時間：2022-03-17 06:22:37
序論：在您撰寫高中生物教案時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
探究性學(xué)習(xí)是學(xué)生自主地獲取知識和技能、體驗(yàn)和了解科學(xué)探究的過程和方法、形成和提高創(chuàng)新意識、樹立科學(xué)的價值觀的活動過程。在生物學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，引導(dǎo)學(xué)生主動參與教學(xué)活動，落實(shí)"探究性學(xué)習(xí)"是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的一個重要途徑。
1.教學(xué)前提備課——增強(qiáng)學(xué)生主體意識
要求學(xué)生進(jìn)行"科學(xué)探究"，我們首先應(yīng)進(jìn)入"探究"的角色，進(jìn)行換位思考，備課的過程應(yīng)成為我們探究的過程。教學(xué)實(shí)踐中我們摸索了這樣的備課探究思路：確定教學(xué)目標(biāo)確定教學(xué)內(nèi)容收集整理相關(guān)信息資料研究學(xué)生的思維和認(rèn)知基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題尋找探究點(diǎn)設(shè)計(jì)課堂具體探究過程。
備課時應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教學(xué)過程是學(xué)生的活動過程，教師是引導(dǎo)者、組織者和參與者，引導(dǎo)學(xué)生在一系列的活動中學(xué)會認(rèn)知、學(xué)會合作，為此我們必須關(guān)注整個教學(xué)過程的設(shè)計(jì)，將教師組織活動和學(xué)生自主活動進(jìn)行對照、比較，看看教學(xué)活動的安排是否體現(xiàn)學(xué)生的自主性，情景、問題、探究點(diǎn)的設(shè)置是否在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，教法是否建立在學(xué)法基礎(chǔ)上，以確保學(xué)生的主體地位。下面是我們設(shè)計(jì)的"細(xì)胞增殖"教學(xué)中，實(shí)施"情景——
問題"驅(qū)動式自主探究過程的部分片斷。
2.導(dǎo)課——激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
俗話說："良好的開端是成功的一半。"一堂優(yōu)秀的生物課，必須重視新課的導(dǎo)入設(shè)計(jì)。探究性教學(xué)的導(dǎo)入設(shè)計(jì)，必須引起學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的探究興趣，同時符合學(xué)科的特點(diǎn)及教材自身的性質(zhì)。例如，在學(xué)習(xí)"性別決定"之前，我們可以提出這樣的探究性導(dǎo)課："為什么人類的性別比總是接近于1∶1？"在學(xué)習(xí)"伴性遺傳"時，我一般都會繪聲繪色地講述道爾頓癥的發(fā)現(xiàn)史，學(xué)生都非常的安靜地聽，在結(jié)尾時我都會及時提出探究性問題"道爾頓和他的兄弟的色盲基因是來自他們的父親還是母親呢？"真是一石激起千層浪，同學(xué)們討論開來，有的說是來自父親，因?yàn)槟赣H不是色盲，有的說來自母親……此時學(xué)生們急于知道答案，求知欲倍增，促使學(xué)生在好奇和思考中獲得知識，并且記憶深刻。
3.精心設(shè)計(jì)問題情境，以境引疑以境誘思
愛因斯坦曾說過：提出一個問題往往比解決一個問題更重要。著名的物理學(xué)家李政道也說過：要教學(xué)生"學(xué)問"，必須首先從教學(xué)生學(xué)會"發(fā)問"開始，沒有自己的問題，就永遠(yuǎn)沒有發(fā)展和前途，因?yàn)?問題"能使學(xué)生在心理上感到茫然，從而產(chǎn)生認(rèn)知沖動，促使學(xué)生積極思考，所以"問題"是學(xué)生思維活化的源頭，是主動學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)?；谶@些原因，我十分鼓勵學(xué)生在預(yù)習(xí)新課、學(xué)習(xí)新課，課外閱讀和實(shí)驗(yàn)觀察等環(huán)節(jié)中努力做到"三多"，即多發(fā)現(xiàn)問題、多提出問題、多思考問題。經(jīng)過一段時間的鍛煉，學(xué)生逐漸從沒有問"問題"的習(xí)慣中走出來，慢慢地能夠發(fā)現(xiàn)一些問題，到現(xiàn)在，幾乎每學(xué)習(xí)一個新知識，他們都能提出很多問題。如：在"生物的新陳代謝"中，有學(xué)生問："綠色植物的光合作用主要是利用無機(jī)物合成有機(jī)物，同時儲存能量；而呼吸作用主要是分解有機(jī)物生成無機(jī)物，同時釋放能量。
4.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中落實(shí)探究性學(xué)習(xí)
實(shí)驗(yàn)是人們認(rèn)識和研究物質(zhì)或驗(yàn)證某一理論的一種常用的科學(xué)方法，而生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)中來，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、分析問題和解決問題的能力，也能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，更能使學(xué)生樹立實(shí)事求是、認(rèn)真嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度。高二新教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，這就為在實(shí)驗(yàn)中落實(shí)探究性學(xué)習(xí)提供了良好的條件。例：在進(jìn)行"生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定"實(shí)驗(yàn)的前一天，先讓學(xué)生根據(jù)已有的理論知識討論該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何注意材料的選擇和處理。學(xué)生各抒己見，經(jīng)過討論，歸納出了以下幾個要點(diǎn)：①注意材料的易得性：還原性糖和脂肪從植物中獲得實(shí)驗(yàn)材料比較容易，而蛋白質(zhì)在動植物中都有比較容易獲得的材料。②注意材料的可取性：富含還原糖或脂肪或蛋白質(zhì)的植物材料很多，但并不是每一種材料都是可取的：如在"還原糖鑒定"實(shí)驗(yàn)中，雙子葉植物光合作用的主要產(chǎn)物是淀粉，而淀粉不具備還原性，因此最好不要用雙子葉植物。有一些單子葉植物的葉中含有大量的可溶性單糖，但是葉片中葉綠素的顏色較深，對于鑒定時的顏色反應(yīng)起著掩蓋作用，會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不明顯，所以也不宜用單子葉植物的葉片作實(shí)驗(yàn)材料。因此最理想的實(shí)驗(yàn)材料是含糖較高的生物組織（或器官），而且組織的顏色較淺，或近于白色，如蘋果或梨的果實(shí)，③注意實(shí)驗(yàn)前材料的處理：蘋果和梨在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該洗凈、去皮，保證研磨比較充分；鑒定脂肪用的花生種子必須提前浸泡，而且應(yīng)注意浸泡的時間，時間過長，則組織太軟，切下的薄片不易成形，時間過短，則不容易切成片；同樣鑒定蛋白質(zhì)用的大豆也要提前浸泡，這樣容易研磨成漿。