心脑血管的疾病，危害健康，请你分析产生肥胖的原因。有人为了减肥，大量服用减肥药物或者节食，然而效果并不好。请你通过上网或其他途径查阅资料，说明效果不好的原因，并提出一些好的减肥方法。
4.标准体重
一个人是否肥胖，可以用标准体重来衡量。凡是体重超过标准体重的10%的人为超重，体重超过标准体重的20%的人就是肥胖。中国人标准体重的简便计算公式如下：
男性：标准体重（kg）=身高（cm）－105
女性：标准体重（kg）=身高（cm）－100
5.脂质过氧化作用对机体的损伤
脂质过氧化作用对机体损伤的机制十分复杂，是当前研究的重要课题之一。
脂质过氧化的直接结果是膜不饱和脂肪酸减少，膜脂的流动性降低。过氧化产物还会引起膜蛋白共价交联与聚合,使膜蛋白处于永久性缔合状态,严重限制了膜蛋白在膜平面上的运动,导致膜功能异常。
动脉粥样硬化是一种主要侵害大、中动脉,使血管内壁增厚、变硬、管腔狭窄的疾病。脂质过氧化物与此过程密切相关。
老年斑或老年色素是衰老的重要标志之一。它出现在老年人的皮肤,特别是面部和手的背部，表现为褐色斑块或斑点。老年色素主要由脂褐素和黑色素组成。脂褐素是长期累积在老细胞内的不溶性有色物质,是氧化了的不饱和脂质、蛋白质和其他细胞降解物的聚合物,存在于所有细胞特别是神经元和肌肉细胞，影响RNA代谢，使细胞萎缩和死亡。
6.含淀粉类油炸食品贴上致癌标签
薯类油炸食品中含有的可能致癌物丙烯酰胺平均含量高出谷类油炸食品4倍。卫生部前日首次发布“慎食含淀粉类的油炸食品”公告,建议大家尽量避免长期食用高温加工的淀粉类食品,改变以油炸、高脂肪食物为主的饮食习惯,减少因丙烯酰胺可能导致的健康危害。
卫生部食品污染物监测网监测结果显示,高温加工的淀粉类食品丙烯酰胺含量比较高,尤其是高温加工的薯类食品,比方说炸薯片、炸薯条,它的丙烯酰胺含量要高出油炸谷类食品的四倍。中国疾病预防控制中心提供的资料还显示,速溶咖啡、大麦茶、玉米茶也含有丙烯酰胺。
著名肿瘤专家孙燕院士曾在采访中表示,其实不光是薯条、薯片等西方食品,中国人食用了多年的油饼、油条等油炸类食品也脱不开“致癌”的黑标签。中国癌症研究基金会孟祥柱向媒体表示，油炸、烧烤等种类食物对人体健康的危害,远远大于近来为人们所熟知的苏丹红。（摘自《南方日报》2004年4月15日）
丙烯酰胺是一种化学物质,是生产聚丙烯酰胺的原料,主要用于塑料制品的生产及涂料、橡胶、污水净化等工业。淀粉类食品在高于120 ℃的温度下烹调,容易产生丙烯酰胺。动物实验结果显示,丙烯酰胺是一种可能致癌物。流行病学观察表明,长期低剂量接触丙烯酰胺会出现嗜睡、情绪和记忆改变、幻觉和震颤等症状，并伴随末梢神经病（手套样感觉、出汗和肌肉无力）。（摘自《南方日报》2004年4月15日）
7.淀粉
淀粉是植物生长期间以淀粉粒形式储存于细胞中的储存多糖。它在种子、块茎和块根等器官中含量特别丰富。
当淀粉悬于水中并加热时,淀粉粒吸水溶胀并发生破裂,淀粉分子进入水中形成半透明的胶悬液，这一过程称凝胶化或糊化。当凝胶化的淀粉液缓慢冷却并长期放置时，淀粉分子会自动聚集并借助分子间的氢键键合形成不溶性微晶束而重新沉淀，这种现象称为退行或老化。食品工业中为防止淀粉老化,可将淀粉食品速冻至零下20 ℃,使食品中的水迅速结晶以阻止淀粉分子聚结而沉淀。
淀粉除作为食物外,主要用作食品和医药等工业用的增甜剂（如水解糖浆）和增稠剂（如糊精）。把天然淀粉进行适当处理,使它的某些物理或化学性质发生改变,以适应特定的需要，这种淀粉称为改型淀粉。实验室中常用的可溶性淀粉就属于这一类,它是普通淀粉在质量分数为7.5%的盐酸中室温下放置7 d形成的。
天然淀粉一般含有两种组分：直链淀粉和支链淀粉。多数淀粉所含的直链淀粉与支链淀粉的比例为（20%～25%）∶（15%～80%）。某些谷物如蜡质玉米和糯米等几乎只含支链淀粉，而皱缩豌豆中直链淀粉含量高达98%。直链淀粉和支链淀粉在物理和化学性质方面有明显差别。纯的直链淀粉仅少量地溶于热水,溶液放置时重新析出淀粉晶体（退行现象）。支链淀粉易溶于水,形成稳定的胶体,静置时溶液不出现沉淀。
