高中生物教学策略：组成生物体的化合物（原创）.doc

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组成生物体的化合物
●教学目标
知识目标
识记：原生质的概念及化学成分。
理解：1.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功能。
2.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。
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。
能力目标
1.通过对四种有机物的元素组成横向比较，训练学生类比、归纳的能力。
2.通过对蛋白质结构的学习，训练学生空间想象力、抽象思维能力。
3.通过对蛋白质和核酸的化学成分和结构的掌握，培养学生从分子水平认识生命本质的思维方式。
情感目标
通过对蛋白质结构和功能的学习，使学生形成生物体的结构和功能、多样性与共同性相统一的观点。
●重点·落实方案
重点
1.各种化合物在细胞中的存在形式和重要功能。
2.蛋白质的分子结构层次和多样性。
落实方案
1.联系生活中的事例，使学生从感性认识升华为理性认识。
2.利用剪贴图、投影片和教材中的示意图，帮助学生理解动态的、抽象的蛋白质结构内容。
●难点·突破策略
难点
蛋白质和核酸的相对分子质量，基本单位，分子结构和主要功能。
突破策略
采用对比、分层认识的方法，对蛋白质和核酸等生物大分子的分子结构逐步深入。
●教具准备
1.甲烷的分子、乙酸分子、甘氨酸分子、氨基酸通式间演变的多媒体课件。
2.胰岛素A链和B链的氨基酸序列图。
3.肽链形成过程，蛋白质空间结构的多媒体课件。
4.核苷酸的结构图。
●学法指导
1.原生质要从三个方面来理解：①从功能上，原生质是指细胞的全部生命物质；②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；③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。
2.关于生物体内的水，有两点值得注意。一是水的含量：①水是原生质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的不同而有很大差异，生命活动旺盛的细胞，含水量就高。二是关于水的两种存在形式自由水和结合水，在一定条件下可以互相转化。
3.学习糖类时，首先要注意，单糖、二糖、多糖之间的相互转化。如2分子单糖缩合可形成二糖，许多单糖缩合可形成多糖；多糖水解可生成许多单糖，二糖水解可生成2分子单糖。其次要注意，蔗糖、麦芽糖、乳糖三种二糖水解产生的单糖不同，1分子蔗糖水解可形成1分子葡萄糖和1分子果糖；1分子麦芽糖水解可产生2分子葡萄糖；1分子乳糖水解可形成1分子葡萄糖和1分子半乳糖。第三，运用比较法，将糖类的各存在形式的存在部位分类比较，以便记忆。具体如下：