如果用雞蛋卵白的話，應(yīng)該進(jìn)行稀釋。當(dāng)然除了讓學(xué)生學(xué)會選擇和處理實(shí)驗(yàn)材料外，還可以從學(xué)會分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、學(xué)會撰寫實(shí)驗(yàn)報告、研究改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的器具等方面著手來實(shí)現(xiàn)"探究性學(xué)習(xí)"。這樣學(xué)生通過主動學(xué)習(xí)與探索，更好地理解了知識，獲得了學(xué)問。認(rèn)識到學(xué)習(xí)科學(xué)要有嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，而且學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探索，提高了利用科學(xué)的研究方法來探究解決問題的能力。
5.讓學(xué)生感受探究的方式和過程，享受探究的愉悅
1.真核細(xì)胞的有絲分裂（C：理解）。
2.真核細(xì)胞有絲分裂的細(xì)胞周期的概念和特點(diǎn)(B：識記)。
3.無絲分裂方式的過程和特點(diǎn)(A：知道)。
三、重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
(1)真核細(xì)胞有絲分裂的細(xì)胞周期的概念和特點(diǎn)。
(2)真核細(xì)胞有絲分裂的過程。
2.教學(xué)難點(diǎn)
真核細(xì)胞有絲分裂過程中，各個時期染色體的變化特點(diǎn)。
四、教學(xué)建議
本節(jié)教學(xué)內(nèi)容可安排2課時，包括講課和學(xué)生實(shí)驗(yàn)。第1課時講述植物細(xì)胞的有絲分裂；第2課時做觀察植物細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)。通過對比動植物細(xì)胞有絲分裂的異同，總結(jié)有絲分裂的特征。最后，簡述無絲分裂和減數(shù)分裂，概括細(xì)胞增殖的意義。講課內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容應(yīng)有機(jī)結(jié)合。
本節(jié)教學(xué)手段的運(yùn)用，要考慮到關(guān)于細(xì)胞增殖知識的特點(diǎn)，可運(yùn)用自制的剪貼圖、投影片、錄像等手段，體現(xiàn)細(xì)胞有絲分裂過程的連續(xù)變化，把染色體的行為變化直觀地表現(xiàn)出來。
本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的引入，可以講述以下幾點(diǎn)：①多細(xì)胞生物一般是由一個細(xì)胞(受精卵)，經(jīng)過細(xì)胞的分裂和分化，最終生長發(fā)育成一個新個體的；②單個細(xì)胞和多細(xì)胞生物體的生命期都是有限的，多細(xì)胞生物體內(nèi)衰老、死亡細(xì)胞的補(bǔ)充，以及生物種族的繁衍，都是以細(xì)胞分裂為基礎(chǔ)的；③細(xì)胞分裂的方式有三種，本節(jié)主要學(xué)習(xí)細(xì)胞有絲分裂的知識。
在講述細(xì)胞周期時，可從分析一個新細(xì)胞(子細(xì)胞)的誕生開始，分析它的兩種發(fā)展方向：一是隨著生長、分化而成為具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞，直至衰老、死亡；二是保持連續(xù)分裂的能力，通過分裂產(chǎn)生新的子細(xì)胞，開始它的新的生命周期，周而復(fù)始。受精卵、植物分生組織細(xì)胞、動物的一些上皮細(xì)胞等就屬于這種具有連續(xù)分裂能力的細(xì)胞。分析細(xì)胞周期時，要注意分析分裂間期是一個周期的開始，是為分裂期作準(zhǔn)備的時期。另外，應(yīng)讓學(xué)生注意，間期要比分裂期的時間長得多，要引起學(xué)生對間期的重視。
在分析細(xì)胞分裂間期時，要引導(dǎo)學(xué)生思考：間期應(yīng)為分裂期準(zhǔn)備什么才能使分裂后的子細(xì)胞繼承母細(xì)胞的特性?在講述DNA分子復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)合成時，要聯(lián)系染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識。使學(xué)生理解這種復(fù)制與合成最終表現(xiàn)在染色質(zhì)細(xì)絲的倍增上。每條染色質(zhì)細(xì)絲(將來的染色體)都產(chǎn)生出另外一條跟自己完全一樣的染色質(zhì)，由于著絲點(diǎn)連在一起，而沒有分開。
在分裂期的教學(xué)中，教師應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①利用剪貼圖顯示各分裂期的主要變化；②注意把核膜、染色體、紡錘絲的行為變化和染色體最終平分復(fù)制的知識緊密地聯(lián)系起來，使學(xué)生理解這些變化的協(xié)調(diào)性和合理性；③為了突出染色體的平均分配，可用模型模擬染色體的平分過程；④注意強(qiáng)調(diào)兩個子細(xì)胞間及子細(xì)胞與母細(xì)胞間染色體(內(nèi)部的DNA)的數(shù)目和種類相同；⑤在講述細(xì)胞板形成時，要聯(lián)系高爾基體的作用。
在講述動物細(xì)胞有絲分裂時，可把動植物細(xì)胞有絲分裂全過程圖呈現(xiàn)出來。讓學(xué)生觀察對比，歸納出相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。在這里，教師可進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)動植物細(xì)胞有絲分裂的共同特征，使學(xué)生理解這些特征對生物的重要意義。
對無絲分裂和減數(shù)分裂的處理，按教材內(nèi)容講述即可，不必過多發(fā)揮。
五、參考答案
復(fù)習(xí)題一、1.(D)；2.(C)；3.(D)；4.(D)。
二、1.染色質(zhì)、核仁、核膜、中心體等結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化。具體的變化是：
染色質(zhì)復(fù)制后的DNA縮短變粗，由染色質(zhì)成為染色體。
核仁逐漸解體。
核膜逐漸消失。
中心體由一組中心粒變成兩組中心粒，兩組中心粒分別位于兩極，每組中心粒周圍發(fā)射出放射狀星射線，紡錘體形成。
2.這是因?yàn)樵诩?xì)胞周期中，分裂間期所需要的時間大大長于分裂期。
3.有絲分裂中期的細(xì)胞，主要特點(diǎn)是全部染色體排列在赤道板上?？梢愿鶕?jù)染色體的這個變化特點(diǎn)找到分裂中期的細(xì)胞。
4.全部染色體平均分配到細(xì)胞兩極時，是在有絲分裂的后期。由于染色體上有遺傳物質(zhì)，因此，全部染色體平均分配到細(xì)胞的兩極的行為，可以使親代和子代之間保持遺傳性狀的穩(wěn)定性，對生物的遺傳有重要意義。
實(shí)驗(yàn)討論題實(shí)驗(yàn)三制作好洋蔥根尖有絲分裂裝片的關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：(1)剪取洋蔥根尖材料時，應(yīng)該在洋蔥根尖細(xì)胞一天之中分裂最活躍的時間；(2)解離時，要將根尖細(xì)胞殺死，細(xì)胞間質(zhì)被溶解，使細(xì)胞容易分離；(3)壓片時，用力的大小要適當(dāng)，要使根尖被壓平，細(xì)胞分散開。
