组成生物体的化学元素
物质都是由化学元素组成的，组成生物体的化学元素特殊在什么地方，通过研究原生质来研究。
一、 组成生物体的化学元素
问题1：组成生物体的化学元素有哪些？
案例1：经过科学家的研究，生物体内含有各种不同的化学元素。请根据“玉米和人体内化学元素含量对比表（见扩展资料）”来分析组成生物体的化学元素有哪些。
说明：设计问题串引导学生根据案例分析组成生物体的化学元素。
组成生物体的化学元素有哪些？与非生物界是否相同？
组成生物体的化学元素在生物体中含量是否相同？
哪些化学元素在生物体内含量很高？哪些很低？
后归纳总结如下：
1、 基本元素：C、H、O、N
C为基本元素
2、 大量元素：万分之一以上
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
3、 微量元素：必需、很少
、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl等
二、 组成生物体化学元素的重要作用
问题２：组成生物体的化学元素的重要作用是什么？
说明：教师提出问题后，可以通过介绍具体事例来引导学生体会化学元素的生理作用，或者引导学生阅读教材分析。总结归纳如下：
1、 组成化合物和原生质，作为生命活动的物质基础。
C、H、O、N、P占97%
2、 影响生物体的生命活动。
如：B促进花粉的萌发和花粉管的伸长
Mo作为牧草生长的必需微量元素（新西兰草场与钼矿）
三、 生物界与非生物界的统一性和差异性
案例2：请比较生物与岩石圈所含元素，看能得出什么结论？
原生质平均含量
人体内含量
岩石圈含量
C、H、O三种元素
93%
74%
少于1%
说明：教师引导学生分析归纳生物界与非生物界的统一性和差异性
1、 统一性：生命元素在自然界中都可以找到。
2、 差异性：生命元素在生物体和非生物体的含量不同
板书提纲
第一章 生命的物质基础
第一节 组成生物体的化学元素
一、组成生物体的化学元素
1．基本元素：C、H、O、N
2．大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
3．微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl等
二、组成生物体化学元素的重要作用
1．组成化合物和原生质，作为生命活动的物质基础。
2．影响生物体的生命活动。
三、生物界与非生物界的统一性和差异性
1．统一性：生命元素不特殊
2．差异性：含量不同
组成生物体的化合物
问题1：组成生物体的化学元素在生物体内是以什么形式存在的？
说明：教师引导学生分析组成生物体的化学元素在体内以什么形式存在（单质还是化合态），分析时结合学生了解的生物体组成的化合物来分析，总结归纳出构成细胞的化合物。
一、构成细胞的化合物
无机化合物：水：80-90%
无机盐：1-1、5%
有机化合物：蛋白质：7-10%
核酸
糖类：1-1、5%
脂类：1-2%
二、水
问题2：水对于生物体是至关重要的，水对于生物体、对于细胞有什么生理作用呢？这种作用是如何体现的？
说明：引导学生从水的生理作用、水的存在形式等方面分析水分的相关知识，既要通过介绍实例来启发学生分析，也要鼓励学生自己举例分析水分的相关知识。归纳总结如下：
1、含量：多
（1）不同生物含量不同：水母97%、毛豆60%
（2）不同结构含量不同：骨22%、肌肉76%、脑86%
（3）不同生长阶段含量不同：婴儿72%、成人60%、老人50%
2、存在形式：
（1）结合水（4、5%）：与细胞内其它物质结合
（2）自由水（94、5%）：以游离形式存在，可自由流动
如：种子烘干（水分为自由水）
3、生理作用：水是生命之源
（1）细胞核生物体的组成成分
（2）良好的溶剂，利于体内化学反应的进行
（3）利于细胞内物质运输
三、无机盐
问题3：无机盐在生物体内以什么形式存在？无机盐对于细胞和生物体的作用如何？这些生理作用是如何发挥的？
