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第一章 生命的物质基础
第二节 组成生物体的化合物
教学目标
(1)知识目标:理解由各种化合元素组成的水、无机盐、糖类、蛋白质、核酸等各种化合物的化学组成特点，在细胞和生物体内的存在形式和各自具有的生理功能；初步了解生物的各种生命活动是体内各种化合物按一定方式和规律有机地结合起来协调合作、共同作用的结果。
(2)能力目标:通过对组成生物体的化合物相关知识的学习和分析，培养学生理解、思考和 分析问题的能力；通过对不同化合物的组成、结构和生理功能的学习和分析，培养学生运用对比的方法独立解决问题的能力；通过对化合物的学习和分析，初步培养学生跨学科综合分析问题的能力。
(3)情感目标:通过各种化合物的结构特点和功能特点的学习，认识结构与功能相统一的观点；通过各种化合物的功能的学习，认识生物体的物质性和生命活动需要物质基础的观点；使学生初步学会抓住知识中的主要矛盾和矛盾的主要方面的学习方法；培养学生用抓住事物之间的内在联系的观点分析事物、认识世界的思维方法。
难点和重点
重点：组成生物体的无机物和有机物的化学元素组成，以及各种化合物在细胞 中的存在形式和重要功能
难点：1．蛋白质分子结构的多样性和功能的多样性。
2．核酸的基本单位组成和重要功能
教学方法--讲述法与学生观察、谈话法、讨论相结合。
课前准备
教师：一个酒精灯 火柴 糖 镊子
学生 ：预习
课时分配 2课时
教学进程
第一课时
学习内容 教师活动（教师行为） 学生活动及目标）
导言 同学们；当今地球上已知的生物约有200万种，如此多姿多彩的生物时时刻刻都在进行着生命活动。生物体的生命活动主要发生在哪里呢？ 生命是什么呢？生命就是物的复制能力。 生命就是物的复制能力。这就是说，象类病毒、病毒那样能复制自己的物，象一株豌豆能造成千万株豌豆问世的物，象一对美奴利羊可造成千万对美奴利羊生存的物，象诺亚方舟中所收容的由于保存了物种就能一旦有条件便可产生众多同种物重新布满全球的物那是有生命的。有生命的就得有生存的物质这些化学元素又构成各种化合物。活细胞之所以能够进行一切生命活动，与构成细胞的各种化合物有着密切的关系。组成生物体的化合物有哪些种类？它们的功能是什么？这是本节课我们要研究的课题。 学生回答（细胞）
导入新课 提问：我们所吃的食物中主要含哪些成分？（师生归纳总结出组成细胞的6种成分，有 水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质、核酸 等。） 方案一：组织学生举手回答/方案二：点名回答
一、无机物（一）水：含量最多。存在形式结合水:细胞的组成部分自由水:良好的溶剂功能：参与细胞的一切生理活动 讲述：同学们，你们一天不喝水，我们能不能生活呢？两天呢？三天呢？十天呢？水对我们来说是很重要的，没有水，我们就不能生活，地球上也没有了生物。 水在生物体内的含量差别很大，一般来说，生物体内含量为60%~~95%。水在细胞体内是以什么存在方式呢？ 组织学生回答：方案一：方案二：
水在生物体和细胞内的存在有两种形式：自由水和结合水
自由水在细胞、细胞之间、生物体内可以自由流动，是良好的溶剂，可以溶解许多物质和化合物；可以参与物质代谢，如输送新陈代谢所需营养物质和代谢的废物。 自由水的含量影响细胞代谢强度，含量越大，新陈代谢越旺盛。如人和动物体液就是自由水 结合水在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质相结合，失去流动性。结合水是细胞结构的重要组成成分，不能溶解其它物质，不参予代谢作用。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%），仍呈现坚实的形态。 自由水和结合水在一定条件下可以相互转化，如血液凝固时，部分自由水转变成结合水。