六、參考資料
細(xì)胞的增殖周期細(xì)胞從前一次分裂結(jié)束開始，到下一次分裂結(jié)束為止，這樣一個周期叫做細(xì)胞增殖周期。
20世紀(jì)50年代以前，人們把細(xì)胞增殖周期劃分為分裂期和靜止期兩個階段。當(dāng)時認(rèn)為分裂期是細(xì)胞增殖周期中的主要階段。近年來，由于放射自顯影和細(xì)胞化學(xué)等技術(shù)的迅速發(fā)展，對于細(xì)胞增殖過程的動態(tài)研究也日趨深入?，F(xiàn)在了解到，過去一直被忽視的所謂“靜止期”卻是細(xì)胞增殖周期中極為關(guān)鍵的一個階段，因?yàn)榕cDNA分子復(fù)制有關(guān)的一系列代謝反應(yīng)，都是在這個階段進(jìn)行的。所以現(xiàn)在都把“靜止期”叫做間期。
現(xiàn)在，一般把細(xì)胞增殖周期分為兩個階段：間期和分裂期。細(xì)胞在前一次分裂結(jié)束之后就進(jìn)入間期，這時就是新的細(xì)胞周期的開始。間期一共分為三個分期。間期結(jié)束就進(jìn)入有絲分裂期。根據(jù)目前的認(rèn)識，整個細(xì)胞增殖周期可以分為G1、S、G2、M四個小分期，如下表：
細(xì)胞增殖周期中的各個分期，各有其，全國公務(wù)員共同天地不同的特點(diǎn)。
(一)G1期的特點(diǎn)G1期是從上次細(xì)胞增殖周期完成以后開始的。G1期是一個生長期。在這一時期中主要進(jìn)行RNA和蛋白質(zhì)的生物合成，并且為下階段S期的DNA合成做準(zhǔn)備，特別是合成DNA的前身物質(zhì)、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系，以及儲備能量。
(二)S期的特點(diǎn)從G1期進(jìn)入S期是細(xì)胞增殖的關(guān)鍵時刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的復(fù)制就是在這個時期進(jìn)行的。通常只要DNA的合成一開始，細(xì)胞增殖活動就會進(jìn)行下去，直到分成兩個子細(xì)胞。
(三)G2期的特點(diǎn)G2期又叫做“有絲分裂準(zhǔn)備期”，因?yàn)樗饕獮楹竺娴腗期做準(zhǔn)備。在G2期中，DNA的合成終止，但是還有RNA和蛋白質(zhì)的合成，不過其合成量逐漸減少。特別是微管蛋白的合成，為M期紡錘體微管的組裝提供原料。
(四)M期的特點(diǎn)細(xì)胞一旦完成了細(xì)胞分裂的準(zhǔn)備，就進(jìn)入有絲分裂期。細(xì)胞分裂期是一個連續(xù)的過程，為了研究的方便，可以人為地將它分成前、中、后、末四個時期。M期的細(xì)胞有極明顯的形態(tài)變化。間期中的染色質(zhì)(主要成分是DNA和蛋白質(zhì))，在M期濃縮成染色體形態(tài)。染色體的形成、復(fù)制和移動等活動，保證了將S期復(fù)制的兩套DNA分子平均地分到兩個子細(xì)胞中去。
有絲分裂過程中兩個重要的細(xì)胞器
1.中心粒
中心粒的結(jié)構(gòu)通常是一對互相成直角的圓筒狀小體，直徑0.25μm，長度不定，位于鄰近核模的細(xì)胞質(zhì)中。筒壁由9組大約呈30°傾斜排列的三聯(lián)微管組成，從橫斷面看像一個風(fēng)車。在一對中心粒的周圍是一團(tuán)透明的電子密度高的中心粒周圍物質(zhì)，這個復(fù)合物稱為中心體。
中心粒要經(jīng)過一個復(fù)雜的發(fā)育周期，才能達(dá)到成熟并且具有微管組織中心的作用。DNA合成前期(G1期)的細(xì)胞有一對互相垂直的中心粒。到DNA合成期(S期)時，兩個中心粒稍有分離，在距母中心粒的一定距離(約50～60nm)處，與其垂直的方向復(fù)制出一個子中心粒。DNA合成后期(G2期)的晚期到有絲分裂期(M期)，子中心粒不斷長大，逐漸分離，移到兩極的兩對中心粒形成暈，并且組成紡錘體及星體。到分裂期末期，每個子細(xì)胞各獲得一對中心粒──一個母中心粒和一個子中心粒。
2.著絲點(diǎn)
長期以來，著絲粒和著絲點(diǎn)這兩個術(shù)語是作為染色體上紡錘體附著區(qū)域的同義語使用的。遺傳學(xué)文獻(xiàn)中多用著絲粒一詞，而細(xì)胞學(xué)家多用著絲點(diǎn)一詞。后來，在電鏡下研究哺乳類染色體超微結(jié)構(gòu)時發(fā)現(xiàn)，主縊痕兩側(cè)是一對三層結(jié)構(gòu)的特化部位，認(rèn)為是非染色質(zhì)性質(zhì)物質(zhì)的附加物，稱為著絲點(diǎn)(圖2-10)。在主縊痕區(qū)存在著絲粒，由此把染色體分成二臂。著絲粒的兩側(cè)各有一個蛋白質(zhì)構(gòu)成的三層的盤狀或球狀結(jié)構(gòu)，稱為著絲點(diǎn)。著絲點(diǎn)與紡錘體的紡錘絲連接，與染色體移動有關(guān)。在分裂前期和中期，著絲粒把兩個姐妹染色單體連在一起，到后期兩個染色單體的著絲粒分開，紡錘絲把兩條染色單體拉向兩極。并非有絲分裂各個時期，或各種生物的染色體，都有這種分化的結(jié)構(gòu)。
圖2-10中期染色體上的著絲點(diǎn)
(示著絲點(diǎn)分為內(nèi)、中、外三層，上面附著有微管)
細(xì)胞質(zhì)分裂廣義說來，有絲分裂應(yīng)該包括細(xì)胞質(zhì)分裂。但是，也可以把細(xì)胞質(zhì)分裂看做是一個單獨(dú)的階段。
大多數(shù)真核生物的細(xì)胞質(zhì)分裂是與核分裂協(xié)調(diào)進(jìn)行的，細(xì)胞質(zhì)分裂起始于中后期。細(xì)胞質(zhì)分裂面一般總是和紡錘體的赤道面一致，其方向約在核分裂中期就已確定。如果在中期時用離心法改變細(xì)胞的紡錘體的正常位置，細(xì)胞分裂面方向并不隨之改變。但是，如果在中期之前改變紡錘體的位置，細(xì)胞質(zhì)分裂面的方向也就隨著發(fā)生改變。
動物細(xì)胞在進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)分裂時，先是在要形成分裂面處的細(xì)胞質(zhì)收縮，環(huán)細(xì)胞表面出現(xiàn)一條窄的凹溝，這條溝叫做分裂溝。分裂溝環(huán)繞細(xì)胞表面一圈，使細(xì)胞呈啞鈴狀。它的形成和細(xì)胞膜下方的細(xì)胞質(zhì)微絲有關(guān)系。
植物細(xì)胞因?yàn)橛屑?xì)胞壁，它的分裂方式不同于動物細(xì)胞(有花植物的花粉粒的成熟分裂與動物細(xì)胞一樣，形成分裂溝)，最主要的差別是植物細(xì)胞在進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)分裂時，有細(xì)胞板的形成。細(xì)胞板產(chǎn)生于晚后期或早末期。
無絲分裂關(guān)于無絲分裂的問題，長期以來就有不同的看法。有些人認(rèn)為無絲分裂不是正常細(xì)胞的增殖方式，而是一種異常分裂現(xiàn)象；另一些人則主張無絲分裂是正常細(xì)胞的增殖方式之一，主要見于高度分化的細(xì)胞，如肝細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞等。
無絲分裂是最早發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞分裂方式，早在1841年就在雞胚的血細(xì)胞中看到了。因?yàn)榉至褧r沒有紡錘絲出現(xiàn)，所以叫做無絲分裂。又因?yàn)檫@種分裂方式是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的直接分裂，所以又叫做直接分裂。