淀粉在酸或淀粉酶作用下被逐步降解,生成分子大小不一的中间物,统称为糊精。糊精依相对分子质量的递减,与碘作用呈现由蓝紫色、紫色、红色至无色。例如,淀粉糊精呈现蓝紫色,红糊精为红褐色,消色糊精无色。
●板书设计
第4节 细胞中的糖类和脂质
一、细胞中的糖类
元素组成
含 量
种 类
功 能
C、H、O
很少
单糖、二糖、多糖
生命活动主要能源
二、细胞中的脂类
元素组成
含 量
种 类
功 能
C.H、O（有些含N、P）
1%～2%
脂肪、磷脂、固醇
储能、代谢调节等
三、生物大分子以碳链为骨架
●习题详解
一、练习（课本P33）
（一）基础题
（1）√（细胞有细胞膜，细胞膜是由磷脂双分子层和蛋白质分子组成）
（2）×（植物细胞的细胞壁含有纤维素，动物细胞没有）
2.C（葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。二糖、多糖等必须分解成葡萄糖才能被细胞利用）
3.C（植物体内含有的多糖是淀粉和纤维素。动物体内的多糖是糖元）
4.C（多糖是生物大分子，是由许多基本的组成单位连接而成的。这些基本单位称单体。糖元、淀粉、纤维素的基本单位都是葡萄糖）
5.C（脂肪是动物细胞内良好的储能物质）
（二）拓展题
1.糖类是生物体利用的主要能源物质,尤其是大脑和神经所利用的能源必须由糖类来供应。而脂肪是生物体内最好的储备能源。脂肪是非极性化合物,可以以无水的形式储存在体内。虽然糖元也是动物细胞内的储能物质,但它是极性化合物,是高度的水合形式,在机体内储存时所占的体积相当于同等重量的脂肪所占体积的4倍左右。因此脂肪是一种很“经济”的储备能源。与糖类氧化相比,在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢,而且需要消耗大量氧气,此外,糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进行,所以对于生物体的生命活动而言,糖类和脂肪都可以作为储备能源,但是糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。
2.葡萄糖是不能水解的糖类,它不需要消化可以直接进入细胞内,因此葡萄糖可以口服也可以静脉注射；但是蔗糖只能口服而不可以静脉注射,因为蔗糖是二糖,必须经过消化作用分解成两分子单糖后才能进入细胞。蔗糖经过口服后,可以在消化道内消化分解,变成单糖后被细胞吸收。
二、问题探讨（课本P30）
1.不一样。
2.糖类。
三、本节聚焦（课本P30）
1.细胞中的糖类主要有单糖、二糖、多糖三大类。糖类是细胞生命活动的主要能源物质。
2.细胞中的脂质主要有脂肪、磷脂、固醇三大类。脂肪是细胞内良好的储能物质。磷脂是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。固醇又可以分为胆固醇、性激素、维生素D等。胆固醇是构成细胞膜的重要成分，参与血脂的运输；性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成；维生素D能促进钙和磷的吸收。
3.生物大分子以链为骨架。
四、旁栏思考题（课本P31）
糖尿病人饮食中,米饭、馒头等主食也需限量,是因为其中富含淀粉,淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖。
五、旁栏思考题（课本P32）
熊在冬眠前大量取食获得的营养,有相当多的部分转化为脂肪储存,既可御寒,也供给冬眠中生命活动所需的能量。
六、思考与讨论（课本P32）
1.脂肪主要分布在人和动物体内的皮下、大网膜和肠系膜等部位。某些动物还在特定的部位储存脂肪,如骆驼的驼峰。
2.花生、油菜、向日葵、松子、核桃、蓖麻等植物都含有较高的脂肪,这些植物的脂肪多储存在它们的种子里。