说明：引导学生从无机盐的存在形式、无机盐的生理作用等方面分析无机盐的相关知识，既要通过介绍实例（见下面总结）来启发学生分析，也要鼓励学生自己举例分析。归纳总结如下：
1、含量：很少
2、存在形式：离子态
3、生理作用
（1）细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分
镁离子：叶绿素；铁离子：血红蛋白
（2）维持生命活动
钙离子：激活凝血酶原，缺乏时表现抽搐现象
（3）维持细胞渗透压和酸碱平衡
生理盐水：保证细胞正常的渗透平衡
四、糖类
问题4：你所知道的糖有哪些？这些糖的共同特点是什么？它们对于细胞和生物体有什么生理作用？
说明：引导学生从自己感知的糖类出发，分析糖类的分类，再引导学生分析糖类的共同特点过程中分析糖类的元素组成和生理作用，教师再结合特定的事例（见总结）帮助学生分析理解糖类的特殊的生理作用。后归纳总结如下：
1、组成元素：C、H、O
2、分类（根据水解情况分类）
（1）单糖：不能水解，五碳糖、六碳糖
葡萄糖：光合作用的产物
细胞重要的能源物质
半乳糖：乳汁中
（2）二糖：水解后产生两个单糖
植物二糖：蔗糖、麦芽糖
动物二糖：乳糖
（3）多糖：水解后产生多个单糖
植物多糖：淀粉、纤维素
动物多糖：糖原（肝糖原、肌糖原）
3、生理作用
（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
五、脂类
问题5：你所知道的脂类有哪些？这些脂类的共同特点是什么？它们对于细胞和生物体有什么生理作用？
说明：引导学生从自己感知的脂类出发，分析脂类的分类，再引导学生分析脂类的共同特点过程中分析脂类的元素组成和生理作用，教师再结合特定的事例（见总结）帮助学生分析理解脂类的特殊的生理作用。后归纳总结如下：
1、组成元素：C、H、O、（N、P）
C、H比例高，彻底氧化释放出更多能量
2、分类及生理作用
（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
六、蛋白质
问题6：你所知道的蛋白质有哪些？这些蛋白质的共同特点是什么？它们对于细胞和生物体有什么重要生理作用？
说明：引导学生从自己感知的蛋白质出发，分析蛋白质的元素组成及生理功能，在此基础上引导学生分析蛋白质功能的结构基础及结构特点，详细地分析讲解蛋白质的相关知识。后归纳总结如下：
蛋白质被称做是生命活动的体现物质。在细胞的各种结构中都是非常重要的成分。大约占细胞干重的50%，是一种高分子化合物，或叫生物大分子。
1、相对分子量大
几千到几十万个原子，分子量几万到几百万
如：乳球蛋白3、6万
2、分子结构复杂
1、种类多样性：蛋白质的多样性
分析原因：
（1）氨基酸的种类、数目、序列不同--多肽链多样
（2）空间结构多样
2、功能重要：一切生命活动的体现者
（1）构成细胞和生物体的重要物质（结构蛋白）；
（2）有些蛋白质有催化作用（酶）；
（3）有些蛋白质有运输作用（载体蛋白）；
（4）有些蛋白质有调节作用（激素蛋白）；
（5）有些蛋白质有免疫作用（抗体）。
七、核酸：生物大分子
核酸是从细胞核中初提取出来的酸性物质。分为两类：DNA、RNA
1、分子量大 名称 RNA DNA
分子量 104 106
分布 细胞质 细胞核
2、结构复杂
（1）元素组成：C、H、O、N、P
（2）结构单位：核苷酸
分类：核糖核苷酸：4种
脱氧核糖核苷酸：4种
（3）化学结构：多核苷酸链
（4）空间结构：DNA的双螺旋结构
（注：第六章详细讲解）
3、种类多样：每种生物均不同
4、功能重要：一切生物的遗传物质
（1）控制生物的遗传和变异。
（2）控制蛋白质的生物合成。
过渡：六种化合物，蛋白质是生命活动的体现者，核酸是生命活动的调控者，二者为重要，都是生物大分子，而糖类和脂类主要是作为能源物质出现的，同时参与一些生命活动调节，水和无机盐作为生命活动的辅助物质，这六种化合物共同组成了细胞的物质，即原生质。
八、原生质
案例1：小实验--科学家研磨活水螅，提取出各种化合物，然后再按真实比例混合，放在适宜的环境下培养，预测一下能否得到活细胞？这个实验能说明什么问题？
分析：当然不能