無絲分裂的早期，球形的細(xì)胞核和核仁都伸長，然后細(xì)胞核進(jìn)一步伸長呈啞鈴形，中央部分狹細(xì)。最后，細(xì)胞核分裂，這時細(xì)胞質(zhì)也隨著分裂，并且在滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的參與下形成細(xì)胞膜。在無絲分裂中，核膜和核仁都不消失，沒有染色體的出現(xiàn)，當(dāng)然也就看不到染色體復(fù)制的規(guī)律性變化。但是，這并不說明染色質(zhì)沒有發(fā)生深刻的變化，實(shí)際上染色質(zhì)也要進(jìn)行復(fù)制，并且細(xì)胞要增大。當(dāng)細(xì)胞核體積增大一倍時，細(xì)胞核就發(fā)生分裂，核中的遺傳物質(zhì)就分配到子細(xì)胞中去。至于核中的遺傳物質(zhì)DNA是如何分配的，還有待進(jìn)一步的研究。
原核細(xì)胞的DNA復(fù)制和細(xì)胞質(zhì)分裂原核細(xì)胞的分裂包括兩個方面：(1)細(xì)胞DNA的復(fù)制和分配，使分裂后的子細(xì)胞能得到親代細(xì)胞的一整套遺傳物質(zhì)；(2)細(xì)胞質(zhì)分裂，把細(xì)胞基本上分成兩等份。
原核細(xì)胞的DNA分子是環(huán)狀的，無游離端。在一系列酶的催化下，經(jīng)過解旋和半保留式復(fù)制，形成了兩個一樣的環(huán)狀DNA分子。復(fù)制常是由DNA附著在細(xì)胞膜上的部位開始(圖2-11)。在DNA分子復(fù)制完成之后，便開始了細(xì)胞質(zhì)分裂。當(dāng)然，在開始分裂之前需要細(xì)胞生長，細(xì)胞的生長反映了細(xì)胞內(nèi)按比例地合成一定量的結(jié)構(gòu)蛋白酶。
圖2-11細(xì)菌細(xì)胞DNA的復(fù)制和細(xì)胞分裂
細(xì)胞分裂時，先由一定部位開始。復(fù)制好的兩個DNA分子仍與細(xì)胞膜相連；隨著連接處的生長，把DNA分子拉開。在細(xì)胞中部，細(xì)胞膜環(huán)繞細(xì)胞發(fā)生內(nèi)褶，褶中產(chǎn)生了新的壁物質(zhì)，形成了隔(圖2-12)。隔不斷向中央生長延伸，最后形成了將細(xì)胞隔為兩部分的完整的隔。隔縱裂為二，把母細(xì)胞分成了大致相等的兩個子細(xì)胞。
二、教學(xué)目的
1.組成生物體的水、無機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸這幾種化合物的化學(xué)元素組成、在細(xì)胞內(nèi)的存在形式和重要的功能(C：理解)。
2.組成生物體的無機(jī)化合物和有機(jī)化合物是生命活動的基礎(chǔ)(C：理解)。
3.各種化合物只有按照一定的方式有機(jī)地組織起來，才能表現(xiàn)出細(xì)胞和生物體的生命現(xiàn)象(A：知道)。
三、重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
組成生物體的無機(jī)化合物和有機(jī)化合物的化學(xué)元素組成，各種化合物在細(xì)胞中的存在形式和重要功能。
2.教學(xué)難點(diǎn)
(1)蛋白質(zhì)的化學(xué)元素組成、相對分子質(zhì)量、基本組成單位、分子結(jié)構(gòu)和主要功能。
(2)核酸的化學(xué)元素組成、相對分子質(zhì)量、基本組成單位和重要功能。
四、教學(xué)建議
本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容較多而時間又較緊，教師要注意合理分配時間，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)。建議教師對水、無機(jī)鹽、糖類和脂質(zhì)的內(nèi)容安排1課時，蛋白質(zhì)和核酸的內(nèi)容安排1課時，學(xué)生實(shí)驗(yàn)用1課時。
在本節(jié)教學(xué)的開始，教師可以利用教材中講到的細(xì)胞內(nèi)各種化合物的含量表，從整體上概括出構(gòu)成細(xì)胞的化合物；指出生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是以蛋白質(zhì)和核酸為主體的多分子體系。，全國公務(wù)員共同天地
在講授無機(jī)化合物水時，可以從水在細(xì)胞、組織中兩種存在形式的分析入手，引出水的作用。引導(dǎo)學(xué)生理解水的含量與生命活動的狀態(tài)密切相關(guān)。在講述水時，要注意滲透出兩種形式的水存在著動態(tài)轉(zhuǎn)化，不能截然分開。如果能恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用生活常識，說明水的存在狀態(tài)和作用，將會更吸引學(xué)生，使學(xué)生加深對水的認(rèn)識。
關(guān)于無機(jī)鹽的教學(xué)，可以從學(xué)生已知的知識中提出問題，通過簡明的分析，使學(xué)生懂得無機(jī)鹽的存在形式和作用。例如，為什么在觀察動物和人的細(xì)胞時，要用一定濃度的生理鹽水?為什么長期缺乏鐵會出現(xiàn)缺鐵性貧血?從這些問題的分析過程中，歸納出無機(jī)鹽對維持細(xì)胞形態(tài)、參與重要的物質(zhì)組成等作用。
關(guān)于糖類的教學(xué)，應(yīng)該盡量聯(lián)系學(xué)生生活中經(jīng)常接觸的糖類物質(zhì)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加感性認(rèn)識。在本節(jié)教學(xué)中，要注意適當(dāng)突出后邊將要應(yīng)用的糖類知識，這樣可以為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)打下知識基礎(chǔ)。通過講述糖類的水解作用，使學(xué)生理解單糖、二糖、多糖三者的區(qū)別和聯(lián)系。關(guān)于糖類的作用，既要突出它是生命系統(tǒng)賴以維持的主要能源物質(zhì)，又要點(diǎn)出它是細(xì)胞許多結(jié)構(gòu)中不可缺少的成分。
關(guān)于脂質(zhì)的教學(xué)，似乎可以滲透儲存脂質(zhì)(脂肪)、結(jié)構(gòu)脂質(zhì)(磷脂等類脂)、功能脂質(zhì)(固醇)的提法，這樣有利于學(xué)生對不同脂質(zhì)的作用特點(diǎn)的理解。在學(xué)生條件較好的學(xué)校，可以分析一下磷脂分子的特點(diǎn)，為學(xué)習(xí)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ)。
蛋白質(zhì)的內(nèi)容是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師在講述蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)時，可以按照以下教學(xué)思路來設(shè)計(jì)教學(xué)過程：①通過列舉水、葡萄糖、幾種蛋白質(zhì)的相對分子量，使學(xué)生認(rèn)識到蛋白質(zhì)屬于生物大分子；②指出對生物大分子結(jié)構(gòu)的研究，常采取分層次認(rèn)識的方法；③對蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的教學(xué)，可從有關(guān)元素、基本單位──氨基酸、肽、肽鏈間的結(jié)合和卷曲、折疊而成的空間結(jié)構(gòu)等幾個層次逐步深入。
在講述氨基酸時，可以從甲烷、乙酸、甘氨酸漸漸引入。隨著羧基(－COOH)、氨基(－NH2)的出現(xiàn)，指出它們的化學(xué)特性。在認(rèn)識了甘氨酸的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步變換R基，認(rèn)識幾種其他氨基酸。最后，歸納總結(jié)出氨基酸的共同點(diǎn)和區(qū)別。