同时存在于动、植物中的糖
只存在于动物中的糖
只存在于植物中的糖
单糖
葡萄糖、核糖、脱氧核糖
半乳糖
果 糖
二糖

乳 糖
蔗糖、麦芽糖
多糖

糖 元
淀粉、纤维素
4.关于蛋白质结构需要强调的是：①每种氨基酸至少含有一个—NH2和一个—COOH，那是因为有的氨基酸含有两个—COOH，如谷氨酸；有的氨基酸含有两个—NH2，如赖氨酸。因“至少”两字绝对不是可有可无的；②不同种氨基酸具有不同的“R”基团，如把“R”基团具体化便是具体的氨基酸了；③多肽链还不是蛋白质分子。一个蛋白质分子可以含一条或几条多肽链。蛋白质分子只有一条肽链的，如肌红蛋白，由153个氨基酸分子构成；有两条肽链的，如牛胰岛素A链为21个氨基酸分子，B链为30个氨基酸分子；有4条肽链的，如人的红细胞的血红蛋白，两条A链各为141个氨基酸分子，两条B链各为146个氨基酸分子；④不论一个蛋白质分子有几条肽链构成，肽链均不是呈直线形的，也不是位于同一平面上，而是有规则地螺旋盘绕，折叠成一定的空间结构。不同的蛋白质分子空间结构是不同的。
5.关于脂类，由于存在形式较多，功能各不相同，因而学起来有乱感。我们不妨从功能入手，采用归纳法，将脂类分成以下三类：一是储存脂类，即脂肪；二是结构脂类，即磷脂等类脂；三是功能脂类，即固醇。这样也有利于对不同脂类的理解。
●课时安排
2课时
第一课时
●教学过程
导课
1.提问学生组成生物体的主要元素有哪些?
2.这些生命元素，组成各种化合物。化合物是生物生命活动的物质基础，各种化合物共同组成细胞内的生命物质即原生质。活细胞之所以进行一切生命活动，这与构成细胞的各种化合物有密切关系。
教学目标达成
(一)无机化合物
1.水
指导学生阅读教材，了解水在细胞及生物体的含量。让学生总结出水分含量特点。
讲解水在细胞中以两种形式存在：
自由水：以游离的形式存在，可以流动，占细胞全部水的95%以上。但随发育期的不同和细胞种类的不同而有很大差异，生命活动旺盛的细胞，自由水的含量就高，反之，含量就低。
结合水：与细胞内的其他物质相结合的水，不易流动和散失，含量变化也比较小，约占细胞内全部水分的４．5％左右。但自由水和结合水可以互相转化。
水的生理作用：
结合水是细胞的组成成分，自由水是细胞内的良好溶剂，生物所需要的营养物质和代谢废物都是以水溶液的形式进出细胞，同时细胞内的许多生物化学反应必须有水的参加。
2.无机盐
质疑：
①儿童和老年人补钙时，什么状态的钙容易被人吸收?
答：离子形式的钙。
②人每天为什么要摄取一定量的食盐?吃盐多为什么产生渴觉?
答：摄取食盐是为了补充Ｎａ＋。产生渴觉是由于食盐过多、会引起细胞外液渗透压升高，通过产生口渴来直接调节水的摄入量。
③人在输液时为什么要用0.9%的NaCl盐水?
④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，归纳出无机盐含量很少、大多数以离子状态存在。其生理作用是细胞内某些化合物的组成成分；对于维持生物体的生命活动的进行有重要作用。
(二)有机物
1.糖类
为什么有的同学常在上午第三节课后感到心慌，注意力难以集中?这主要是由于血液中的葡萄糖含量降低，能量供应不足而引起的。糖类是生物体主要的组成成份之一，它广泛存在于动物、植物体内。
糖类的组成元素是Ｃ、Ｈ、Ｏ，其中氢与氧的比值和水一样为２∶1，因此，习惯上将糖类叫碳水化合物。
糖类的种类
根据糖类水解后形成的物质，糖类大致可分为单糖、二糖、多糖。教师结合课本P13的简表，讲解糖的水解和缩合作用，使学生理解单糖、二糖、多糖三者的区别和联系。
（1）单糖
①概念：单糖是不能水解的糖。
②种类和作用：在生物界分布最广的单糖是葡萄糖和果糖，葡萄糖为多羟基醛、果糖是多羟基酮，都具有还原性，但果糖比葡萄糖甜、不易结晶，是细胞的重要能源物质。核糖和脱氧核糖为五碳糖，二者是构成遗传物(RNA和DNA)的成分。
（2）二糖
①概念：二糖是水解能够生成两分子单糖的糖。
②种类和分布：在植物细胞中，重要的二糖为蔗糖和麦芽糖，它们的分子式都是C12H22O11，但结构不同，蔗糖分子内不含醛基，没有还原性，麦芽糖含有醛基，具有还原性。甘蔗和甜菜里含有大量的蔗糖。发芽的大麦粒里含有大量的麦芽糖。在动物的细胞中，最重要的二糖是乳糖。乳汁里含有乳糖。
（3）多糖
①概念：多糖是水解后能够生成多个单糖的糖。
②种类和作用：淀粉和纤维素存在于植物细胞中，淀粉是植物细胞中重要的储存能量的物质。纤维素是植物细胞壁的基本成分。糖元是动物细胞和人体细胞中最重要的多糖，是细胞中重要的储存能量物质。
糖类的功能
通过分析比较几种主要糖类的作用，让学生总结出糖类的主要功能。
糖类是构成生物体的重要成分。如核糖和脱氧核糖是构成遗传物质(RNA和DNA)的成分。也是生物体进行生命活动的主要能源物质。
2.脂类
脂类也是生物体不可缺少的化合物，它主要由Ｃ、Ｈ、Ｏ三种元素组成，包括三类。
(1)脂肪(也叫储存酯类)：主要是生物体内储存能量的物质，此外还有维持体温恒定，减少内部器官之间摩擦和缓冲外界压力等作用。
(2)类脂(也叫结构酯类)：其中磷脂是构成细胞膜和各种生物膜的结构的成分。
(3)固醇类(也叫功能酯类)：主要包括胆固醇、性激素和维生素D等，这些物质与维持正常的代谢和生殖有关。
教学目标巩固
银幕显示检测题
1.生物体一切生命活动的重要化学反应都离不开( )
A.水 B.无机盐 C.糖类 D.脂类
答案：A
2.医学上用0.９％NaCl溶液给人输液，说明无机盐的作用是( )
A.消炎杀菌 B.提供营养
C.构成细胞化学成分 D.维持细胞形态和功能
答案：D
3.下列物质不属脂类的是( )
A.胆固醇 B.脂肪酶 C.维生素 D.雄性激素
答案：B
4.植物细胞中最重要的二糖是( )
A.淀粉和蔗糖 B.乳糖和葡萄糖
C.蔗糖和麦芽糖 D.葡萄糖和蔗糖
答案：C
5.有一耕牛突然发生肌肉抽搐，经检查血液中含量最低的物质是( )
A.水 B.蛋白质 C.维生素 D.钙盐
答案：D
6.下列有关糖类的作用的叙述中，错误的是( )
A.核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分
B.葡萄糖是重要的储能物质
C.淀粉和糖元是生物体的能源储备
D.纤维素是植物细胞壁的主要成分
答案：B
布置作业
1.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?
答案：略
2.生物体进行生命活动的主要能源物质是_________；组成核酸的糖类在结构上属于_________。
答案：1.略 2.糖类 单糖
结课
通过对水和无机盐在生物体中的含量、存在形式和生理作用的探讨，使学生理解细胞及生物体能维持正常生活、与水和无机盐的关系。糖类和脂类是生物体内普遍存在的两种有机物，糖类和脂肪是生物体内的能源物质，磷脂是构成生物膜结构的重要组成成分；固醇类对于生物体维持正常的新陈代谢和生殖过程，起着重要的调节作用。

