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化合物生物體的組成
教學(xué)目標
知識目標
理解由各種化合元素組成的水、無(wú)機鹽、糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、核酸等各種化合物的化學(xué)組成特點(diǎn)，在細胞和生物體內的存在形式和各自具有的生理功能；初步了解生物的各種生命活動(dòng)是體內各種化合物按一定方式和規律有機地結合起來(lái)協(xié)調合作、共同作用的結果。
能力目標
通過(guò)對組成生物體的化合物相關(guān)知識的學(xué)習和分析，培養學(xué)生理解、思考和分析問(wèn)題的能力；通過(guò)對不同化合物的組成、結構和生理功能的學(xué)習和分析，培養學(xué)生運用對比的方法獨立解決問(wèn)題的能力；通過(guò)對化合物的學(xué)習和分析，初步培養學(xué)生跨學(xué)科綜合分析問(wèn)題的能力。
情感目標
通過(guò)各種化合物的結構特點(diǎn)和功能特點(diǎn)的學(xué)習，認識結構與功能相統一的觀(guān)點(diǎn)；通過(guò)各種化合物的功能的學(xué)習，認識生物體的物質(zhì)性和生命活動(dòng)需要物質(zhì)基礎的觀(guān)點(diǎn)；使學(xué)生初步學(xué)會(huì )抓住知識中的主要矛盾和矛盾的主要方面的學(xué)習方法；培養學(xué)生用抓住事物之間的內在聯(lián)系的觀(guān)點(diǎn)分析事物、認識世界的思維方法。
教學(xué)建議
知識體系圖解
重點(diǎn)分析
1．組成生物體的六大類(lèi)化合物的元素組成，該六大類(lèi)物質(zhì)在生物體內和細胞中的存在形式、在生命活動(dòng)中的主要功能。
組成生物體的六大類(lèi)化合物雖然都是由化學(xué)元素組成，但組成的各類(lèi)化學(xué)元素的種類(lèi)、數量、組成的方式是各不相同的，教師應指導學(xué)生運用對比的方法進(jìn)行比較，使學(xué)生了解各種化合物的組成特點(diǎn)，并在此基礎上掌握其功能；另一方面該部分的知識又是學(xué)習以后知識，如新陳代謝、遺傳和變異的重要基礎。所以必須作為重點(diǎn)指導學(xué)生學(xué)好、學(xué)扎實(shí)。
2．四類(lèi)有機物的結構和功能
四類(lèi)有機物是生物體特有的化合物，了解這四種化合物的結構和在生物體生命活動(dòng)中的功能，特別是四種化合物在生物體生命活動(dòng)的功能的側重點(diǎn)，利于學(xué)生深入理解生物體的生命活動(dòng)。糖類(lèi)物質(zhì)主要作為生命活動(dòng)的供能物質(zhì)，脂類(lèi)物質(zhì)主要作為生命活動(dòng)的儲能物質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的體現者，而核酸是生命活動(dòng)的控制者，核酸對生命活動(dòng)的控制是通過(guò)控制蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現的。教師在教學(xué)中應重點(diǎn)引導學(xué)生對四種化合物的功能進(jìn)行區分。
難點(diǎn)分析
1．組成蛋白質(zhì)的結構單位——氨基酸的化學(xué)結構特點(diǎn)，蛋白質(zhì)的空間結構及其與功能特點(diǎn)的相互關(guān)系。
蛋白質(zhì)的結構單位以及蛋白質(zhì)的化學(xué)結構特點(diǎn)及空間結構特點(diǎn)等，是有機化學(xué)的知識，由于學(xué)生還沒(méi)有開(kāi)始學(xué)習有機化學(xué)，因此是學(xué)習上的難點(diǎn)。教師在教學(xué)時(shí)應注意聯(lián)系化學(xué)知識進(jìn)行講解，講清楚氨基酸的結構通式，通過(guò)氨基酸的縮合反應引出蛋白質(zhì)的化學(xué)結構，并直觀(guān)演示蛋白質(zhì)的空間結構（模型），幫助學(xué)生理解蛋白質(zhì)的空間結構和生理功能特點(diǎn)的相互關(guān)系。