在講述肽時，要注意講清縮合、肽鍵、二肽、多肽和肽鏈的概念。要指出每種多肽都具有特定的氨基酸種類、數(shù)目和排列順序，這種特點(diǎn)決定著肽鏈的空間結(jié)構(gòu)，從而為學(xué)生理解多肽間的區(qū)別和蛋白質(zhì)的多樣性打下基礎(chǔ)。
對于蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，教師不必詳細(xì)講述，可以讓學(xué)生通過對教材中某種胰島素空間結(jié)構(gòu)示意圖的觀察，了解蛋白質(zhì)具有一定的空間結(jié)構(gòu)就可以了。但是應(yīng)該對學(xué)生指出，蛋白質(zhì)的生理作用依賴于自身特定的空間結(jié)構(gòu)。
在講述蛋白質(zhì)的功能時，應(yīng)該注意從列舉典型的、易于理解的例子中，概括出蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要成分和在生命活動中發(fā)揮的重要作用。
另外，關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)容的教學(xué)，要充分利用剪貼圖、投影片和教材中的示意圖，來幫助學(xué)生理解動態(tài)的、抽象的知識內(nèi)容。
關(guān)于核酸的教學(xué)，要注意處理好與《遺傳與變異》一章有關(guān)內(nèi)容的聯(lián)系。本節(jié)對核酸化學(xué)元素的組成和基本組成單位的認(rèn)識，可以從介紹分析生物大分子的方法入手，使學(xué)生初步了解核酸分子的元素組成、基本單位──核苷酸和多核苷酸鏈。應(yīng)指出DNA和RNA兩類核酸在組成上的區(qū)別和DNA的主要作用。
在本章的最后，教師要強(qiáng)調(diào)說明，任何一種化合物或幾種化合物的混合都不能完成生命活動。細(xì)胞內(nèi)的各種化合物必須按照一定的方式組成特定的結(jié)構(gòu)，才能在生命活動中發(fā)揮作用。
五、參考答案
復(fù)習(xí)題一、③，①，④，②。
二、1.(A)；2.(A)；3.(D)。
三、1.因?yàn)檫@兩種蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不同(即氨基酸的種類不同，排列次序不同，空間結(jié)構(gòu)不同)，所以它們的功能也不相同。
2.細(xì)胞內(nèi)的各種化合物必須按照一定方式組成特定的結(jié)構(gòu)，才能在生命活動中發(fā)揮作用。
旁欄思考題老年人容易發(fā)生骨折是因?yàn)殡S著年齡的增長，機(jī)體代謝發(fā)生變化而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松造成的。骨質(zhì)疏松主要是缺少了骨的重要成分碳酸鈣。
臨床上醫(yī)生給病人點(diǎn)滴輸入葡萄糖液，可以起到給病人提供水、營養(yǎng)和增加能量的作用。因?yàn)槠咸烟茄趸纸鈺r釋放大量的能量，可以供給病人生命活動的需要，有利于早日康復(fù)。此外，細(xì)胞中水的含量最多。病人維持各項(xiàng)生命活動，絕對不能缺少水。
實(shí)驗(yàn)討論題實(shí)驗(yàn)一1.某些化學(xué)試劑與生物組織中的有關(guān)有機(jī)化合物發(fā)生一定的化學(xué)作用后，能夠生成新的化學(xué)物質(zhì)，而這種化學(xué)物質(zhì)是有固定的顏色的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的特定的顏色反應(yīng)，如磚紅色、橘黃（或紅）色、紫色，可以分別鑒定生物組織中有糖、脂肪、蛋白質(zhì)的存在。
六、參考資料
細(xì)胞的化學(xué)組成細(xì)胞中各種化合物的平均值如下表(表1-1)：
表1-1細(xì)胞中各種化合物的平均值
化合物
質(zhì)量分?jǐn)?shù)%
平均相對
分子質(zhì)量
種類
水
85.0
1.8×10
游離形式的水和結(jié)合形式的水
蛋白質(zhì)
10.0
3.6×104
清蛋白、球蛋白、組蛋白、白等
DNA
0.4
1.0×106
RNA
0.7
4.0×105
脂質(zhì)
2.0
7.0×102
脂肪、磷脂等
糖類及其
他有機(jī)物
0.4
2.5×102
單糖、二糖、多糖等
其他
無機(jī)物
1.5
5.5×10
Na+、K+、Ca2+、Mg2+、
Cl-、SO42-、PO43-等
在組成細(xì)胞的各種化合物中，水是含量最多的物質(zhì)，是生命活動的最重要的介質(zhì)。地球表面出現(xiàn)了液態(tài)水時，才具備了生命發(fā)生的條件。但是，只有當(dāng)原始地球的物質(zhì)經(jīng)過漫長的演變，出現(xiàn)了原始的核酸和蛋白質(zhì)并且組合在一起，表現(xiàn)出原始的新陳代謝時，才開始出現(xiàn)原始的生命現(xiàn)象，產(chǎn)生了原始的生命。恩格斯早在一百多年前就已提出“生命是蛋白體的存在方式”?，F(xiàn)代生物科學(xué)認(rèn)為，承擔(dān)生命的“蛋白體”主要是核酸和蛋白質(zhì)的整合體系。因此說，細(xì)胞的主要成分是蛋白質(zhì)和核酸。
水在生物體和細(xì)胞內(nèi)的存在狀態(tài)
1.結(jié)合水吸附和結(jié)合在有機(jī)固體物質(zhì)上的水，主要依靠氫鍵與蛋白質(zhì)的極性基(羧基和氨基)相結(jié)合形成親水膠體。多糖、磷脂也以親水膠體形式存在。這部分水不能蒸發(fā)、不能析離，失去了流動性和溶解性，是生物體的構(gòu)成物。
2.自由水填充在有機(jī)固體顆粒之間的水分，可流動、易蒸發(fā)，加壓力后可析離，是可以參與物質(zhì)代謝過程的水。
水在生物體內(nèi)的作用水是生命存在的環(huán)境條件，同時也是生活物質(zhì)本身化學(xué)反應(yīng)所必需的成分。水對于維持生物體的正常生理活動有著重要的意義，因此水是生物體內(nèi)不能缺少的物質(zhì)。
1.水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑生物體內(nèi)的大部分無機(jī)物及一些有機(jī)物，都能溶解于水。水是物質(zhì)擴(kuò)散的介質(zhì)，也是酶活動的介質(zhì)。細(xì)胞內(nèi)的各種代謝過程，如營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，代謝廢物的排出，以及一切生物化學(xué)反應(yīng)等，都必須在水溶液中進(jìn)行。
2.水的其他作用①由于水分子的極性強(qiáng)，能使溶解于其中的許多種物質(zhì)解離成離子，這樣也就有利于體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。②由于水溶液的流動性大，水在生物體內(nèi)還起到運(yùn)輸物質(zhì)的作用，將吸收來的營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)礁鱾€組織中去，并將組織中產(chǎn)生的廢物運(yùn)輸?shù)脚判蛊鞴?，排出體外。③水的熱容大，1g水從15℃上升到16℃時需要4.18J熱量，比同量其他液體所需要的熱量多，因而水能吸收較多的熱而本身溫度的升高并不多。水的蒸發(fā)熱較大，1g水在37℃時完全蒸發(fā)需要吸熱2.40kJ，所以人蒸發(fā)少量的汗就能散發(fā)大量的熱。再加上水的流動性大，能隨血液循環(huán)迅速分布全身，因此水對于維持生物體溫度的穩(wěn)定起很大作用。④水還有作用。⑤對植物來說，水能保持植物的固有姿態(tài)。由于植物的液泡里含有大量的水分，因而可以維持植物細(xì)胞的形態(tài)而使枝立，便于接受陽光和交換氣體，保證正常的生長發(fā)育。⑥對生物體的生命活動起重要的調(diào)控作用。生物體內(nèi)水含量的多少以及水的存在狀態(tài)的改變，都影響著新陳代謝的進(jìn)行。一般情況下，生物體內(nèi)的含水量在70%以上時代謝活躍；含水量降低，則代謝不活躍或進(jìn)入休眠狀態(tài)。當(dāng)自由水比例增加時，生物體的代謝活躍，生長迅速；而當(dāng)自由水向結(jié)合水轉(zhuǎn)化較多時，代謝強(qiáng)度就會下降，抗寒、抗熱、抗旱的性能提高。