●板书设计
第二节 组成生物体的化合物
水
含量：量多
存在形式
自由水
结合水
生理作用：
一、无机物

含量：较少
存在形式：多数为离子
生理作用：

无机盐

组成元素：Ｃ、Ｈ、Ｏ
种类：单糖、二糖、多糖
生理作用：主要能源物质
糖类
二、有机物

组成元素：Ｃ、Ｈ、Ｏ
种类及功能
脂类

组成生物体的化合物 第2课时
●教学过程
导课
生命的主要物质基础是蛋白质和核酸，恩格斯曾经说“生命是蛋白体的存在形式”，恩格斯说的蛋白体，就是现代分子生物学中的蛋白质和核酸。蛋白质是构成生物体细胞结构的基本物质，核酸是一切生物的遗传物质。
教学目标达成
3.蛋白质
(1)知道蛋白质在细胞中含量和化学元素组成。
(2)理解蛋白质是生物大分子化合物及它的分子结构层次。
(3)理解蛋白质的多样性和功能。
重点在第(2)点，以下依次展开
(1)蛋白质的化学元素组成
指导学生阅读教材，使学生知道蛋白质的含量仅次水，占细胞干重的50%以上，每种蛋白质都含有C、H、O、N四种元素，是含氮的有机化合物。很多重要的蛋白质还含有P、Ｓ两种元素，有的也含微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。如血红蛋白质含Ｆｅ。
(2)蛋白质是生物大分子，分子结构复杂
①相对分子质量：通常蛋白质有几千至几十万个原子组成，分子质量从几万一直到几百万以上。从以下物质比较可以看出相对分子质量很大。
举例：
物质
水
血红蛋白
分子式
H2O
C3032H4816O372N780S8Fe4
分子质量
18
64500
②基本组成单位——氨基酸
无论蛋白质分子结构多复杂，但各种蛋白质的基本单位是氨基酸，构成生物蛋白质的20多种氨基酸分子结构的通式：
银幕显示①：
甲烷→乙酸→甘氨酸→氨基酸通式演变过程动画图。

