生命的物质基础和结构基础

1、第一章 生命的物质基础和结构基础三星中学 吴协娣一、设计思想：人的思维活动常常在是发现问题、 分析问题、 解决问题的过程中进行的， 问 题是思维的走向， 是实施探索活动的关键环节， 在本节课的教学中， 根据教材上 的知识体系及学生的心理状况， 让学生主动参与课堂教学， 激发学生的学习兴趣， 还可以充分调动学生的学习积极性，以适应教改的基础。二、教学目标： 1、通过本节课的学习，要使同学们对生物界和非生物界有一个辩证唯物主 义物质观的认识。2、要求同学们听懂掌握生物的物质基础之一，原生质中的蛋白质的结构和 生理功能。三、教学重点、难点： 组成原生质的化学元素 氨基酸的结构四、教具： 氨基酸连成多

2、状模具，原生质中 C、 H、O、N 板图 分子结构模具 蛋白质空间结构模具五、教学方法： 讲授、讨论、直观等方法六、教学过程： 引出课题，同学们：通过学习，我们已经知道了地球上的生物多种多样，让 学生在头脑中对生物界有了一个初步的印象，我们现在可以得出这样一个结论， 在生物界里，任何生物不论大到海洋中的鲸， 陆地上的大象， 小到我们由眼看不 见的细菌、病毒，它们都有一个共同的特点，具有生命力，生命是什么呢？生命 是否能看得见、 摸得着呢？多少年来围绕 “生命” 这个问题唯物主义和唯心主义 一直在进行着争论，唯心主义者认为：生命是神秘的，是由“上帝”创造的，唯 物主义者认为：生命不是上帝创造的，

3、根本就不存在什么“上帝” ，生命是物质 的，物质是运动的， 生命就是物质运动的一种形式， 组成生命的物质就是原生质， 举例： 1）人是有生命的，组成我们人体的物质就是原生质。 2）植物体是有生命 的，组成植物体的物质也是原生质，原生质是什么呢？它是细胞内的生命物质， 包括：细胞膜、细胞质、细胞核，这二类物质都是由原生质分化而来的，生命活 动在什么地方进行呢？在细胞内进行， 细胞是生命活动的基本单位， 世界上的一 切生物除了最低等的， 例：病毒以外都有是由细胞组成， 所以细胞是生命的结构基础，这就是我们这一章要讲的内容，引出第一章的内容，板书：第一章 生命的物质基础和结构基础 第一节 生命的物质

4、基础 一、组成原生质的化学元素（板书）生命的物质基础是原生质， 原生质是什么组成的呢？原生质也是由物质组成 的。我们知道物质由分子组成的， 分子是由原子组成的。 那么组成原生质的化学 元素是什么呢？组成原生质的化学元素有： C、H、O、N、P、S、K 、Na、Ca、 Fe、Mg 等，其中 C、H、O、N 在原生质中占的比例最多（挂板图）讲解 C、H、 0、N的比例组成原生质的各种化学元素在自然界里都能得到的，没有一种 元素是生命物质所特有的。 这就告诉我们生物和非生物也有一个共性， 这就是它 们都是由物质组成的， 生物就是由无机物质逐渐过渡到有机物， 由有机物形成最 原始的生物， 再由低等生物

5、逐渐进化到高等生物， 以致今天生物界里有二百多万 种。所以说，生物界和非生物界之间没有不可逾越的鸿沟。二、组成原生质的化合物（板书） 原生质也是一种物质，组成这种物质的化学元素 C、 H、 0、 N 等，在自然 界里都能找到。但一旦 C、 H、 0、 N 等元素组成了原生质，这原生质就区别于 其它任何一种物质。原生质是一种具有生命的物质，具有特殊的结构。C、 H、0、 N 等元素都是以化合物的方式存在在原生质中的。组成原生质的化合物有哪 些呢？（ 31 书板书二）组成原生质的化合物有： 蛋白质、酸、糖类、脂肪等有机物以及水和无机盐。 参照P3,图1讲解，原生质中各种成份比例：蛋白质 20%、酸

6、1%、糖类1%、 脂肪 20%、水 75%、无机盐 1%。强调：蛋白质和酸是组成原生质的主要成份。 蛋白质是什么呢？引出下一内 容。1 、蛋白质（板书）我们平时吃鸡蛋， 这里面有蛋白质， 其中的清蛋是最纯的一种蛋白质。 之外， 我们吃的青菜里面也有蛋白质， 我们吃的猪肉， 肉就是蛋白质， 所以蛋白质有各 种各样。那么蛋白质到底是什么物质呢？下面讲解蛋白质的大小概念： （1）蛋白 质是一种结构复杂的大分子有机化合物， 它的分子量很大， 我们在无机化学中学 到的 出0分子量18，NaCI分子量58，H2SO4分子量98,但它们要和蛋白质的 分子量一比就显的小了，蛋白质的分子量可以以几万到几百万以上

7、。H20 有 3个原子组成，NaCI有2个原子组成，H2SO4的7个原子组成，而蛋白质分子可 以由几千个甚至到几十万个原子组成，即 1 05以上。所以我们可以想象蛋白质是 一个怎样复杂的大分子有机化合物。（2）然而我们的肉眼却看不见这么一个大的蛋白质分子。甚至在放大几十 万倍的电镜下也很难看清楚，胰岛素是一种比较简单的蛋白质，直径 22A （复习 一下A的概念。（-1A=10-8cm）,那么我们为什么说它是一个大分子的有机化合 物呢？这是相对其它小分子而言， 所以我们现在这么一比较就知道：我们在无机 化学中所学过的 H2O, NaCI，H2SO4更小。蛋白质在原生质的有机成份中约占80%，结构