無機(jī)鹽無機(jī)鹽在細(xì)胞中的含量雖然不多，卻是生命活動所必需的。如果將一塊組織放在蒸餾水中，從細(xì)胞中去掉鹽類，該組織就會死亡。許多無機(jī)鹽在細(xì)胞中呈離子狀態(tài)存在。無機(jī)鹽在生物體和細(xì)胞中的作用主要有以下幾點(diǎn)。
1.是構(gòu)成細(xì)胞或構(gòu)成生物體某些結(jié)構(gòu)的重要成分。
2.參與并調(diào)節(jié)生物體的代謝活動。有些無機(jī)離子是酶、激素或維生素的重要成分。例如，含鋅的酶最多，已知有70多種酶的活性與鋅有關(guān)；鈷(Co)是維生素B12的必要成分，參與核酸的合成過程；鐵(Fe)參與組成血紅蛋白、細(xì)胞色素等，參與氧的運(yùn)輸和呼吸作用中的電子傳遞過程等。
3.維持生物體內(nèi)的平衡。體內(nèi)平衡是使細(xì)胞具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和功能，使生物能維持正常的代謝和生理活動的必要條件。有關(guān)體內(nèi)平衡的內(nèi)容很復(fù)雜，情況多變。其中的3個主要方面與無機(jī)鹽含量的穩(wěn)定密切相關(guān)。
(1)滲透壓平衡：細(xì)胞內(nèi)外的無機(jī)鹽的含量是維持細(xì)胞滲透壓的重要因素。
(2)酸度平衡(即pH平衡)：pH調(diào)節(jié)著細(xì)胞的一切生命活動，它的改變影響著細(xì)胞組成物的所有特性以及在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一切反應(yīng)。例如，各種蛋白質(zhì)對于pH的改變非常敏感，人體血漿pH降低0.5時，人就立即發(fā)生酸中毒。無機(jī)離子如HPO42-／H2PO4-和H2CO3／HCO3-等，組成重要的緩沖體系來調(diào)節(jié)并維持pH平衡。
(3)離子平衡：動物細(xì)胞內(nèi)外的Na+／K+／Ca2+的比例是相對穩(wěn)定的。細(xì)胞膜外Na+高、K+低，細(xì)胞膜內(nèi)K+高、Na+低。K+、Na+這兩種離子在細(xì)胞膜內(nèi)外分布的濃度差，是使細(xì)胞保持反應(yīng)性能的重要條件。此外，在細(xì)胞膜外Na+多、Ca2+少時，神經(jīng)細(xì)胞就會失去穩(wěn)定性，對于外來刺激就會過于敏感。
糖類的分布和功能糖類是生物體的主要能源物質(zhì)和重要的組成成分，在自然界中分布極廣，幾乎所有的動物、植物、微生物的體內(nèi)都有它，尤以存在于植物體內(nèi)的為最多，約占植物體干重的80%。在植物體內(nèi)，構(gòu)成根、莖、葉骨架的主要成分是纖維素多糖。在植物種子或果實(shí)里的主要儲存物質(zhì)，如淀粉、蔗糖、葡萄糖、果糖等都屬于糖類。在動物血液中的血細(xì)胞內(nèi)，也有葡萄糖或由葡萄糖等單糖縮合成的多糖存在，在肝臟、肌肉里的多糖是糖元。人和動物的組織器官中所含的糖類，不超過身體干重的2%。微生物體內(nèi)的含糖量約占身體干重的10%～13%，其中有的呈游離狀態(tài)，有的與蛋白質(zhì)、脂肪結(jié)合成復(fù)雜的物質(zhì)，這些物質(zhì)一般存在于細(xì)胞壁、黏液或莢膜中，也有的形成糖元或類似淀粉的多糖存在于細(xì)胞質(zhì)中。
糖類的功能有以下幾點(diǎn)。(1)糖類是生物體的主要能源和碳源物質(zhì)：糖類物質(zhì)可以通過分解而放出能量，這是生命活動所必需的。糖類還可以在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化成其他化合物(如某些氨基酸、核苷酸、脂肪酸等)，并提供碳原子和碳鏈骨架，是構(gòu)成組織和細(xì)胞的成分。(2)糖類與生物體的結(jié)構(gòu)有關(guān)：纖維素和殼多糖都不溶于水，有平坦伸展的帶狀構(gòu)象，并且堆砌得很緊密，所以它們彼此之間的作用力很強(qiáng)，適于作強(qiáng)韌的結(jié)構(gòu)材料。纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分。殼多糖是昆蟲等生物體外殼的主要成分。細(xì)菌的細(xì)胞壁由剛性的肽聚糖組成，它們保護(hù)著細(xì)胞膜免受機(jī)械力和滲透作用的損傷。細(xì)菌的細(xì)胞壁還使細(xì)菌具有特定的形狀。(3)糖類是儲藏的養(yǎng)料：糖類以顆粒狀態(tài)儲存于細(xì)胞質(zhì)中，如植物的淀粉、動物肝臟和肌肉中的糖元。(4)糖類是細(xì)胞通訊識別作用的基礎(chǔ)：細(xì)胞表面可以識別其他細(xì)胞或分子，并接受它們攜帶的信息，同時細(xì)胞也通過表面上的一些大分子來表現(xiàn)其本身的活性。細(xì)胞與細(xì)胞之間的相互作用，是通過一些細(xì)胞表面復(fù)合糖類中的糖和與其互補(bǔ)的大分子來完成的。(5)糖類具有保護(hù)作用：黏膜分泌的黏液中有黏稠的黏多糖，可以保護(hù)的表面。關(guān)節(jié)腔的滑液就是透明質(zhì)酸經(jīng)過大量水化而形成的黏液。
磷脂和糖脂磷脂是構(gòu)成生物膜的主要成分。它廣泛分布在動植物組織中。磷脂在動物體內(nèi)多存在于腦和神經(jīng)組織中，在心臟和肝臟中的含量也不少；植物的種子中含磷脂也比較多，如大豆種子的磷脂達(dá)2%。磷脂大多不溶于丙酮，不溶于水，但像親水膠體一樣，能在水中膨脹并形成乳狀液或膠體溶液。磷脂的種類很多，有卵磷脂、腦磷脂、神經(jīng)磷脂等。
卵磷脂又稱蛋黃素，大量存在于各種動物的組織和器官中，尤其在蛋黃、腦、腎上腺、紅細(xì)胞中的含量較多。蛋黃中卵磷脂的含量可達(dá)8%～10%。許多種種子，如大豆、向日葵的種子也含有卵磷脂。
糖脂是一類具有一般脂質(zhì)溶解性質(zhì)的含糖脂質(zhì)，包括腦糖脂、神經(jīng)節(jié)糖脂、甘油醇糖脂等。
磷脂和糖脂都是構(gòu)成生物膜的磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)的基本物質(zhì)，也是某些生物大分子化合物(如脂蛋白和脂多糖)的組成成分。
類固醇和固醇類固醇又稱“甾族化合物”，是環(huán)戊烷多氫菲類化合物的總稱，一般具有重要的生理作用，在自然界廣泛分布，也有人工合成的。類固醇的主要種類和分布情況如下。
1.自然界存在的
(1)固醇類。固醇又稱“甾醇”，是含羥基的環(huán)戊烷駢全氫菲類化合物的總稱，以游離狀態(tài)或同脂肪酸結(jié)合成酯的狀態(tài)存在于生物體內(nèi)，最重要的有膽固醇、豆固醇和麥角固醇(表1-2)。
表1-2固醇的主要種類和分布情況
類別
固醇名稱
分布
動物固醇
膽固醇
脊椎動物體內(nèi)
7-脫氫膽固醇
皮膚和毛發(fā)內(nèi)
糞固醇
動物糞便中
植物固醇
麥固醇
麥芽中
豆固醇
大豆中
谷固醇
高等植物中分布很廣
酵母固醇
麥角固醇
麥角、酵母菌和毒菌內(nèi)
(2)固醇衍生物。常見的有：強(qiáng)心苷，如洋地黃毒素，存在于洋地黃植物的葉中，是一種強(qiáng)心藥；蟾毒素，是蟾蜍分泌的毒素，可作藥用；膽酸、膽汁酸組成的膽汁；腎上腺皮質(zhì)激素、昆蟲的蛻皮激素、性激素(包括雌激素、孕激素和雄激素等)，能調(diào)節(jié)動物和人體的新陳代謝及生殖、發(fā)育等生理活動。此外，維生素D有利于機(jī)體對鈣、磷的吸收。腎上腺皮質(zhì)激素、膽酸、性激素、維生素D等物質(zhì)，在人體內(nèi)都可以由膽固醇轉(zhuǎn)化而來。