R基不同(R1R2……)，氨基酸种类不同。每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且氨基(—ＮＨ2）和羧基(—ＣＯＯＨ）连接在同一碳原子上。
银幕显示②检测题
下列哪个不是构成蛋白质的氨基酸( )

答案：D
③分子结构
蛋白质是由许多氨基酸分子互相连接而成，氨基分子相结合的方式是：一个氨基酸分子的羧基(—ＣＯＯＨ）与另一个氨基酸分子的氨基(—NH２)相连接，同时失去一分子的水，这种结合方式叫脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键叫肽键(—ＮＨ—CO—)。
银幕显示③：肽链的形成过程动画图。

从上图看，两分子氨基酸脱水缩合而形成的化合物，叫做二肽，由3个或3个以上氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫做多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。一个蛋白质分子可以含有一条或几条肽链。
出示胰岛素，胰岛素A链和B链的氨基酸序列图，并让学生活动，计算出A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，这两条肽链共有多少个肽键。(答案是49)。
教师根据信息反馈情况，讲清肽链形成过程中氨基酸数，肽键数和水分子数之间的关系。并归纳出ｎ个氨基酸脱水形成的肽键数为ｎ与肽链数的差。胰岛素有两条肽链，肽链数应为(ｎ－２）。
④空间结构
蛋白质分子中的肽链，不是呈直线形，也不在同一个平面上，而是通过一定的化学键，形成有规则地螺旋盘绕，折叠成一定的空间结构。各种蛋白质的空间结构不同。
银幕显示④蛋白质分子的空间结构图。
蛋白质空间结构的改变，会使蛋白质原有性质发生变化。如医学上的消毒灭菌过程，生活中的烫发、鸡蛋煮熟等，都是由于高温破坏了蛋白质的空间结构，使蛋白质变性失活。
(3)蛋白质分子的多样性和功能
学生讨论：蛋白质分子为何能呈现出多样性。
多样性：取决于组成肽链的氨基酸的种类、数目和排列顺序。其次还取决于肽链的空间结构的不同。
学生活动：阅读P16蛋白质的主要功能。
蛋白质分子结构的多样性，决定了蛋白质分子具有多种重要功能，主要体现在五个方面：①有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质(结构蛋白)，如人和动物的肌肉蛋白。②有些蛋白质有催化作用(酶)，如参与生物体各种生命活动的酶。③有些蛋白质有运输作用(运输蛋白)如血红蛋白运输氧。④有些蛋白质有调节作用(激素蛋白)，如胰岛素和生长激素都是蛋白质，能够调节糖代谢和生长发育。⑤有些蛋白质有免疫作用(防御蛋白)，如动物和人体内的抗体蛋白，能消除外来蛋白质对身体的生理功能的干扰，起到免疫作用。总之，蛋白质是细胞中重要的有机化合物，蛋白质是一切生命活动的体现者。
4.核酸
核酸是细胞中另一种信息大分子，存在于每个细胞中，由于最初是在细胞核中发现和分离出来的，显酸性，因此叫核酸，现在已知道除了细胞核内存在外，也广泛存在于细胞质中。
(1)核酸的元素组成
核酸的组成元素是Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、P等，也是一种生物大分子化合物，相对分子质量在几十万到几百万。
(2)核酸的基本单位——核苷酸
银幕显示：核苷酸的结构