3.脂肪除了可以储存大量能量外,还具有隔热、保温和缓冲的作用,可以有效地保护动物和人体的内脏器官。
4.（略）
第5节 细胞中的无机物
●从容说课
《细胞中的无机物》的知识内容并不难，主要是让学生了解水和无机盐在细胞中的存在形式和作用，在讲授无机化合物水时，可以从水在细胞、组织中的含量入手，引出水的两种存在形式。引导学生分析两种形式的水在细胞中的作用，理解水的含量与生命活动的状态密切相关。在讲述水时，要注意渗透出两种形式的水存在着动态转化，不能截然分开。恰当地运用生活常识，说明水的存在状态和作用，将会更吸引学生，使学生加深对水的认识。关于无机盐的教学，可以从学生已知的知识中提出问题，通过简明的分析，使学生懂得无机盐的存在形式和作用。例如，为什么在观察动物和人的细胞时，要用一定浓度的生理盐水?为什么长期缺乏铁会出现缺铁性贫血?从这些问题的分析过程中，归纳出无机盐对维持细胞形态、参与重要的物质组成等作用。
本节最后一段是对全章的小结，旨在点明“细胞是多种元素和化合物构成的生命系统”，“活细胞中的这些化合物，含量和比例处在不断变化之中。但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行”。教师要在最后总结中给学生分析、强调、点明。
●三维目标
1.知识与技能
（1）说出水在细胞中的存在形式和作用。
（2）说出无机物在细胞中的存在形式和主要作用。
2.过程与方法
（1）尝试进行自主个性化的学习。
（2）运用互联网、图书、杂志进行资料的收集和整理。
（3）尝试将你所获得的信息表达出来。
（4）尝试进行科普写作。
3.情感态度与价值观
（1）参与小组合作与交流。
（2）体验与你的同学分享通过自己的努力所获得的知识。
（3）认同“细胞是多种元素和化合物构成的生命系统”。
●教学重点
水和无机盐在细胞中的存在形式和作用。
●教学难点
水的存在形式，结合水与自由水的区别。
●教具准备
1.学生作业。
2.学生讲学课件。
3.教师课件。
●课时安排
1课时
●教学过程
［课前准备］
教师到市面上收集一些运动饮料的包装，并把它拍摄下来；收集一些其他相关图片资料，用于课件的制作。
［情境创设］
教师课件展示一些市面上的“运动饮料”图片，引起学生兴趣，接着教师课件中出现一个运动饮料化学成分表（可拍摄某牌子的饮料包装）。
“这是××饮料的化学成分表，表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加这些无机盐呢？那么无机盐在生活中起什么作用呢？”
“另外还有一个问题，为什么人会口渴呢？”
课件呈现园艺师为植物浇水的画面，“为什么我们在种植植物时也那么强调浇水，水在细胞内起什么作用呢？”
［师生互动］
（一）细胞中的水
1.水在生物体中的含量
对绝大多数生物来说，没有水就不能存活。地球上如果没有水，也就没有生命。最早的生命也是在水中诞生的。水在细胞中含量是最多的。在不同种类的生物体中，水的含量差别较大，生物体中水的含量为60％～95％。如，幼嫩植物体中水的含量约为70％，动物体中水的含量约为80％左右。
一般来说，①水生生物的含水量大于陆生生物的含水量，例如，水母的身体里水的含量竟约为97％（显示水母的图片）。②幼年生物的含水量要大于老年生物的含水量（显示幼儿与老人的图片），所以人体老化的特征之一是身体细胞含水量的下降。③同一生物在生长发育的不同时期，含水量也是不相同的。在不同的组织、器官中，水的含量也不相同。例如，血液含水83％、肌肉含水76％、骨骼含水约25％、牙含水10％、唾液含水99.5％、脂肪组织含水20％左右，因此成人中肌肉发达而体型消瘦的人其水分所占比例高于体脂多的胖体型者。
水在生物体的含量这么高，我们平时似乎并不觉得，那水是以怎样的形式存在于生物体内的呢？
2.水在细胞中的存在形式