2.人工合成的類固醇藥物如抗炎劑、促蛋白合成類固醇、口服避孕藥等。
氨基酸的R基團(tuán)每個氨基酸都有一個R基，R基也叫側(cè)鏈基團(tuán)，不同氨基酸的R基是不同的。例如，甘氨酸的R基只是一個氫原子；有些氨基酸的R基屬于烴基；有些則含有某種官能團(tuán)，如羥基(—OH)、巰基(—SH)、氨基(—NH2)、羧基(—COOH)等。
根據(jù)氨基酸所連接的R基化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，可以將氨基酸分成脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、雜環(huán)氨基酸、雜環(huán)亞氨基酸四大類。
甘氨酸惟一不含有不對稱碳原子的最簡單的非必需氨基酸。廣泛存在于蛋白質(zhì)中。
丙氨酸即L-α-氨基丙酸。一種屬于丙酮酸代謝體系的非必需氨基酸。
蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)通常將蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)分為一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)(圖1-1)。
圖1-1蛋白質(zhì)分子的一、二、三、四級結(jié)構(gòu)示意圖
1.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：又稱為初級結(jié)構(gòu)或化學(xué)結(jié)構(gòu)，是指蛋白質(zhì)分子中，由肽鍵連接起來的各種氨基酸的排列順序。目前可以運(yùn)用氨基酸自動分析儀和氨基酸順序自動分析儀，對蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定。
2.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子中多肽鏈本身的折疊方式。近些年來，通過研究知道，蛋白質(zhì)分子的多肽鏈本身一般不是全部以松散的線形分子狀態(tài)存在于生物體內(nèi)的，而是部分卷曲、盤旋成螺旋狀(一般呈所謂α螺旋)，或折疊成片層狀(又稱β折疊)，或呈β回折(發(fā)夾回折、U形轉(zhuǎn)折)，或呈無規(guī)則卷曲。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)主要依靠氫鍵來維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
3.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)：具有二級結(jié)構(gòu)的肽鏈，按照一定方式進(jìn)一步卷曲、盤繞、折疊成一種看來很不規(guī)則，而實(shí)際上有一定規(guī)律性的三維空間結(jié)構(gòu)，叫做三級結(jié)構(gòu)。這些肽鏈所以會卷曲、盤繞、折疊，主要是因?yàn)殡逆湹膫?cè)鏈之間的相互作用。
4.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：具有三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子，通過一些非共價鍵結(jié)合起來，而成為具有生物功能的蛋白質(zhì)大分子，就是蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。構(gòu)成蛋白質(zhì)功能單位的每條肽鏈，稱為亞基。亞基雖然只具有二、三級結(jié)構(gòu)，但是在單獨(dú)存在時并沒有生物活力，只有完整的四級結(jié)構(gòu)才具有生物活力。例如，磷酸化酶是由2個亞基構(gòu)成的，馬血紅蛋白是由4個不同的亞基(2個α肽鏈，2個β肽鏈)構(gòu)成的，谷氨酸脫氫酶是由6個相同的亞基構(gòu)成的。
有些蛋白質(zhì)分子只有一、二、三級結(jié)構(gòu)，并無四級結(jié)構(gòu)，如肌紅蛋白、細(xì)胞色素c、核糖核酸酶、溶菌酶等。另一些蛋白質(zhì)則一、二、三、四級結(jié)構(gòu)同時存在，如血紅蛋白、谷氨酸脫氫酶等。
調(diào)節(jié)生理活動的許多激素是蛋白質(zhì)從化學(xué)本質(zhì)上看，人和動物的激素可以分為4類：①氨基酸衍生物激素(如甲狀腺激素、腎上腺素、血清血管收縮素)；②肽和蛋白質(zhì)類激素(如腦垂體激素、胰島素、甲狀旁腺素、生長素和促腎上腺皮質(zhì)激素)；③類固醇激素(如腎上腺皮質(zhì)激素、性激素)；④脂肪酸衍生物激素(如前列腺素)。
肽和蛋白質(zhì)類激素，包括許多種激素。下面重點(diǎn)介紹胰島素、生長素和促腎上腺皮質(zhì)激素。
1.胰島素：胰島素是胰腺內(nèi)的胰島β細(xì)胞，全國公務(wù)員共同天地所產(chǎn)生的一種激素。胰島素是一種相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)，在有鋅和其他金屬離子存在時，胰島素分子可以圍繞這些離子形成聚合體。在調(diào)節(jié)糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝中具有十分重要的作用。
二、教學(xué)目的
1.組成生物體的化學(xué)元素主要有20多種，包括大量元素和微量元素(B：識記)。
2.組成生物體化學(xué)元素的重要作用(B：識記)。
3.生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性(B：識記)。
三、重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
(1)組成生物體的化學(xué)元素，大量元素和微量元素。
(2)組成生物體的化學(xué)元素的重要作用。
2.教學(xué)難點(diǎn)，全國公務(wù)員共同天地
生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性。
四、教學(xué)建議
本章內(nèi)容的教學(xué)時間是4課時，其中講課可安排3課時，實(shí)驗(yàn)安排1課時。教學(xué)內(nèi)容的前后順序可依教材進(jìn)行，也可以重新組織。例如，先通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對生物組織中糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等化合物有一個感性認(rèn)識。然后，在此基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)組成生物體的各類化合物。最后，歸納總結(jié)組成生物體化學(xué)元素的特點(diǎn)。
本節(jié)教學(xué)安排1課時。教師在教學(xué)中可以多運(yùn)用對比的方法，使學(xué)生通過對比，發(fā)現(xiàn)并且概括出組成生物體的化學(xué)元素的特點(diǎn)：①從無機(jī)的非生命環(huán)境中元素的組成與生物體元素組成的對比中，發(fā)現(xiàn)它們的統(tǒng)一性，了解生物體的元素組成特點(diǎn)；②從動物體與植物體組成元素的對比中，發(fā)現(xiàn)不同類型的生物體，元素的組成有區(qū)別；③從生物體內(nèi)不同元素的含量對比中，發(fā)現(xiàn)生物體元素組成的特點(diǎn)，以及這些特點(diǎn)與構(gòu)成生物體的化合物、生物體特性的聯(lián)系。