上图表明一分子核苷酸由三部分组成：一分子含氮碱基、一分子磷酸、一分子五碳糖。每个核酸分子是由几百到几千个核苷酸，通过化学键互相连接而成的长链。
(3)核酸的种类和分布
银幕显示
种类
中文名
五碳糖
分布
DNA
脱氧核糖核酸
Ｃ5H10O4
主要存在于细胞核
RNA
核糖核酸
Ｃ5Ｈ10Ｏ5
主要存在于细胞质
DNA是染色体的主要成分，与蛋白质构成了染色体(染色质)，是细胞核中的遗传物质，此外，在线粒体和叶绿体中也含有DNA。
(4)核酸的功能
核酸是一切生物的遗传物质，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。
教学目标巩固
银幕显示检测题：
1.肽键的正确表达是( )
Ａ．ＮＨＣＯ Ｂ．—CO—NH— C.NH—CO D.—CH—CO—
答案：B
2.一个由ｎ条肽链组成的蛋白质分子共有ｍ个氨基酸，该蛋白质分子完全水解共需水分子( )
A.ｎ个 B.ｍ个 C.(ｍ＋ｎ）个 D.(ｍ－ｎ）个
答案：D
3.DNA的基本组成单位是( )
A.氨基酸 B.脱氧核苷酸 C.核糖核酸 D.脱氧核糖
答案：B
4.生化分析某有机分子样品，得知该物质含有C、H、O、N、P等基本元素，这种物质最可能是( )
A.淀粉 B.脂肪 C.核酸 D.葡萄糖
答案：C
5.生命活动的体现者是( )
A.糖类 B.脂类 C.蛋白质 D.核酸
答案：C
6.鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，这是由于高温破坏了蛋白质的( )
A.肽键 B.肽链 C.空间结构 D.氨基酸
答案：C
布置作业
1.教材P17复习题三、1。
2.植物从土壤中吸收的氮元素，可用于合成( )
A.淀粉和氨基酸 B.脂肪和糖元
C.磷脂和蛋白质 D.DNA和蛋白质
答案：D
3.能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字是( )
①氨基酸 ②C、H、O、N等元素 ③氨基酸分子相互结合 ④多肽 ⑤形成一定的空间结构
A.①②③④⑤ B.②①④③⑤
C.②①③⑤④ D.②①③④⑤
答案：D
4.若氨基酸的平均相对分子质量为a，一个由ｎ条肽链组成的蛋白质分子共有ｍ个氨基酸，则该蛋白质的相对分子质量为( )
A.am－18（ｍ－ｎ） Ｂ．am
Ｃ.am－18（ｎ－1） Ｄ．am－18n
答案：A
5.与决定蛋白质分子结构多样性无关的因素是( )
A.氨基酸的种类和顺序 B.肽键的多少
C.肽键的结构 D.蛋白质分子的空间结构
答案：B
6.糖元经过酶的催化作用，最后水解成( )
A.麦芽糖 B.乳糖 C.葡萄糖 D.CO2和Ｈ2Ｏ
答案：C
7.占肝细胞干重50%以上的有机物是( )
A.水 B.蛋白质 C.脂类 D.核酸
答案：B
8.下列属于核酸组成成分的是( )
A.五碳糖、含氮碱基、磷酸 B.核糖、碱基、核苷酸
C.脱氧核糖、羧基、磷酸 D.五碳糖、碱基、氨基酸
答案：A
结课
组成生物体的化合物，都有其重要的生理功能，各种化合物共同组成原生质。原生质是指细胞内的生命物质，主要包括蛋白质和核酸，它又分化为细胞膜、细胞质、细胞核等部分，细胞就是这些物质最基本的结构形式。应该注意，植物细胞的细胞壁并不具有活性，因此不是原生质包括的内容。任何一种化合物都不能够单独地完成某一种活动，而只有按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。
●板书设计
3.蛋白质
元素组成：

功能：①结构蛋白 ②酶 ③运输蛋白 ④激素蛋白 ⑤防御蛋白
4.核酸

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