8、复杂，种类繁多。组成蛋白质 的主要化学元素C, H , O, N，但也有的蛋白质分子含有S元素，有的还含有P, Fe, Mg等元素，C, H , O, N，首先结合形成一个基本单位一一氨基酸，它是 蛋白质的基本组成单位。那么氨基酸是什么呢？引导以下内容（1）氨基酸：（板书）先以氨基酸的结构来看，此时运用化学元素的球状模具来讲解：C说明它是公，外有4个键，故NH3失去H形成一NH2称作氨基基酸具有碱性CH3COOH,乙酸，俗称醋酸，具有一COOH，具有酸性将三者连接起来，最后说明：R代表不同的基团，装有一个氨基酸分子的 结构。R同时在黑板上写出氨基酸分子的通式，NH2C COOH,说明：氨基酸是

9、H因为它是具有一个氨基的酸所以称作氨基酸，在一定的条件氨基酸呈碱性，在一定条件下氨基酸呈酸性，故氨基酸是二性化合物。HR代表不同的基团，当 R是H时：NH2 C COOH甘氨酸，最简单的氨基酸HCH2（因为该氨基酸是甜的故称作甘氨酸）R代表一CH3 NH2CCOOH 丙氨酸H（因其中含有的酸原子是3个）CH2SHR代表一CH2SH NH2 C COOH 半胱氨酸H（我们人的头发是蛋白质，其中有许多是半胱氨酸成份）现在我们知道生物体内最常见的氨基酸有二十种。所基酸是怎样相互连接起来的呢？从氨基酸的结构上来看，它的一端有一个游离的氨基，另一端有一个游离的羧基，当一个氨基酸的羧基的与相邻的另一个 氨

10、基酸的氨基脱水缩合形成的化合物称作肽，形成的键称作肽键。肽键就是一个氨基酸的羧基与相邻的中一个氨基脱水缩合形成的化学键。（板书）打开书本看反应式， 板书二个氨基酸脱水缩合形成的胍键的反应式， 标出肽 键的部位。二个氨基酸脱水缩合形成的化合物称：二肽 三个氨基酸脱水缩合形成的化合物称：三肽 三个以上氨基酸脱水缩合形成的化合物称：多肽 蛋白质就是多肽化合物。利用氨基酸连接形成多肽的教具更加形象的讲述上述概念： 多肽具有键状结构，这个键叫做肽健（但这里要指出：二肽、三肽特别是多 肽的合成不是那样简单的，还涉及到基团的保护，这要在大学里讲）一个蛋白质分子可以含有一条或几条肽链，每条胍链都含有许多氨基酸

11、， 1965 年 9 月我国人工合成世界上一个蛋白质牛胰岛素，它是一种在人体和 高等动物体内调节血糖代谢的激素，体内缺少了胰岛素是由 51 个氨基酸组成， 是一种分子量较小的蛋白质，它有二条肽链，一条肽链由 21 氨基酸组成，另一 条肽链由 30 个氨基酸组成，顺便提一下：这种合成是非常复杂和麻烦的。2、蛋白质的结构（板书） 我们开始就提到蛋白质的结构复杂，种类很多，那么蛋白质结构怎样复杂， 它的种类到底有多少呢？多到什么程度？在回答这个问题之前， 我们先打一个譬 喻：我们日常打电话， 是以 09这十个数字中任意 6个作一个单位， 即6位数， 作为一家用户的电话号码，那么想想上海有多少家工厂、

12、学校、商店、医院、街 道等等，电话号码是否够用？完全够用！可以有 106=1， 000，000，一百万个电 话号码，现在我们来看， 存在生物体内的氨基酸有二十种， 生物的种类这么繁多， 形形式式，丰富多彩，这与蛋白质的结构的复杂、多样性有着非常密切的关系， 正是由于蛋白质结构的复杂、 多样性， 才使得生物界的面貌丰富多彩， 我们现在 知道，地球上的生物有二百多万种，在种与种之间，同一种不同个体之间，同一 具个体不同组织器官之间， 其中存在的蛋白质的结构和功能都不相同， 举例说明：1）我们吃的青菜，具有蛋白质、猪肉、牛肉里面有蛋白质，但是这些蛋白 质和我们人体内的蛋白质是不一样的， 故这些蛋白质不可能直接成为我们人体自 己的蛋白质， 我们人体自己的蛋白质， 我们人体只能把这些蛋白质消化后， 重新 形成自己的蛋白质， 同样青菜里的蛋白质、 猪肉里的蛋白质以及牛肉内的蛋白质 不一样，青菜里含的蛋白质和以上二种动物蛋白质也不一样。2）就我们人体来讲，输送02血红蛋白的结构和功能引起肌肉的肌动蛋 白、肌球、蛋白来比较是完全不同的。复习巩固：这一节课我们主要讲了蛋白质，在蛋白质这一节中我们讲了：1）组成蛋白质的基本单位是氨基酸2）蛋白