2．組成核酸的基本單位——核苷酸的結構特點(diǎn)，核酸的種類(lèi)、結構特點(diǎn)和主要功能。
核酸的知識雖然簡(jiǎn)單，但知識繁多、瑣碎，對于學(xué)生來(lái)講學(xué)習和記憶都有一定的困難，因此是教學(xué)的難點(diǎn)。教師教學(xué)是一要注意與蛋白質(zhì)的結構單位（核苷酸）區分開(kāi)，二要區分核酸的不同種類(lèi)（DNA、RNA），三要區分不同種類(lèi)核酸的核苷酸，為后面遺傳的物質(zhì)基礎的學(xué)習奠定基礎。
教法建議
[學(xué)生基礎較好的學(xué)�；虬嗉塢
可采用討論與學(xué)生自學(xué)相結合的方式進(jìn)行教學(xué)。
課時(shí)安排：2課時(shí)。
第一課時(shí)：以討論為主的綜合課。通過(guò)自學(xué)和對大量事例的分析和討論，學(xué)習組成生物體的水分和無(wú)機鹽及其生理作用，學(xué)習糖類(lèi)和脂類(lèi)的知識，認識糖類(lèi)和脂類(lèi)的化學(xué)元素組成、分類(lèi)及生理作用。
第二課時(shí)：以討論為主的綜合課。通過(guò)分析和講解，學(xué)習生物大分子——蛋白質(zhì)和核酸的化學(xué)元素組成、基本組成單位、化學(xué)結構和空間結構特點(diǎn)、生理作用等知識。最后通過(guò)典型案例引出原生質(zhì)的概念。
[普通學(xué)校]
可采用講解與討論相結合的方式進(jìn)行教學(xué)。
課時(shí)安排：2課時(shí)
第一課時(shí)：講解水分、無(wú)機鹽、糖類(lèi)和脂類(lèi)知識。教師講解時(shí)，要注意聯(lián)系生物學(xué)實(shí)際，大量列舉生物學(xué)事例，通過(guò)大量感性知識幫助學(xué)生理解糖類(lèi)和脂類(lèi)的相關(guān)知識。
第二課時(shí)：講解蛋白質(zhì)和核酸的知識。教師講解時(shí)要注意聯(lián)系化學(xué)知識，聯(lián)系具體的生物學(xué)事例，聯(lián)系生物體的具體功能，幫助理解相關(guān)的知識。最后總結歸納原生質(zhì)的概念。
教學(xué)設計方案
第二節 組成生物體的化合物
問(wèn)題1：組成生物體的化學(xué)元素在生物體內是以什么形式存在的？
說(shuō)明：教師引導學(xué)生分析組成生物體的化學(xué)元素在體內以什么形式存在（單質(zhì)還是化合態(tài)），分析時(shí)結合學(xué)生了解的生物體組成的化合物來(lái)分析，總結歸納出構成細胞的化合物。
一、構成細胞的化合物
無(wú)機化合物：水：80-90%
無(wú)機鹽：1-1、5%
有機化合物：蛋白質(zhì)：7-10%
核酸
糖類(lèi)：1-1、5%
脂類(lèi)：1-2%
二、水
問(wèn)題2：水對于生物體是至關(guān)重要的，水對于生物體、對于細胞有什么生理作用呢？這種作用是如何體現的？
說(shuō)明：引導學(xué)生從水的生理作用、水的存在形式等方面分析水分的相關(guān)知識，既要通過(guò)介紹實(shí)例來(lái)啟發(fā)學(xué)生分析，也要鼓勵學(xué)生自己舉例分析水分的相關(guān)知識。歸納總結如下：
1、含量：最多
�。�1）不同生物含量不同：水母97%、毛豆60%
�。�2）不同結構含量不同：骨22%、肌肉76%、腦86%
�。�3）不同生長(cháng)階段含量不同：嬰兒72%、成人60%、老人50%
2、存在形式：
�。�1）結合水（4、5%）：與細胞內其它物質(zhì)結合
�。�2）自由水（94、5%）：以游離形式存在，可自由流動(dòng)
如：種子烘干（水分為自由水）
3、生理作用：水是生命之源