原生质的具体存在形式是活细胞
原生质具有特定的结构
所以：1、原生质的主要成分是蛋白质和核酸；
2、原生质能表现出生命活动（如自我更新）；
3、原生质分化成细胞质、细胞膜、细胞核等结构。
进一步了解生命的本质，需要研究细胞的结构。
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第二节 组成生物体的化合物
一、构成细胞的化合物
无机化合物：水、无机盐
有机化合物：蛋白质、核酸、糖类、脂类
二、水
1．含量：多
（1）不同生物含量不同：水母97%、毛豆60%
（2）不同结构含量不同：骨22%、肌肉76%、脑86%
（3）不同生长阶段含量不同：婴儿72%、成人60%、老人50%
2．存在形式：
（1）结合水（4、5%）：与细胞内其它物质结合
（2）自由水（94、5%）：以游离形式存在，可自由流动
3．生理作用：水是生命之源
（1）细胞核生物体的组成成分
（2）良好的溶剂，利于体内化学反应的进行
（3）利于细胞内物质运输
三、无机盐
1．含量：很少
2．存在形式：离子态
3．生理作用
（1）细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分
（2）维持生命活动
（3）维持细胞渗透压和酸碱平衡
四、糖类
1．组成元素：C、H、O
2．分类（根据水解情况分类）
（1）单糖：
3．生理作用
（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
五、脂类
1．组成元素：C、H、O、（N、P）
2．分类及生理作用
（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）
六、蛋白质--生物大分子
1．相对分子量大
2．分子结构复杂
（4）空间结构：蛋白质--一条或多条多肽链形成空间结构
3．种类多样性：蛋白质的多样性
原因：（1）氨基酸的种类、数目、序列不同--多肽链多样
4．功能重要：一切生命活动的体现者
（1）构成细胞和生物体的重要物质（结构蛋白）；
（2）有些蛋白质有催化作用（酶）；
（3）有些蛋白质有运输作用（载体蛋白）；
（4）有些蛋白质有调节作用（激素蛋白）；
（5）有些蛋白质有免疫作用（抗体）。
七、核酸--生物大分子
DNA和RNA
1．分子量大 名称 RNA DNA
分子量 104 106
分布 细胞质 细胞核
2．结构复杂
（1）元素组成：C、H、O、N、P
（2）结构单位：核苷酸
（3）化学结构：多核苷酸链
（4）空间结构：DNA的双螺旋结构
3．种类多样：每种生物均不同
4．功能重要：一切生物的遗传物质
（1）控制生物的遗传和变异。
（2）控制蛋白质的生物合成。
八、原生质
1．原生质的主要成分是蛋白质和核酸；
2．原生质能表现出生命活动（如自我更新）；
3．原生质分化成细胞质、细胞膜、细胞核等结构。
细胞的结构和功能
教学重点：1、围绕细胞不同于非生物的生命特点进行学习和讨论。
2、细胞膜的选择透过性。
3、线粒体和叶绿体的结构，为第二章中的呼吸作用和光合作用奠定基础。
4、细胞核的结构和功能，为第五章学习奠定基础。
教学难点：1、细胞的体积与相对表面积对于细胞的意义。
2、细胞膜的结构和功能特点，理解膜的流动性。
3、叶绿体、线粒体和高尔基体的结构和功能，理解细胞器间的关系。
4、染色质与染色体间互相转换的动态关系
教学过程：
问题：病毒具有生命物质中重要的两种成分——生命活动的体现者蛋白质和遗传物质核酸。可是病毒却不能单独存活，病毒只有侵入寄主细胞后才能体现生命的特点。上述事实说明了什么？你能分析这其中的原因吗？
小结：从物质基础方面考虑，病毒成分简单不足以完成复杂的新陈代谢；从结构基础上看病毒不具有细胞结构——细胞学说指出：细胞是新陈代谢的结构和功能的基本单位。因此病毒不能独立进行新陈代谢。病毒必须寄生于活的细胞生物中才能体现生命现象。
问题：根据初中知识，举例说明细胞生物可以分成哪几类？它们在结构方面的主要区别是什么？是否有什么共同的基本结构？