同学们：当我们生病的时候，我们去医院输液时，生理盐水的浓度为什么是0．9％？过高或过低会产生什么影响？[与血浆渗透压相等的溶液称为等渗溶液。如0．9％的溶液基本与人体血浆渗透压相等。是人及哺乳动物的等渗溶液，通常把0．9％的溶液成为生理盐水。高于血浆渗透压的溶液称为高渗溶液；低于血浆渗透压的溶液称为低渗溶液，红细胞在高渗溶液中会失去水而发生皱缩，在低渗溶液中会因为过多的水分渗入红细胞，引起红细胞破裂。红细胞破裂后会引起血红蛋白的释放，引起我们的抵抗里下降、乃至生命的危险。] 让同学分成几个小组讨论 让同学知道去医院医病的时候知道一点常识
㈡无机盐 :良好的溶剂．存在形式:离子生理功能:细胞结构的成分,如铁→血红蛋白；镁→叶绿素②维持生命活动及细胞的形态和功能：如血液缺Ca→抽搐 同学们：在我们的身体中，水虽然占了大部分，但有其它的物质，这就是无机盐，细胞中主要有那些阳离子呢？（Na+； K+； Ca+ Mg+； Fe2+ ；Fe3+等） 阴离子呢？（ ）无机盐在细胞中的含量虽少。但有重要的作用，有那些重要的作用呢？ 缺碘——地方性甲状腺肿（大脖子病）、呆小症
缺钙——抽搐、软骨病 老年骨折
缺铁——缺铁性贫血同学们；我们怎么一个知道动物如有多少无机盐？（骨灰）提示：有机物可燃烧，无机盐不能燃烧， 学生回答阴离子的元素：学生回答：学生讨论： 方案一：分组织讨论方案二：集体讨论
马拉松运动员腿部肌肉出现痉挛现象，需补充Na+缓解；哺乳动物中猪啃猪圈围墙，宠物狗舔食墙皮等现象，可能是缺钙表现，提醒人们在饲料里需添加钙盐。以上都说明无机盐对生物代谢活动起重要作用。
<三>糖类1．组成元素Ｃ、Ｈ、Ｏ(燃烧实验，学生分析)分类功能:主要能源物质 同学们，你们知道的糖有那些呢？这些糖的共同特点是什么？ 我们来做一个实验：看这是一颗糖，我们把它放在火上燃烧，早上面放一个冷的烧杯，看它有什么现象？ （你们你们看；糖能够烧杯上有小谁珠。这说明糖是有那些元素组成的呢？） （ C H O） 同学们你们把关于糖的内容看看，然后填下表；类别举例功能植物动物单糖　　　二糖　　多糖　 学生回答：让学仔细的观察实验现象后回答问题。（培养学生的观察能力）
糖对于细胞和生物体有什么生理作用呢？1）核糖、脱氧核糖是核酸的重要组成分
2）生物体生命活动的主要能源物质
3）糖类与生物体的结构有关
<四>脂类共性：不溶于水的一大类有机物）组成元素:C.H.O（有的还有N,P）｛括号内文字分析完⒉才填写｝分类及功能脂肪:储能物质、保温类脂(主要为磷脂):生物膜的主要成分（含N和P固醇(胆固醇、性激素、维生素Ｄ)：维持正常的新陈代谢。（CHO） 提问：同学们，我们生活中接触的脂类有哪些？（肥肉、油、类脂等）这些脂类的共同特点是什么？（不溶于水的一大类有机物） 同学回答：
脂类和糖一样，主要的化学元素由C、H、O组成，很多的脂类还含有N和P等元素。脂类对于细胞和生物体有什么生理作用？
（1）脂肪：储能物质
　　维持体温恒定、减少摩擦、缓冲外界压力等
（2）类脂：磷脂（构成膜的主要成分）
　　　　　　　　脑磷脂、卵磷脂
练习：
1. 下列与无机盐在细胞中的作用无关的是：
A.它是细胞中能源物质之一 B.它是某些复杂化合物的重要成分
C.它能维持生物体的生命活动 D.它能维持细胞的形态和功能
2. 在人体中,占细胞干重50%以上的物质是
A.糖类 B.脂类 C.蛋白质 D.水分
3.一般情况下，活细胞中含量最多的化合物是
A.水 B.糖类 C.脂肪 D.蛋白质
寒武纪生物大爆炸
们需要一个非常长久的能源, 因为地球上的生命存在了将近40亿年,而太阳一定要比这个时间更长地存在,至少在没有找到另一个宇宙生命模式之前,我们无法证明这个进化的时间能够缩短。不过,人们却发现,整个的进化史似乎被耽误了很多的时间,真正的大型生命的进化历程实际上只有5亿年左右,而大部分生命史都是在海洋中以微牛物的形态消磨时光。这时间居然有30多亿年。人们发现生命的大型化和多元化全部集中在5亿4千万年前的寒武纪的地层里,而且它们似乎是突然的出现 ，非常整齐地站在了同一条进化的起跑线上，这就是寒武纪生物大爆炸。
寒武纪是一个伟大的时代,而中国云南澄江地区的帽天山更是这个时代的圣地,因为在这里发现了世界上最古老的寒武纪多细胞动物的化石。