水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部水分的4.5％。细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。
自由水大家是好理解的，它是可以流动，可以蒸发，可以离析的水分子，那么结合水具体是怎么回事呢？
结合水是在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质以氢键的形式相结合形成水胶体（亲水力蛋白质强于淀粉，淀粉强于纤维素），失去流动性，含量比较稳定，不易散失。结合水是细胞结构的重要组成成分，不能溶解其他物质，不参与代谢作用。结合水赋予各种组织、器官一定形状、硬度和弹性，因此某些组织器官的含水量虽多（如人的心肌含水79％），仍呈现坚韧的形态。
图2－5－1 氨基、羧基、羟基等均可与水结合,成为结合水
下面我们通过几道习题来区分两者：
（1）下列属于结合水的是
A.血液中的水 B.细胞液中的水
C.干种子细胞中的水 D.蒸腾作用散失的水
答案：C
（2）心肌的含水量为79%而呈坚韧的形态，血液的含水量为82%则是流动的液态，对这两种形态差异正确的解释是：（心肌中的是结合水，而血液中的是自由水）
自由水和结合水在一定条件下可以相互转化，当生命活动旺盛时，结合水向自由水转化，反之，当生命活动缓慢时，自由水向结合水转化。自由水含量少时生命活动缓慢，有利于保存，例如：种子要晒干来保存。反之为了使种子萌发，要先将种子浸泡在水中一段时间，让种子吸水，增加自由水的含量。
（3）下列结合水相对含量比较多的是
A.休眠的大豆子叶细胞 B.休眠的玉米胚乳细胞
C.洋葱的分生细胞 D.成熟西瓜的果肉细胞
自由水多代谢旺盛，显然C、D可以排除，休眠的细胞自由水少，代谢很弱，结合水是指与细胞内的亲水物质相结合的水，纤维素、淀粉、蛋白质，都是亲水物质，亲水力蛋白质强于淀粉，淀粉强于纤维素。大豆子叶细胞中蛋白质含量相对比较高，玉米的胚乳，淀粉含量相当高，因为蛋白质的亲水能力强于淀粉的亲水能力，所以休眠的大豆子叶细胞中，结合水的含量相对比较高，所以答案应该是A。
3.水的重要作用
水在生物体中的含量最多，自然也有其重要的意义：水是生命起源的先决条件，没有水就没有生命。世界上最早的生命就是在逐渐冷却的海洋里由蛋白质和其他化合物产生出来的。植物也起源于水中，后来其中的一部分才逐渐进化为陆生植物。植物的一切正常生命活动都必须在细胞含有一定的水分状况下才能进行。天然植被的分布主要受供水情况所控制。农作物产量对供水的依赖性也往往超过了任何其他因素。“有收无收在于水”和“水利是农业的命脉”的道理就在这里。
（1）自由水是细胞内生化反应的良好溶剂：水分子具有极性，是自然界中能溶解物质最多的良好溶剂。（水的介电常数是溶液中最高的，这就意味着按单位容计算，没有任何溶剂能比水溶解更多的种类和数量的溶质，所以水成为最理想的生物溶剂）动植物体内的各种生理生化过程，如矿质元素的吸收、运输,气体交换，光合产物的合成、转化和运输以及信号物质的传导等都需以水作为介质。
（2）运输营养和废物：水在生物体内的流动（如血液），可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞，同时又把细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或者直接运输到体外。
（3）结合水是组成细胞的成分：结合水通过氢键与蛋白质或多糖结合，成为细胞成分的一部分。
（4）自由水作为反应物参与细胞内一些反应：水是光合作用的原料。在呼吸作用以及许多有机物质的合成和分解过程中都有水分子参与。没有水，这些重要的生化过程都不能进行。
根据自己已有的知识和生活经验，你还能举出哪些实例，说明生命活动离不开水？（学生讨论）
①在正常情况下，一个人一天需要2千克水。当人体失去6%的水分时，就会出现口渴、尿少和发烧等症状。
