高一生物《组成生物体的化合物》教学设计之五

组成生物体的化合物

【教学目标】

1、知识目标：

①、理解组成生物体的水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质、核酸这几种化合物的化学元素组成、在细胞内的存在形式和重要的功能。

②、理解组成生物体的无机化合物和有机化合物是生命活动的基础。

③、知道各种化合物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。 2、能力目标：

①、通过对构成细胞和各种化合物的成分、功能的学习，特别是对蛋白质的分子组成、结构的复杂性和功能多样性的学习，培养学生理解记忆能力、一定的空间想象能力和抽象思维能力。

②、通过本节课的学习，学会分析问题和解决问题的方法，掌握比较的方法。 3、情感目标：

通过对组成生物体的化学元素的学习，使学生理解生命的物质性，生命物质变化发展的特殊性，生物界与非生物界构成物质的统一性和差异性。对学生进行辩证唯物主义观点的教育。

【教学重点及难点】

重点：组成生物体的无机化合物和有机化合物的化学元素组成，各种化合物在细胞中的存在形式和重要功能。

难点：①、蛋白质的化学元素组成、相对分子质量、基本组成单位、分子结构和主要功能。②、核酸的化学元素组成、相对分子质量、基本组成单位和重要功能。

【教学过程】

复习提问：1、组成生物体的化学元素可分为哪两类？ 2、组成生物体的化学元素有什么重要作用？

3、为什么说生物界与非生物界具有统一性和差异性？

导入新课：通过复习提问，根据学生回答的情况分析总结引入新课。在生物体内，由组成生物体的化学元素构成各种化合物。第二节我们学习组成生物体的化学元素。

第二节 组成生物体的化合物（板书）

设问：细胞生物学知识告诉我们：活的细胞之所以能够进行一切生命活动，这必有其物质基础。生命活动的物质基础是什么呢？由些引出构成原生质的各种化合物。通过原生质概念的教学，使学生头脑里形成一条主线： 细胞由生命物质原原生质主要由水. 生质构成.原生质无机盐.糖类.蛋白 分化为细胞膜.细质.脂类.核酸等化 细胞是生物体结构无 机 胞质.细胞核等 合物构成 和功能的基本单位 化合物 生物体 细胞 原生质 化合物 有 机 化合物 对比分析：上述各种化合物，在细胞中的含量不同。一般情况下，这些化合物占细胞鲜重的情况如

下表：

细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量

化合物 质量分数／％ 水 占80－90 无机物 占1－1.5 蛋白质 占7－10 脂类 占1－2 糖类和核酸 占1－1.5 根据细胞内各种化合物的含量表，从整体上概括出构成细胞的化合物。指出生命的物质基础，是以蛋白质和核酸为主体的多分子体系。

一、无机化合物（板书）

阅读回答：水和无机物的存在形式和生理功能？

在讲授水时，可以从水在细胞中的两种存在形式入手，引出水的作用。引导学生理解水的含量与生命活动的状态密切相关。

强调指出：两种形式的水存在着动态转化，不能截然分开。

在无机盐的教学中，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是，要有一定浓度的生理盐水？为什么长期缺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。

例如：①切西爪流出的西爪汁，挤菜馅挤出的菜汁是自由水；鸡蛋清里所含的水，用水浸泡过的黄

2＋

豆，用水调麻酱形成的糊状物，以上都是水与蛋白质结合形成水合蛋白，属于结合水。②Mg是叶绿素

2+

分子必需的成分，Fe是血红蛋白的主要成分。碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分。

类别 存在形式 生理功能

结合水：与细胞内亲水性物二、有机化

细胞结构的重要组成成分 质结合，约占4.5％ 合物（板书）

水 自由水：以游离形式存在细胞内的良好溶剂。 1、糖类（含

的，对细胞的代谢状况有直化学反应必须的液体环境，有C、H、O） 接影响 参与化学反应物质运输。 糖类的教

细胞内某些复杂化合物的学，应尽量联系

大多数以离子状态存在于重要组成成分。 无机盐 细胞中 维持生物体的生命活动、渗学生生活中经常

接触的类物质，透压、酸碱平衡。 提高学生的学习

兴趣，增加感性认识。可有讲授法结合谈话法进行。运用多媒体投影片或列表等多种直观手段。列表总结如下： 类别 主要糖类 生理功能 葡萄糖（C6H12O6） 生物细胞的重要能源物质，是绿色植物光六合作用的产物。 碳 单糖 果糖 糖 五核糖（C5H10O5） 生物细胞的核糖核酸（RNA）的成分 碳脱氧核糖（C5H10O4） 生物细胞的脱氧核糖核酸（DNA）的成分 糖 半乳糖 蔗糖（C12H22O11） 植物细胞特有，由葡萄糖和果糖各1分子脱水合成。 麦芽糖（C12H22O11） 植物细胞特有，由2分子葡萄糖脱水合成 二糖 乳糖（C12H22O11） 动物的乳汁中含有，由葡萄糖和半乳糖各1分子脱水合成。 淀粉（C6H10O5）n 植物细胞中储存能量的物质。 纤维素（C6H10O5）n 植物细胞的细胞壁成分。 多糖 糖元（C6H10O5）n 动物细胞储存能量的物质，主要在肝脏和肌肉细胞中。 通过讲述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。单糖、二糖和多糖三者的关系、可举例说明，从而进一步理解糖类是生命活动提供能量的主要来源。