课件演示几种植物细胞、几种人体细胞、原核细胞。
小结讨论结果。
第一节：细胞的结构和功能
生物界把没有细胞结构的病毒单独分成一个特殊的界。有细胞结构的生物又根据细胞是否有细胞核分为原核生物和真核生物
明确指出：高中阶段主要学习以真核生物为中心的有关生物学问题。
真核细胞的亚显微结构：（电子显微镜下观察到的结构）
解释细胞的显微结构和亚显微结构。
引发学生探究细胞亚显微结构的兴趣。在电镜下人们发现了什么？
课件演示细胞壁、细胞膜、细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体等电镜照片。
指导学生读图：识记各结构名称以及各结构的形态结构特征；注意区分动物细胞和植物细胞的异同。
课件演示动物细胞和植物细胞模式图，辨认细胞亚显微结构。比较细胞的异同时要注意纠正错误。强调细胞共有的结构和特有结构，总结出笔记。
问题：
1、不同点？植物和动物组织细胞浸在清水中结局相同吗？为什么植物可以光合作用？
——植物细胞都有细胞壁；有的细胞有叶绿体或大液泡。动物细胞和低等植物细胞有中心体。
2、相同点？说明了什么？这些生命必不可少的结构究竟用什么作用？这些结构是如何体现出生命特点的呢？
分别学习细胞各部分结构及功能。（重在理解生命意义）
一、细胞膜
细胞都有细胞膜这足说明其对生命的重要性。根据细胞膜的相对位置可以推断细胞膜对细胞有保护作用。
学生讨论：哪些实事可以说明细胞膜是有生命的？
（相关内容见扩展资料）
细胞膜是如何保护细胞的？细胞膜的结构和成分与一般的膜存在什么根本的区别？
问题讨论：学生设计实验：
（1）证明膜的存在。（质壁分离；显微探针感受阻力；电镜观察。）
（2）研究细胞膜的结构需要得到实验的材料，选用什么样的生物提供材料？理由？如何得到细胞膜？
（培养学生在下结论或推测时要重证据、讲道理。表达观点时条理清晰的基本素质。）
介绍细胞膜的获取方法（相关内容见扩展资料）。使学生了解科学家设计实验的思路。
（3）如何定性、定量的测定细胞膜的成分？
观察法：电镜观察细胞膜：暗、明、暗三层结构。厚度约75~100埃（见扩展资料）。
实验法：科学家通过化学分析的方法测定了细胞膜的化学成分：
事实一：膜易被脂类溶剂溶解。容易被蛋白酶溶解。（处理后消失。）
事实二：脂类物质很容易通过细胞膜。
事实三：用指示剂可以确认其成分：磷脂分子和蛋白质分子。
对于一般学生，可以通过分析上述资料引导学生得出结论，同时了解实验设计的思路和方法。
1、成分：磷脂、蛋白质
2、结构：
问题讨论：（培养学生的分析推理能力。）
这两类物质分别隶属于亲水和疏水物质。这两类物质应该如何排布？
（1）磷脂分子结构特点：磷脂分子分疏水端和亲水端。
如果是一层分子排成一个平面会是什么样子？（不符合细胞膜内外均为水环境的实际情况，使细胞不能正常进行物质交换。）如果是两层会是如何排列？理由？
（2）亲水的蛋白质与磷脂分子的关系？
根据前面给出的信息判断：暗层和亮层哪层是脂类物质？哪层是蛋白质类物质？依据？
理解内外两侧暗中央发亮的观察结果。
由于观察技术所限，科学家对细胞膜的认识基本上是假说和推测，了解学说和假说的区别。为形象表示细胞膜的结构特点科学家根据假说设计了一些生物模型。其中被广为接受的是：液态镶嵌模型——突出液态结构
（1）两层磷脂分子——基本骨架
（2）蛋白质覆盖、镶嵌、贯穿于“骨架”上。
问题：这样的结构与一般的“膜”有什么重要区别？细胞膜的结构特点对其生理功能会产生什么影响？
亲水物质可以充分接近膜，但是不能随意通过膜！
磷脂分子相互之间不连接，而且分子始终处于运动中——液态流动状。
磷脂分子中的2分子脂肪酸总有一个是不饱和的链，因此脂肪酸长链在双键处发生弯折。当分子旋转时会使相邻分子发生位移，有可能制造出一个瞬间的缝隙，为物质扩散创造了机会。（——如果膜两侧存在浓度差、分子又比较小或是不被磷脂分子排斥的脂类物质即可以发生扩散。）
离子的直径应该是比较小的，应该按照浓度差扩散。可是事实上不是这样……。原因？
细胞膜上蛋白质的作用：