②当人体失水10%～20%时，就会出现幻觉，甚至死亡。对人来说，水比食物还要重要。一个人在饥饿时，可以损失40%的体重而不致毙命，但是如果损失了20%的水分，就能死亡。
③水在机体内还具有润滑剂的功能，如关节液。没有唾液不能进行吞咽动物。
④许多动植物的受精作用都离不开水。精子的移动离不开水，一些昆虫和蛙的受精卵要在水里发育。
⑤……
（二）细胞中的无机盐
初中我们做实验，将骨和小麦的种子烧尽，最终都会得到一些灰白色的灰烬，请问这些灰烬是什么呢？
学生：是无机盐。
1.无机盐在细胞中的存在形式：
细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，含量较多的阳离子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。阴离子有Cl－、SO、PO、HCO等。
细胞中无机盐的含量虽少，比水远远要少，只占1%～1.5%，那无机盐在生物体内有什么作用呢？
2.无机盐在细胞中的作用：
课本P35思考与讨论：
（1）为什么缺铁会导致贫血呢？
学生：血红蛋白是一种红色含铁的蛋白质，是红细胞的主要成分，功能是运输氧气和一部分二氧化碳。血红蛋白中的铁是二价铁离子，对人来说，小肠也只吸收二价铁离子，对三价铁离子是不吸收的。没有Fe2+就不能合成血红蛋白，人就会患缺铁性贫血。
（2）植物体缺镁会影响光合作用，为什么？
学生：叶绿素是绿色植物进行光合作用的色素，它能吸收光能用于光合作用。绝大多数植物叶片的颜色是绿色的，这是叶绿素显现的颜色。没有Mg2+就不能合成叶绿素，植物的叶片就会发黄，影响到光合作用的正常进行。
（3）为什么现在许多食盐都是加碘盐呢？
学生：人缺碘会引起大脖子病（甲状腺肿大），如果幼年时缺碘，造成甲状腺素合成不足，继而还会引起大脑发育落后，出现呆小症。调查显示，我国普遍缺碘，因此要求在食盐中加碘来补充碘的不足。
（4）你还能想到人体缺哪些无机盐会引起疾病吗？
学生：缺钙会引起佝偻病。血钙太低还可能会引起抽搐。
（5）为什么老年人容易骨折而青少年的骨容易变形？
学生：骨是由有机物和无机物构成，骨的有机物使骨具有韧性，而使骨具有硬度，骨整体的弹性和硬度也就是由这两种化学成分的比例而决定。骨中有机物与无机物的比率会随着年龄的改变而发生变化，成年人的骨含有2/3的无机物和1/3的有机物，这样的比率使骨有最大的坚固性。根据力学测定，每平方厘米的股骨能承受170至220千克的抗压（缩）强度（轴向）。由于儿童的骨是有机成分大而无机成分小，故硬度差，但韧性及可塑性大。虽然不易骨折，但却容易弯曲变形。因此，儿童应特别注意良好的坐立姿势。反之，老年人骨中的无机物随年日而增多，有机物却相对地减少，所以骨较脆而易折断，而且不易愈合。因此，老年人不宜从事太过剧烈和幅度大的活动。
（6）初中提过无机盐对植物有哪些作用呢？
学生：含氮的无机盐促进细胞分裂和生长，使枝叶繁茂。
含磷的无机盐促进幼苗发育和花开放，果实种子提早成熟。
含钾的无机盐使植物茎秆健壮，促进淀粉的形成。
［教师精讲］
从大家的讨论我们也可以看出，无机盐对生物体来说也是具有重要作用的，下面我们来归纳一下：
（1）组成细胞中的化合物：例Mg2+是叶绿素分子必需的成分，Fe2+是血红蛋白的主要成分。碳酸钙是动物和人体的骨和牙齿中的重要成分。
（2）维持细胞和生物体的生命活动：例哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙盐，如果血液中钙盐的含量太低，这种动物就会出现抽搐。
（3）维持生物体内的平衡：渗透压的平衡：细胞内外无机盐的含量是维持原生质渗透压的重要因素。
酸度平衡（即pH平衡）：pH调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响着原生质组成物的所有特性以及在细胞内发生的一切反应。例如：各种蛋白质对于pH的改变异常敏感，人体血浆pH降低0.5个单位，立即发生酸中毒。无机离子如HPO/H2PO和H2CO3/HCO等组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。