�。�1）細胞核生物體的組成成分
�。�2）良好的溶劑，利于體內化學(xué)反應的進(jìn)行
�。�3）利于細胞內物質(zhì)運輸
三、無(wú)機鹽
問(wèn)題3：無(wú)機鹽在生物體內以什么形式存在？無(wú)機鹽對于細胞和生物體的作用如何？這些生理作用是如何發(fā)揮的？
說(shuō)明：引導學(xué)生從無(wú)機鹽的存在形式、無(wú)機鹽的生理作用等方面分析無(wú)機鹽的相關(guān)知識，既要通過(guò)介紹實(shí)例（見(jiàn)下面總結）來(lái)啟發(fā)學(xué)生分析，也要鼓勵學(xué)生自己舉例分析。歸納總結如下：
1、含量：很少
2、存在形式：離子態(tài)
3、生理作用
�。�1）細胞內某些復雜的化合物的重要組成部分
鎂離子：葉綠素；鐵離子：血紅蛋白
�。�2）維持生命活動(dòng)
鈣離子：激活凝血酶原，缺乏時(shí)表現抽搐現象
�。�3）維持細胞滲透壓和酸堿平衡
生理鹽水：保證細胞正常的滲透平衡
四、糖類(lèi)
問(wèn)題4：你所知道的糖有哪些？這些糖的共同特點(diǎn)是什么？它們對于細胞和生物體有什么生理作用？
說(shuō)明：引導學(xué)生從自己感知的糖類(lèi)出發(fā)，分析糖類(lèi)的分類(lèi)，再引導學(xué)生分析糖類(lèi)的共同特點(diǎn)過(guò)程中分析糖類(lèi)的元素組成和生理作用，教師再結合特定的事例（見(jiàn)總結）幫助學(xué)生分析理解糖類(lèi)的特殊的生理作用。最后歸納總結如下：
1、組成元素：C、H、O
2、分類(lèi)（根據水解情況分類(lèi)）
�。�1）單糖：不能水解，五碳糖、六碳糖
葡萄糖：光合作用的產(chǎn)物
細胞重要的能源物質(zhì)
半乳糖：乳汁中
�。�2）二糖：水解后產(chǎn)生兩個(gè)單糖
植物二糖：蔗糖、麥芽糖
動(dòng)物二糖：乳糖
�。�3）多糖：水解后產(chǎn)生多個(gè)單糖
植物多糖：淀粉、纖維素
動(dòng)物多糖：糖原（肝糖原、肌糖原）
3、生理作用
�。�1）核糖、脫氧核糖是核酸的重要組成分
�。�2）生物體生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)
�。�3）糖類(lèi)與生物體的結構有關(guān)
五、脂類(lèi)
問(wèn)題5：你所知道的脂類(lèi)有哪些？這些脂類(lèi)的共同特點(diǎn)是什么？它們對于細胞和生物體有什么生理作用？
說(shuō)明：引導學(xué)生從自己感知的脂類(lèi)出發(fā)，分析脂類(lèi)的分類(lèi)，再引導學(xué)生分析脂類(lèi)的共同特點(diǎn)過(guò)程中分析脂類(lèi)的元素組成和生理作用，教師再結合特定的事例（見(jiàn)總結）幫助學(xué)生分析理解脂類(lèi)的特殊的生理作用。最后歸納總結如下：
1、組成元素：C、H、O、（N、P）
C、H比例高，徹底氧化釋放出更多能量
2、分類(lèi)及生理作用
�。�1）脂肪：儲能物質(zhì)
維持體溫恒定、減少摩擦、緩沖外界壓力等
�。�2）類(lèi)脂：磷脂（構成膜的主要成分）
腦磷脂、卵磷脂
六、蛋白質(zhì)
問(wèn)題6：你所知道的蛋白質(zhì)有哪些？這些蛋白質(zhì)的共同特點(diǎn)是什么？它們對于細胞和生物體有什么重要生理作用？
說(shuō)明：引導學(xué)生從自己感知的蛋白質(zhì)出發(fā)，分析蛋白質(zhì)的元素組成及生理功能，在此基礎上引導學(xué)生分析蛋白質(zhì)功能的結構基礎及結構特點(diǎn)，詳細地分析講解蛋白質(zhì)的相關(guān)知識。最后歸納總結如下：
蛋白質(zhì)被稱(chēng)做是生命活動(dòng)的體現物質(zhì)。在細胞的各種結構中都是非常重要的成分。大約占細胞干重的50%，是一種高分子化合物，或叫生物大分子。
1、相對分子量大
幾千到幾十萬(wàn)個(gè)原子，分子量幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)