蛋白质是两性化合物。因此带电的离子不易通过细胞膜。细胞外有些离子或小分子有机物可能会与膜上某些蛋白质发生作用，导致相关蛋白质分子发生临时性该变。蛋白质会出现临时“隧道”或发生穿膜运动。结果是使相应的离子或小分子有机会通过细胞膜。膜上的这些蛋白质分子被称作载体。
糖蛋白形成的糖被的生理功能：
（1）保护润滑作用
（2）细胞识别作用：
实验一、取低等多细胞动物黄海绵和红海绵各一块。分别打散并充分混合。静置培养一段时间。结果：细胞重新聚集，形成黄海绵和红海绵。没有混合色海绵。
实验二、人类ABO血型的免疫反应。（选择讲述）
通过学习蛋白质的功能（如细胞间的信息传递；细胞的物质交换和免疫反应等），有助于学生理解蛋白质的分布特点及其作用。
载体：（蛋白质）分布于膜上，专一性运输特定物质的工具。
学生进行归纳总结：通过以上学习，总结细胞膜的结构特点。
证明细胞膜具有流动性的事实以及细胞膜的流动性对细胞的意义：
（1）草履虫食物泡的形成及发展变化。
（2）变形虫捕食和运动时伪足的形成；白细胞吞噬细菌；胞饮与分泌；
（3）细胞分裂时膜的流动性
（4）细胞杂交时的细胞融合
人——鼠细胞杂交实验：荧光标记膜上的蛋白质，（红色和绿色）细胞结合处界限分明。37℃、10分钟后，界限消失，红绿荧光标记的蛋白质均匀分布已经看不出任何界限了。
学生总结：细胞膜通过流动可以完成什么生命过程？
（为细胞吸收、分泌、修复、融合、运动、捕食、变形、分裂等提供了基础）
3、细胞膜的特点：①结构特点具有流动性。
②功能特点具有选择透过性
通过学习使学生理解生物膜与一般非生物膜的不同，体会生物膜的生命特点。
学生讨论：细胞膜的流动性与功能上的选择透过性之间的联系。
4、各种物质通过膜的方式：（请参阅“细胞的亚显微结构.ppt”）
学生讨论生物模型：
（1）一碗水中滴一滴红墨水，会发生什么现象？物理学上属于哪类？原理？
（自由扩散的条件是：两个溶液之间存在浓度差）
注意纠正：强调扩散的双向性，总结局是扩散速率不同造成的。
（2）如果两个浓度不同的溶液之间存在半透膜——溶剂分子可以自由通过，溶质分子不能通过时，溶液中溶剂分子的扩散，又该是什么结果呢？（逆浓度方向发生）
（3）细胞需要的各种营养物质是否都可以通过扩散作用通过细胞膜呢？哪些不可以？为什么？扩散作用局限于哪些类型的物质？
小结：
扩散属于被动运输。根据是否需要载体帮助扩散分为：协助扩散和自由扩散。由于水分子的扩散是逆浓度差进行的，因此水分子的扩散又被称为渗透作用。
问题：扩散作用是细胞依靠浓度差进行的被动吸收方式。它的优缺点各是什么？
细胞是如何吸收离子和小分子有机物的？
讲解主动运输的特点：以生活中的相似事例比喻。使学生知道主动运输的特征。
列举主动运输的事实：
（1）海带细胞中的碘浓度30倍于海水；其他海藻有的甚至可以200万倍于海水；
（2）红细胞中的K离子30倍于血浆。
（3）不同植物吸收的元素的种类和比例不同。
学生总结归纳、填表：
方式
通过方向
载体辅助
能量消耗
物质形式
自由扩散
渗透作用
协助扩散
主动运输
总结：膜的保护作用是一种生物保护。一旦细胞死亡此作用将消失。
问题：
（1）细胞膜对细胞的保护有什么重要的生物学意义？
（细胞内环境稳定，害物质被屏阻。保证新陈代谢的需求原料及时供应，产物及时排除。）
（2）细胞膜不同于一般非生物膜的结构和功能特点是哪些？
（结构上的流动性，功能上的选择透过性。）
5、细胞的内吞和外排作用：不能透过细胞膜的大分子物质“出入细胞”的方式。
强调：物质始终没有透过细胞膜，其原理是利用了细胞膜的流动性。
6、细胞膜的作用：生物性保护。
细胞膜与细胞的物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫等功能密切相关。
在植物细胞膜外还有有细胞分泌的纤维素、果胶等物质构成的细胞壁。对细胞具有机械支持和保护的作用。
事实：用纤维素酶除掉细胞壁的植物细胞不再保持原来的形态。将这样的细胞放置在清水中时，它会象红细胞一样吸水破裂。
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