淀粉

酶酶酶?麦芽糖?葡萄糖?释能 水解水解氧化分解2、脂类

在脂类教学中，可以渗透储存脂类（脂肪）、结构脂类（磷脂等类脂）、功能脂类（固醇）的提法，这样有利于学生对不同脂类的作用特点的理解。可以简单分析一下磷脂分子的特点，为学习细胞膜的结构打下基础。 类别 生理功能 是生物体内储存能量的物质，有维持动物体温、减少内脂肪 部器官的摩擦、缓冲外界压力的作用。 类脂 类脂中的磷脂是生物膜结构的重要组成成分。 胆固醇 动物细胞的重要成分，代谢失调，引起心血管疾病。 性激素 促进性器官的发育和第二性征的出现。 固醇 维生素促进小肠对钙、磷的吸收。 D

3、蛋白质

①通过例举水、葡萄糖、几种蛋白质的分子量，使学生认识到蛋白质属于生物大分子；②指出对生物大分子的结构的研究，常采取分层认识的方法；③对蛋白质的组成和结构的教学，可从元素基本单位――氨基酸、肽链间的结合和卷曲折叠而成的窨结构等几个层次逐步深入。

（1）相对分子质量很大： 举例如下： 物质名称 化学式 原子个相对分子质量 数 水 H2O 3 18 葡萄糖 C6H12O6 24 180 牛胰岛素 5700 牛奶乳蛋白 C1642H2652O492N420S12 5224 36684 人血红蛋白 C3032H4816O872N780S8Fe4 9512 64500

不管蛋白质的相对分子质量如何悬殊，每种蛋白质都是由C、H、O、N四种元素组成（含C：50％－55％，O：19％－24％，N：15％－24％，H：6.5%-7.3%）蛋白质的平均含N量约为16％，是一种含N的有机物，这是蛋白质化学元素组成的一个特点。

（2）元素组成：主要由C、H、O、N四种元素组成。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。

过渡：尽管蛋白质相对分子质量很大，分子结构复杂，但都由基本组成单位――氨基酸组成。组成蛋白质的氨基酸约有20种。

（3）基本组成单位――氨基酸。

①用板书或投影片表示氨基酸的形成：

NH2

乙酸 甘氨酸

甲烷 羧基取代一个H原子 脂肪酸中与羧基相邻的一个

形成乙酸是一种脂肪酸 H原子被氨基取代形成甘氨酸

接着用投影举出丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸、色氨酸等氨基酸的结构式，让学生找出这些氨基酸在结

构上的共同点，得出20种氨基酸的通式：

NH2

②启发学生说出氨基酸通式在结构上的特点：

共同点： 每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（－NH3）和一个羧基（－COOH）。 不同点： R基不同，氨基酸不同。 （4）分子结构：

设问：氨基酸是如何构成蛋白质的呢？教师引导分析，蛋白质既然是高分子化合物，分子相对质量很大，而构成蛋白质的氨基酸仅20种。可以断定每个蛋白质分子是由20种成百上千个氨基酸构成的。那么氨基酸是如何构成蛋白质分子的呢？用多媒体课件演示两个氨基酸连接方式：

n个氨基酸分子 脱水缩合1条或几条肽链（肽链 肽链 ?????

（n? 3）

间以一定化学键连接） （多肽）

螺旋、折迭、盘曲形 蛋白质分子

成复杂的空间结构

多媒体课件能较为直观地显示：脱水缩合，肽腱的形成以及由2个氨基酸分子缩合而成二肽的过程。如此，再结合一个氨基酸则为三肽，三肽以上称为多肽，多肽呈链状结构，叫做肽链。接着指出：蛋白质分子不仅有复杂的化学结构，还有复杂的空间结构，才表现出蛋白质的生物活性。

上述内容可用下式表示：

展示：胰岛素分子立体结构图。由2条肽链51个氨基酸分子构成、A链含21个氨基酸，B链含30个氨基酸。胰岛素是众多蛋白质分子中相对质量较少的一种蛋白质。（教材16页图1－2）。