离子平衡：动物细胞内外的Na+/K+/Ca2+的比例是相对稳定的。细胞膜外Na+高、K+低，细胞膜内K+高、Na+低。K+、Na+这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞可以保持反应性能的重要条件。此外，在细胞膜外Na+多Ca2+少时，神经细胞会失去稳定性，对于外来刺激会过于敏感等等。
［评价反馈］
1.某地区晒干的小麦种子的含水量约为14%，此时活细胞内水分
A.全部为自由水 B.全部为结合水 C.主要为自由水 D.主要为结合水
2.在患急性肠炎时，要及时注射生理盐水；不慎外伤后要用0.9%的盐水清洁伤口；在高温作业时，要喝淡盐水。以下各项中属于以上三种做法的主要原因依次是
①消毒 ②维持水分代谢的平衡 ③维持无机盐代谢的平衡 ④降温 ⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用
A.①②④ B.③②⑤ C.②⑤③ D.②③④
参考答案：
1.D 2.C
［课堂小结］
到这里，我们就讲完了细胞内的六大类化合物。总结一下：细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。C、H、O、N等化学元素在细胞内含量丰富，是构成细胞中主要化合物的基础。以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物，构成细胞生命大厦的基本框架；糖类和脂肪提供了生命活动的主要能源；水和无机盐与其他物质一道，共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要生理功能。活细胞中的这些化合物，含量和比例处在不断变化之中。但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。
［布置作业］
完成课本P36练习及P38自我检测。
［课后拓展］
植物组织中自由水和结合水含量的测定
原理：
植物组织中的水分是由被胶粒所固着的结合水及不被胶粒所固着的自由水两部分所组成。结合水不蒸发和结冰，不能作为溶剂，也不被溶质夺取，所以当植物组织被浸入较浓的糖溶液中脱水，一定时间后仍未被夺取的水分作为结合水，而被夺取的水分作为自由水。自由水的量可根据所加糖液浓度的降低量来计算。再由植物组织的总含水量减去自由水量，即可求得结合水量。
植物体内自由水和结合水含量及其比值常与植物的生长及抗性有密切关系。自由水较多时，代谢活动常较强，生长速度也较快，但抗性往往降低；而结合水含量多时，则情况相反。所以自由水与结合水含量是植物抗性生理的一个指标。
仪器药品：
阿贝氏折射仪、分析天平、烘箱、超级恒温水浴、直径5 mm钻孔器、干燥器、滤纸、称量瓶、吸滤管、移液管、65%～70%（W/V）蔗糖溶液
操作步骤：
1.取称量瓶2个，洗净、烘干、称重后备用。
2.在田间选定待测作物，摘取在生长、部位、叶龄等较一致的叶片5～10片。
3.用直径5 mm钻孔器，在叶子的半边钻下小圆片，每叶5片，放入1号称量瓶中，盖紧。然后在叶子的另半边的对称位置上同样钻下5个小圆片，放入2号称量瓶，盖紧。
4.1号称量瓶于105 ℃烘箱中烘干至恒重，以计算含水量（%）。
5.2号称量瓶中分析天平上称重，求得样品鲜重Wf。
6.用移液管吸取5 mL 60%蔗糖溶液，加到2号称量瓶中，加盖后再在分析天平上称重，求得所加蔗糖溶液的重量B。小心摇动瓶中溶液，使与样品混合均匀，放在阴凉处4到5小时，其间经常摇动。
7.在老师指导下，将折射仪与超级恒温水浴相边连，水浴温度调节到20 ℃。
