第二章 第一节 细胞的化学成分及其作用（课件）-《生物学全一册》（人民教育出版社）同步精品课堂

第二章 任务1 生物的基本单位-细胞 生物学全一册 同步精品课堂 人民教育出版社生物室 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学目标 一 1.理解细胞中水和无机盐的存在形式和功能。 2.掌握二糖、多糖、脂质、蛋白质和核酸的结构与功能。 3.认识到细胞内各种化合物之间的相互关系及其在生命活动中的作用。 教学重难点 二 重点： 1.细胞中水和无机盐的作用。 2.二糖、多糖、脂质、蛋白质和核酸的结构与功能。 难点： 1.蛋白质结构的多样性与功能的关系。 2.核酸的种类及其在遗传中的作用。 导入新课 三 同学们，你们知道细胞中化合物的种类和作用吗？ 新知讲授 四 一、无机化合物 无机化合物包括水和无机盐。 水水在各种细胞中的含量都是最多的，一般为70%～90%。在不同的组织、器官 中，水的含量不同。例如，晒干的谷物中水的含量占13%～15%,肌肉中水的含量占 72%～78%。 细胞中的水以两种方式存在：少量的水与细胞内的其他物质结合在一起；绝大部分的 水以游离的形式存在，可以流动，细胞内的许多种物质都能够溶解在这部分水中。这部分 水可以把营养物质运送到各个细胞，同时，把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运出体 外。总之，各种生物体的一切生命活动都是在水环境中进行的，可以说，没有水就没有生命。 新知讲授 四 一、无机化合物 无机盐细胞中无机盐的含量很少， 一般只占细胞鲜重的1%～1.5%。无机盐大都 以离子的形式存在于细胞中。细胞中含量较多的阳离子有Na+ 、K+ 、Ca²+ 、Mg²+ 等， 含量较多的阴离子有PO- 、HCO3 、Cl- 等。 无机盐在细胞中的含量虽然很少，但是有重要作用。有些无机盐是细胞内一些化合物 的重要组成成分。例如，叶绿素是一种含 Mg 的色素，缺少Mg 叶绿素就不能合成。又如，甲状腺激素是一种含I的激素，人如果缺少I,甲状腺激素就不能合成，容易患地方 性甲状腺肿，俗称“大脖子病”。许多种无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动有 重要作用。 新知讲授 四 一、有机化合物 有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。 糖类糖类是细胞的重要组成成分，是生物体进行生命活动的主要能源物质。糖类 分子都是由C 、H 、O 三种元素组成的，广泛分布在各种生物的细胞内。根据糖类水解后 形成的物质，糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等几类。 单 糖 单糖是指结构最简单的糖。在生物体的细胞中，最重要的单糖是核糖、脱氧 核糖和葡萄糖等。核糖和脱氧核糖的分子中只含有5个碳原子，它们都属于五碳糖。核糖 和脱氧核糖都是组成核酸的必需物质。葡萄糖的分子中含有6个碳原子，它属于六碳糖。 新知讲授 四 一、有机化合物 二糖 蔗糖、麦芽糖和乳糖水解后都生成两分子的单糖，它们都属于二糖。在植物 细胞中，最重要的二糖是蔗糖和麦芽糖。甘蔗、甜菜和水果中都含有大量的蔗糖。蔗糖水 解后生成一分子葡萄糖和一分子果糖。 发芽的麦粒中含有大量的麦芽糖，麦芽糖水解后生 成两分子葡萄糖。哺乳动物的乳汁中含有乳糖，乳糖水解后生成一分子葡萄糖和一分子半 乳糖。 新知讲授 四 一、有机化合物 多糖 多糖水解后能够生成许多个分子的单糖。多糖是自然界中含量最多的糖类。在植物细胞中，最重要的多糖是淀粉和纤维素。大米、面粉中含有丰富的淀粉。淀 粉是植物体内重要的储能物质。纤维素是细胞壁的基本组成成分，它具有巩固细胞结构和 使植物体定形的作用。 在人和动物的细胞中，最重要的多糖是糖原。糖原是人和动物细胞 中的储能物质，相当于植物体内的淀粉，因此，又叫动物淀粉。糖原在肝脏和肌肉中含量最多。 新知讲授 四 一、有机化合物 脂质常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等，主要是由C 、H 、O 三种元素组成的。 脂肪是最常见的脂质，是细胞内良好的储能物质。人和动物体内的脂肪，还有减少身 体热量散失和缓冲外界压力等作用。 磷脂是含有P 和N 的脂质，在人和动物的脑、卵细胞和大豆的种子中含量比较多，是构成细胞内多种膜结构的重要成分。 新知讲授 四 一、有机化合物 蛋白质除水以外，蛋白质在细胞中的含量最多，大约占细胞干重的50%以上。蛋白质是细胞中各种结构的重要成分，在生物体内占有特殊的地位。 蛋白质的种类多，结构复杂，但是，每种蛋白质都含有C 、H 、O 、N 四种元素。 蛋白质是一类生物大分子，相对分子质量比较大。我们知道，水分子的相对分子质量 是18,而蛋白质的相对分子质量是6000～1000000,甚至更大一些。 蛋白质的基本组成单位是氨基酸。在绝大多数生物体内，组成蛋白质的氨基酸有21 种。各种氨基酸在结构上有共同的特点。氨基酸的结构通式如下。 新知讲授 四 一、有机化合物 分析氨基酸的结构通式可以知道，每种氨基酸至少都含有一个氨基(—NH₂) 和一 个羧基(—COOH), 并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。