如：乳球蛋白3、6萬(wàn)
2、分子結構復雜
1、種類(lèi)多樣性：蛋白質(zhì)的多樣性
分析原因：
�。�1）氨基酸的種類(lèi)、數目、序列不同--多肽鏈多樣
�。�2）空間結構多樣
2、功能重要：一切生命活動(dòng)的體現者
�。�1）構成細胞和生物體的重要物質(zhì)（結構蛋白）；
�。�2）有些蛋白質(zhì)有催化作用（酶）；
�。�3）有些蛋白質(zhì)有運輸作用（載體蛋白）；
�。�4）有些蛋白質(zhì)有調節作用（激素蛋白）；
�。�5）有些蛋白質(zhì)有免疫作用（抗體）。
七、核酸：生物大分子
核酸是從細胞核中最初提取出來(lái)的酸性物質(zhì)。分為兩類(lèi)：DNA、RNA
1、分子量大 名稱(chēng) RNA DNA
分子量 104 106
分布 細胞質(zhì) 細胞核
2、結構復雜
�。�1）元素組成：C、H、O、N、P
�。�2）結構單位：核苷酸
分類(lèi)：核糖核苷酸：4種
脫氧核糖核苷酸：4種
�。�3）化學(xué)結構：多核苷酸鏈
�。�4）空間結構：DNA的雙螺旋結構
�。ㄗⅲ旱诹略敿氈v解）
3、種類(lèi)多樣：每種生物均不同
4、功能重要：一切生物的遺傳物質(zhì)
�。�1）控制生物的遺傳和變異。
�。�2）控制蛋白質(zhì)的生物合成。
過(guò)渡：六種化合物，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的體現者，核酸是生命活動(dòng)的調控者，二者最為重要，都是生物大分子，而糖類(lèi)和脂類(lèi)主要是作為能源物質(zhì)出現的，同時(shí)參與一些生命活動(dòng)調節，水和無(wú)機鹽作為生命活動(dòng)的輔助物質(zhì)，這六種化合物共同組成了細胞的物質(zhì)，即原生質(zhì)。
八、原生質(zhì)
案例1：小實(shí)驗--科學(xué)家研磨活水螅，提取出各種化合物，然后再按真實(shí)比例混合，放在適宜的環(huán)境下培養，預測一下能否得到活細胞？這個(gè)實(shí)驗能說(shuō)明什么問(wèn)題？
分析：當然不能
原生質(zhì)的具體存在形式是活細胞
原生質(zhì)具有特定的結構
所以：1、原生質(zhì)的主要成分是蛋白質(zhì)和核酸；
2、原生質(zhì)能表現出生命活動(dòng)（如自我更新）；
3、原生質(zhì)分化成細胞質(zhì)、細胞膜、細胞核等結構。
進(jìn)一步了解生命的本質(zhì)，需要研究細胞的結構。
板書(shū)提綱
第二節 組成生物體的化合物
一、構成細胞的化合物
無(wú)機化合物：水、無(wú)機鹽
有機化合物：蛋白質(zhì)、核酸、糖類(lèi)、脂類(lèi)
二、水
1．含量：最多
�。�1）不同生物含量不同：水母97%、毛豆60%
�。�2）不同結構含量不同：骨22%、肌肉76%、腦86%
�。�3）不同生長(cháng)階段含量不同：嬰兒72%、成人60%、老人50%
2．存在形式：
�。�1）結合水（4、5%）：與細胞內其它物質(zhì)結合
�。�2）自由水（94、5%）：以游離形式存在，可自由流動(dòng)
3．生理作用：水是生命之源
�。�1）細胞核生物體的組成成分
�。�2）良好的溶劑，利于體內化學(xué)反應的進(jìn)行
�。�3）利于細胞內物質(zhì)運輸
三、無(wú)機鹽
1．含量：很少
2．存在形式：離子態(tài)
3．生理作用
�。�1）細胞內某些復雜的化合物的重要組成部分
�。�2）維持生命活動(dòng)
�。�3）維持細胞滲透壓和酸堿平衡
四、糖類(lèi)
1．組成元素：C、H、O
2．分類(lèi)（根據水解情況分類(lèi)）
�。�1）單糖：
3．生理作用
�。�1）核糖、脫氧核糖是核酸的重要組成分
�。�2）生物體生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)
�。�3）糖類(lèi)與生物體的結構有關(guān)