大爆炸是生物学家们感到困惑的地方，因为动物的大型化和多元化来得十分突然，而进化的复杂性似乎被寒武纪蕴藏的神奇力量给简化了。究竟是什么力量突然把微生物变成了大型的多细胞的动物呢
　　在古老的年代,土壤中的含氧量很少，而寒武纪地层中的含氧量,随着年代的走近而丰度增高。也许,正是这种气体引发了地球生命的辉煌。
　　现在,地球的大气中充满氧气,但是它们在天地之间一刻不停地循环,氧气是最活跃的气体,它总是很快地和其它物质氧化,因此氧气只能是保持流水作业。如果地球上的植物现在停止制造氧气,那么地球上的氧气很快就会枯竭;正因为氧气的这种活性,它才能贯穿在大型生命的体内,从而产生剧烈的体能和高级神经的活动。
　　不过,陆生植物制造氧气的历史非常短,只有几亿年,它们对地球氧气的贡献是锦上添花,而真正从零起步制造氧气的,是寄居于海洋中的藻类,它们通过一种叫做叶绿素的细胞间复杂的分子的运动,逐渐地把海洋中的二氧化碳转换成了氧气,地球上的氧气全部都是从绿色毛孔中分泌出来的。这种分泌持续了几十亿年,才让地球充满了自由氧。这个过程如此漫长,是因为地球上存在着巨大氧消耗,大量的无机物都在被氧化,至今海洋中还蕴藏着大量的氧化铁矿脉。相信有一个时期,地球上的海洋都被铁锈染成了红色,那是铁元素在呼吸。
　　很可能,寒武纪是一个收获氧气的时代,因为这个时候的氧气一定是生产大于消耗。当海洋充满氧气并持续稳定到一定的时间,使用氧气的大型动物才能没有后顾之忧地改变自己的形态,去充分地利用更好的能源。这种能源使得一部分动物身体结构扩大并且功能增多,就好像有了汽油才有汽车一样,可以说,有氧才有生命的运动。
　　运动是寒武纪生命的重要进步,就像新司机刚刚上路,寒武纪的祖先们动作都很慢,它们小心翼翼,笨拙但绝对拥有了前所未有的自由。
大爆炸到现在大约5亿年,在这之后生命进化的效率应该是很高的,因此一个星球的生命能否缩短它进化的历程,关键是看多细包生命诞生的时间表。当然,寒武纪的地层还隐藏着许多的秘密需要去思考,但首先我们应该感谢它,因为如果某种现在还不知道的因素再推迟生物大爆炸的启动,那么,我们的命运也许是另一个样子。
小资料

　　一、自由水、结合水和代谢水：
　　水在生物体和细胞内的存在有两种形式：自由水和结合水。
　　自由水在细胞内、细胞之间、生物体内可以自由流动，是良好溶剂，可溶解许多物质和化合物；可以参与物质代谢，如输送新陈代谢所需营养物质和代谢的废物。
　　自由水的含量影响细胞代谢强度，含量越大，新陈代谢越旺盛。如人和动物体液就是自由水。
　　结合水在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质相结合，失去流动性。结合水是细胞结构的重要组成成分，不能溶解其它物质，不参予代谢作用。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%），仍呈现坚实的形态。
　　自由水和结合水在一定条件下可以相互转化，如血液凝固时，部分自由水转变成结合水。
　　代谢水是指生物体内的糖类、脂类和蛋白质等有机物在机体内进行新陈代谢过程中通过氧化产生的水。代谢水在人和动物体内起重要作用，如成人每天约排出300毫升的代谢水，以维持内环境的平衡。又如马胚在封闭的卵壳内发育成雏鸟所需的水，就靠鸟蛋中贮藏的营养物质氧化产生的代谢水。
二、单糖有多少？
　　单糖是指不能用水解方法再进一步降解的简单糖类。
单糖因所含数基的性质分为醛糖和酮糖两类：
已发现的天然单糖及其衍生物有数百种。可含3～8个碳原子，根据所含碳原子的数目可分为：丙糖（三碳糖），如三磷酸甘油醒（醛糖）、磷酸二羟丙酮（酮糖）；
　　　丁糖（四碳糖）如赤癣糖；
　　　戊糖（五碳糖）如核糖和脱氧核糖；
　　　已糖（六碳糖）如葡萄糖；
　　　庚精（七碳糖）如景天庚酮糖；
　　　辛糖（八碳糖）如辛酮糖。；
　　生物体和细胞中最重要的单糖是五碳糖和六碳精。五碳糖——核糖和脱氧核糖是构成遗传物质核酸的重要成分；六碳糖——葡萄糖是细胞中常被利用进行有氧呼吸提供能量的物质。
　
　
　

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