这个碳原子 还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R 表示。不同的氨基酸具有不同的 R 基。例如，甘氨酸上的R 基是“—H”, 丙氨酸上的R 基是“—CH₃” 。 蛋白质是由许多个氨基酸分子相互结合而成的。氨基酸分子相互结合的方式是：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫作脱水缩合。 新知讲授 四 一、有机化合物 由两个氨基酸缩合而成的化合物，叫作二肽。由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽 键的化合物，叫作多肽。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。一个蛋白质分子可以含有一条 或几条肽链，肽链通过一定的化学键相互结合在一起。这些肽链不呈直线，也不在同一个上，而是通过一定的化学键盘绕起来，形成具有一定空 间结构的蛋白质分子。 例如，肌红蛋白(图20)是肌肉中 的一种红色的、能够和氧结合的蛋白质。肌红蛋白是由一条 肽链按照特定的结构盘绕起来的。 图20 肌红蛋白分子 的结构示意图 新知讲授 四 一、有机化合物 由于组成每种蛋白质的氨基酸种类不同，数目成千上 万，排列顺序千变万化，并且肽链的空间结构千差万别，因 此，蛋白质分子的结构十分复杂，种类多种多样。 蛋白质分子结构的多样性，决定了蛋白质具有多种重要 的功能。例如，生物体内的酶是一类具有催化作用的蛋白质，这说明有些蛋白质有催化功能。又如，红细胞中的血红蛋白能够运输氧，这说明有些 蛋白质有运输功能。再如，生长激素是蛋白质，它能够调节人和动物的生长发育，这说明 有些蛋白质有调节功能。 新知讲授 四 一、有机化合物 核酸核酸最初是从细胞核中提取出来的，呈酸性，因此叫作核酸。核酸是一类含 有C 、H 、O 、N 、P 等元素的生物大分子，相对分子质量很大，为几万至几万亿，甚至 更大。核酸存在于所有的细胞中，是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的合成中具有极其重要的作用。 核酸的基本组成单位是核苷酸。一个核苷酸是由 一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的，其中的五碳糖(核糖或脱氧核 糖)和含氮的碱基合称为核苷。 新知讲授 四 一、有机化合物 每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。根据核酸中所含五碳糖 的种类不同，可以将核酸分为两大类：一类含有脱氧核糖叫作脱氧核糖核酸，英文名称 缩写是DNA; 另一类含有核糖，叫作核糖核酸，英文名称缩写是RNA 。真核细胞的 DNA主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体内也含有少量的 DNA 。DNA 是主要的遗传 物质。RNA 主要分布在细胞质中，它与蛋白质的合成有密切关系。 新知讲授 四 一、有机化合物 分析上述内容还可以看出，每种化合物都有重要的生理功能。但是，任何一种化合物 都不能单独完成某一项生命活动。 这些化合物只有按照一定的方式有机地组织起来，才能发挥各自的重要作用，才能使生物体表现出生命现象。细胞就是这些化合物组织在一起所 形成的最基本的结构形式。 师生互动 五 1.举例说明水和无机盐在生活中的应用 2.分组讨论二糖、多糖、脂质、蛋白质和核酸的功能。 3.提问：细胞中的主要化合物，包括什么？学生思考并回答。 随堂练习 六 一、选择题 1.细胞中含量最多的化合物是？（ ） A.蛋白质 B.水 C.无机盐 D.糖类 答案：B 解析：细胞中水的含量最多，一般为70%～90%。 随堂练习 六 一、选择题 2.以下哪种糖类是植物细胞壁的基本组成成分？（ ） A.淀粉 B.纤维素 C.糖原 D.蔗糖 答案：B 解析：纤维素是植物细胞壁的基本组成成分。 随堂练习 六 一、选择题 3.以下哪种脂质是构成细胞膜的重要成分？ （ ） A. 脂肪 B. 磷脂 C. 固醇 D. 乳糖 答案：B 解析：磷脂是构成细胞膜的重要成分。 4.蛋白质的基本组成单位是？（ ） A. 核苷酸 B. 氨基酸 C. 糖类 D. 脂肪酸 答案：B 解析：蛋白质的基本组成单位是氨基酸。 随堂练习 六 二、判断题 1.细胞中的水主要以游离水的形式存在，结合水含量较少。 （ ） 2.无机盐在细胞中的含量虽然很少，但对于维持细胞形态和功能没有重要作用。（ ） 答案：正确 解析：根据内容描述，细胞中的水大部分以游离形式存在，可以流动，并且是细胞内外物质交换的介质，而结合水的含量相对较少。 答案：错误 解析：内容中明确指出无机盐虽然含量少，但它们对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，如参与细胞结构的组成和调节细胞内外环境。 随堂练习 六 二、判断题 3.蛋白质的基本组成单位是氨基酸，所有蛋白质都含有C、H、O、N四种元素。（ ） 4.DNA和RNA是核酸的两种类型，其中RNA主要分布在细胞核中。 （ ） 答案：正确 解析：根据内容描述，蛋白质由氨基酸组成，每个氨基酸至少含有一个氨基（—NH₂）和一个羧基（—COOH），这些结构都包含C、H、O、N四种元素。 答案：错误 解析：内容中指出，DNA主要分布在细胞核中，而RNA主要分布在细胞质中，与蛋白质合成有关。 课堂小结 七 谢谢 $$