小结：蛋白质分子结构层次表解如下：

基本元素：C、H、O、N 元素组成 C、H、O、N等 其它元素：或有P、S、Fe

种类：20种 氨基酸 基本单位 通式：

NH2

特点：至少都含有一个氨基和一个羧

基，并连接在同一个碳原子上。 形成：多个氨基酸脱水缩合而成肽链 化学结构 多肽（肽链）

特点：呈链状结构，又叫肽链，有一定

的氨基酸序列。 连接：一条或几条肽链通过一定的化 学键连接 空间结构 蛋白质分子 形成：螺旋、卷曲、折叠形成空间结特点：具生物活性、多样性

（4）种类具有多样性：

小结完蛋白质的分子结构层次，组织学生讨论：从结构上看，为什么蛋质的种类多种多样？讨论中，教师引导学生从下式表示的四个方面来理解：

氨基酸种数不同 氨基酸数上不同 蛋白质的结构 蛋白质的种类 极其多样 极其多样 氨基酸序列不同 肽链空间结构不同 举例：假如有一条肽链由100个氨基酸组成，氨基酸种类是20种，问可形成多少不同结构的蛋白100质分子？答案是20，加上空间结构千差万别，蛋白质的结构极其多样。实际上，每个蛋白质分子的氨基酸数目决不止100个，而是成百上千个，因此蛋白质的种类极其多样的。

（5）主要功能：

蛋白质分子的结构具有多样性，决定了蛋白质分子具有以下功能： 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催化作用：如和种酶 ③运输作用：如血红蛋白

④调节功能：如调节新陈代谢、 功能蛋白

生长发育的某些激素等

⑤免疫作用：如人体内的抗体

总结：蛋白质是细胞和生物体中主要的有机化合物，是一切生命活动的体现者。蛋白质的多样性是名称 简称 五碳糖 主要分布 脱氧核糖核DNA 脱氧核糖（C5H10O4） 细胞核内染色体中 酸 核糖核酸 RNA 核糖（C5H10O5） 细胞质中 形形色色生物和绚丽多彩生命活动的物质基础。

4、核酸：

设问：核酸是什么？有什么作用？请同学们阅读教材后回答。

（1）功能：核酸是遗传信息的载体，存在于每个细胞中，是一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传变异和蛋白质的合成有极重要的作用。对于这句话学生一定不甚理解。只要求学生知道核酸是一切生物垢遗传物质，后面部分点到即可。究竟什么是遗传性、变异性、蛋白质的生物合成是怎么回事，遗传物质的详细分子结构等知识，留在第五章再讲，以分散难点。

（2）核酸和蛋白质一样，都是高分子化合物，相对分子质量在几十万至几百万。其分子结构次是： ①元素组成：基本元素是C、H 、O、N、P。 ②基本单位：核苷酸。

③基本组成物质：一个核苷酸由三部分组成：

五碳糖 含N碱基 核苷 每个核酸分子是由几百个到几千个核苷酸互相连接而成的长链。 核苷酸（3）核酸的分类和分布：（根据五碳糖的不同，把核酸分成两大类） 磷酸

强调指出：不同的生物体，所具有的DNA和RNA的序列是不相同的。世界上找不出两个完全相同的生物，也就是说找不出两个生物个有完完全全相同的DNA和RNA。

细胞的化学成分小结：

运用多媒体课件，教师引导分析，主要由学生回答概括小结。顺序是：

①生物体的生命活动有其共同的物质基础――构成原生质的各种化合物（要求学生概括出六类）。 ②要求学生说出组成化合物的基本元素。

③要求学生说出每类化合物的种类和最主要的生理功能。例如糖类有单糖、二糖、多糖。单糖中核糖和脱氧核糖是组成核酸的必要物质，葡萄糖是细胞生命活动的主要能源物质；糖元、淀粉分别是动植物细胞中的储能物质，概括地说：糖类是生命活动的主要能源物质。

细胞结构 细胞膜 细胞质 细胞核

原生质

原生质 有机物 无机物 化合物 糖类 核 酸 水 脂类 蛋白质 无机盐 二 多 五 含磷 脂 类 固多肽 Na+、Cl-、 N 糖 糖 肪 脂 醇 PO43-．．． 碳碱 多以离子态 单糖 氨基酸 糖 基 酸 C、H、O等 C、H、O、 C、H、O、 H、O 多种 化学元素C 、H、O N等 N、P等 脂肪是主没有水就维持生命 生命活动 要贮能物原生质主要一切生物的没有生命活动起重 质，磷脂组成成分，一遗传物质 活动 要作用 主要功能 主要能源 是膜结构切生命活动 物 质 主要成分 体现者

【教学后记】

最后强调指出：上面讲述的组成生物体的每一种化合物，都有基重要的生理功能，但是，任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动，而只有按照一定的方式机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。例如：淀粉是能源物质，它单独存在时，并不能自动释放出能量来。怎么释入呢？以后再学习。

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