五、脂類(lèi)
1．組成元素：C、H、O、（N、P）
2．分類(lèi)及生理作用
�。�1）脂肪：儲能物質(zhì)、維持體溫恒定、減少摩擦、緩沖外界壓力等
�。�2）類(lèi)脂：磷脂（構成膜的主要成分）
六、蛋白質(zhì)--生物大分子
1．相對分子量大
2．分子結構復雜
�。�4）空間結構：蛋白質(zhì)--一條或多條多肽鏈形成空間結構
3．種類(lèi)多樣性：蛋白質(zhì)的多樣性
原因：（1）氨基酸的種類(lèi)、數目、序列不同--多肽鏈多樣
4．功能重要：一切生命活動(dòng)的體現者
�。�1）構成細胞和生物體的重要物質(zhì)（結構蛋白）；
�。�2）有些蛋白質(zhì)有催化作用（酶）；
�。�3）有些蛋白質(zhì)有運輸作用（載體蛋白）；
�。�4）有些蛋白質(zhì)有調節作用（激素蛋白）；
�。�5）有些蛋白質(zhì)有免疫作用（抗體）。
七、核酸--生物大分子
DNA和RNA
1．分子量大 名稱(chēng) RNA DNA
分子量 104 106
分布 細胞質(zhì) 細胞核
2．結構復雜
�。�1）元素組成：C、H、O、N、P
�。�2）結構單位：核苷酸
�。�3）化學(xué)結構：多核苷酸鏈
�。�4）空間結構：DNA的雙螺旋結構
3．種類(lèi)多樣：每種生物均不同
4．功能重要：一切生物的遺傳物質(zhì)
�。�1）控制生物的遺傳和變異。
�。�2）控制蛋白質(zhì)的生物合成。
八、原生質(zhì)
1．原生質(zhì)的主要成分是蛋白質(zhì)和核酸；
2．原生質(zhì)能表現出生命活動(dòng)（如自我更新）；
3．原生質(zhì)分化成細胞質(zhì)、細胞膜、細胞核等結構。
探究生物組織中的主要化合物
探究目的：探究生物組織中的主要化合物的種類(lèi)
探究原理：某些化學(xué)試劑能夠使生物組織中的有關(guān)化合物產(chǎn)生特定的顏色反應，生物組織中的有些化合物還可以通過(guò)其它方法鑒定它的存在。假設生物組織中含有水、無(wú)機鹽等化合物，通過(guò)特定的方法可以鑒定其的存在。
問(wèn)題：請你設計一個(gè)實(shí)驗方案，探究生物組織中的主要化合物的種類(lèi)，先寫(xiě)出實(shí)驗設計報告（包括實(shí)驗目的、實(shí)驗原理、實(shí)驗材料、實(shí)驗方法和步驟、實(shí)驗現象的觀(guān)察記錄等），如果條件允許，親自做一下自己設計的實(shí)驗。
方案設計示例：
材料用具：小麥種子及小麥面粉（或其它植物果實(shí)、種子等）、酒精燈、解剖針、火柴、試管架及試管若干支、顯微鏡、載玻片、斐林試劑、蘇丹Ⅲ溶液、雙縮脲試劑、碘酒
方法步驟：
�。�1）取小麥種子，置于干燥試管底部放在酒精燈上烘烤，看試管壁上有無(wú)水珠出現，證明水的存在。
�。�2）取烘烤過(guò)的小麥種子放在酒精燈上燃燒，說(shuō)明有有機物的存在，燃燒后剩下的灰分，證明有無(wú)機鹽的存在。
�。�3）取小麥種子的胚，做橫切，用蘇丹Ⅲ溶液染色后，放在顯微鏡下觀(guān)察，看到染成的紅色的透明物質(zhì)，證明有脂肪的存在。
�。�4）小麥面粉制成淀粉溶液，用碘酒、斐林試劑、雙縮脲試劑分別進(jìn)行檢驗，證明是否有淀粉、還原性糖、蛋白質(zhì)的存在。
分析討論：
�。�1）為了能更有效地證明各種化合物的存在，應采取什么措施處理要檢測的實(shí)驗材料？
�。�2）不同植物器官中各種化合物的含量是否相同？判斷的依據是什么？
參考資料：幾種化合物與特定試劑的顏色反應
還原性糖（葡萄糖、果糖）與斐林試劑在加熱的條件下發(fā)生作用，可以生成磚紅色沉淀；
脂肪可以被蘇丹Ⅲ溶液染成紅色。
蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，可以出現紫色反應。
淀粉與碘酒會(huì )發(fā)生蘭色反應。
組成生物體的化合物” 組成生物體的化合物”
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