8.用吸滤管（在玻璃管的一端塞上少许脱脂棉，另一端配上橡皮吸头）吸取2号瓶中上层透明的溶液少许，滴一滴在折射仪棱镜在毛玻璃上，旋紧棱镜，测定浸出液的含糖百分数B2。棱镜用蒸馏水清洗后，再用同样方法测得原来蔗糖溶液的含糖百分数B1。
9.计算：按下式计算植物样品中自由水含量（%）。
β=
式中：β为自由水含量（%）；
B为加入样品中蔗糖溶液的重量；
B1为原蔗糖溶液深度百分数；
B2为加样后糖溶液的浓度百分数；
Wf为植物样品鲜重。
公式（1）系根据如下关系求得：
若A为样品中自由水重量，
加样后糖溶液中自由水量为（B+A）×（1－B2），
原来糖溶液中自由水量为B（1－B1），
则样品中自由水量A=（B+A）（1－B2）－B（1－B1），
简化得：A=。β===
式（2）和式（1）完全相等。
求得自由水含量（%）后，即可根据下式求出结合水含量（%）。
结合水含量（%）=组织含水量（%）－组织中自由水量（%）
实验作业：
1.植物组织中的自由水与结合水的生理作用有何不同？
2.结合水含量何以与植物的抗逆性有关？
●板书设计
第5节 细胞中的无机物
一、细胞中的水
1.水在生物体中的含量：60%～95%
水生生物>陆生生物
幼年生物>老年生物
2.水在细胞中的存在形式：结合水（4.5%）和自由水（95.5%）
3.水在细胞中的功能：
①细胞内生化反应的良好溶剂；
②运输营养和废物；
③组成细胞成分；
④作为反应物参与细胞内一些反应。
二、细胞中的无机盐
1.无机盐在生物中的含量：1%～1.5%
2.无机盐在生物中存在形式：离子
3.无机盐的功能：
①组成细胞中的化合物。
②维持细胞和生物体的生命活动。
③维持生物体内的平衡。
●习题详解
一、练习（课本P36）
（一）基础题
1.C（水是细胞中含量最多的化合物。细胞的含水量一般都在60%以上）
2.A（自由水是细胞内的良好溶剂，许多物质溶解在这部分水中）
3.D（Pb是重金属，在体内会引起蛋白质的变性，是有害的物质）
（二）拓展题
质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。
二、问题探讨（课本P34）
1.每升饮料中约有95%的水；水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与，多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把各个细胞在代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。
2.表中氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐；在饮料中加无机盐是补充汗液中损失的无机盐；无机盐的作用：细胞中许多有机物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等。
三、旁栏思考题（课本P35）
植物要经常浇水；蜻蜓点水要在水里产卵繁殖；精子的游动是在水中；胎儿在羊水中发育等。
四、旁栏思考题（课本P36）
1.补充碘，预防大脖子病。
2.不同种类的细胞中化合物的种类有差别。各种化合物的含量也不相同。
五、思考与讨论（课本P35）
1.铁是制造血红蛋白的主要原料之一，当铁缺乏时，血红蛋白就不能合成，从而发生缺铁性贫血。
2.镁是合成叶绿素的主要原料之一，当镁缺少时，叶绿素的合成受到影响，从而影响光合作用。
六、本节聚焦（课本P34）
1.水在细胞中以自由水和结合水的形式存在。
2.水在细胞中的作用：①细胞内生化反应的良好溶剂；②运输营养和废物；③组成细胞成分；④作为反应物参与细胞内一些反应。
3.大多数无机盐在细胞中以离子的形式存在。
4.因为许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要的作用。①组成细胞中的化合物。②维持细胞和生物体的生命活动。③维持生物体内的平衡。