在教學(xué)中，應(yīng)注意學(xué)生的知識背景。如果按照教材順序安排教學(xué)，可以聯(lián)系初中生物課中有關(guān)的知識，聯(lián)系本地學(xué)生的生活常識。如果本節(jié)內(nèi)容安排在第二節(jié)之后學(xué)習(xí)，則應(yīng)該充分聯(lián)系各種化合物的元素組成、含量以及生理作用。
為了提高本節(jié)的教學(xué)效率，教師在課前應(yīng)做好必要的準(zhǔn)備。例如，無機(jī)的非生命環(huán)境中的元素與生物體的元素對比表，動物(人)體與植物體組成元素的對比表等。把這些對比表制成投影片或幻燈片等，以便及時呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生有較充裕的時間進(jìn)行觀察、對比和思考，也便于教師歸納總結(jié)。
本節(jié)教學(xué)應(yīng)該滲透以下幾點(diǎn)：①從元素水平就可以看出生物的物質(zhì)性(世界上沒有生命體特有的元素)，以及組成生物體物質(zhì)的特殊性；②組成生物體的元素的作用，只有在生活的機(jī)體中，在生物體特定的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在與其他物質(zhì)的相互作用中才能體現(xiàn)出來；③生物體的大量元素和微量元素是依據(jù)含量劃分的，不可輕視微量元素的作用。另外，生物體中不都是必需元素，環(huán)境中有些非必需元素也會進(jìn)入到生物體中。
五、參考答案
復(fù)習(xí)題一、1.（D）；2.（C）；3.（D）。
二、2.組成生物體的化學(xué)元素在無機(jī)自然界中都可以找到，這個事實(shí)說明：生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。
旁欄思考題仙人掌和鯨的化學(xué)元素組成大體相同。但是，這些化學(xué)元素在這兩種生物體內(nèi)的含量相差較大。
鐵在人體內(nèi)主要功能是合成血紅蛋白，構(gòu)成一些酶的輔基，合成肌紅蛋白。因此，鐵缺乏時易患缺鐵性貧血，癥狀是面色蒼白、頭昏、乏力、心悸、氣急等。
鋅在人體內(nèi)參與多種酶的組成，也是酶的活性所必需的，并且是蛋白質(zhì)合成的必要元素。因此，鋅缺乏時的主要癥狀是少年生長遲緩、性器官發(fā)育受影響。
六、參考資料
玉米與人體的化學(xué)元素組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)
元素
玉米
人體
O
C
H
N
Si
K
Ca
P
Mg
S
Cl
Al
Fe
Mn
Na
Zn
Rb
44.43
43.57
6.24
1.46
1.17
0.92
0.23
0.20
0.18
0.17
0.14
0.11
0.08
0.04
＿
＿
＿
14.62
55.99
7.46
9.33
0.005
1.09
4.67
3.11
0.16
0.78
0.47
—
0.012
—
0.47
0.01
0.005
細(xì)胞的元素組成在細(xì)胞內(nèi)可以找到至少62種元素，常見的約有29種，其中重要的有24種。這些常見的元素絕大部分屬于元素周期表上原子序數(shù)較低的元素。
按其在生物體內(nèi)的含量不同，可以分為大量元素和微量元素。
按元素的生物學(xué)功能，大致可以分為下列類型。
1.構(gòu)成細(xì)胞的基本元素：如C、H、O、N、P是構(gòu)成核酸的主要元素；C、H、O、N、S是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要元素等。，全國公務(wù)員共同天地
2.調(diào)節(jié)機(jī)體生命活動的元素：如離子態(tài)的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、H+及OH-、HCO3-、SO42-、HPO42-等其他離子。
一本章的主要內(nèi)容和特點(diǎn)
本章包括《組成生物體的化學(xué)元素》和《組成生物體的化合物》兩節(jié)教材。第一節(jié)教材需用1課時教學(xué)，第二節(jié)教材需用2課時教學(xué)。此外，有1個學(xué)生實(shí)驗(yàn)。
第一節(jié)《組成生物體的化學(xué)元素》。首先，在節(jié)的引言中，明確指出自然界中的生物和非生物都是由化學(xué)元素組成的。接著，講述組成生物體的化學(xué)元素、組成生物體化學(xué)元素的重要作用、生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性三方面內(nèi)容。
關(guān)于組成生物體的化學(xué)元素的內(nèi)容，一開始就指出組成生物體的化學(xué)元素主要有20多種，緊接著以玉米和人體為例，將含量較多的化學(xué)元素以及這些元素的含量列成表。通過對表中內(nèi)容的分析，概括出兩點(diǎn)：一是組成玉米和人體的基本元素是C、O、H、N；二是組成生物體的各種化學(xué)元素，在不同的生物體內(nèi)，含量相差很大，由此進(jìn)一步提出了大量元素和微量元素的概念和種類。
關(guān)于組成生物體化學(xué)元素的重要作用的內(nèi)容，首先強(qiáng)調(diào)指出，在大量元素中，C是最基本的元素，C、H、O、N、P、S這6種元素是組成細(xì)胞的主要元素。接著，說明組成生物體的化學(xué)元素進(jìn)一步組成多種多樣的化合物，這些化合物是生物體結(jié)構(gòu)和生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。
關(guān)于生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性的內(nèi)容，主要是從組成生物體和無機(jī)自然界的化學(xué)元素的相同和不同，提出了辯證唯物主義觀點(diǎn)：一點(diǎn)是從組成生物體的化學(xué)元素在無機(jī)自然界中都可以找到的事實(shí)，來說明生物界和非生物界具有統(tǒng)一性；另一點(diǎn)是從組成生物體的化學(xué)元素在生物體內(nèi)的含量與在無機(jī)自然界中的含量相比，兩者相差很大的事實(shí)，來說明生物界和非生物界還具有差異性。
第二節(jié)《組成生物體的化合物》。首先，明確提出構(gòu)成細(xì)胞的化合物，主要包括無機(jī)化合物的水和無機(jī)鹽，有機(jī)化合物的糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸。然后，依次講述構(gòu)成細(xì)胞的這6種化合物。，全國公務(wù)員共同天地
關(guān)于無機(jī)化合物的水，著重說明它在細(xì)胞中含量最多；水在不同的生物體中和不同的組織、器官中含量不同；水在細(xì)胞中以結(jié)合水和自由水兩種形式存在；水在細(xì)胞內(nèi)的重要作用。最后強(qiáng)調(diào)指出，生物體的一切生命活動，絕對不能離開水。
關(guān)于無機(jī)鹽，強(qiáng)調(diào)指出它在細(xì)胞中雖然含量很少，且大多數(shù)無機(jī)鹽以離子狀態(tài)存在于細(xì)胞中，但是具有多方面的重要作用：無機(jī)鹽既是細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜化合物的重要組成成分，又對維持生物體的生命活動有重要作用。
關(guān)于糖類，主要說明它由C、H、O3種化學(xué)元素組成，它是構(gòu)成生物體的重要成分，也是細(xì)胞的主要能源物質(zhì)；糖類大致分為單糖、二糖和多糖等幾類(其中的葡萄糖、核糖、脫氧核糖、淀粉、糖元等是重要種類)，以及它們在生物體內(nèi)的分布和重要作用。
關(guān)于脂質(zhì)，主要說明它由C、H、O3種元素組成，一般包括脂肪、類，全國公務(wù)員共同天地脂和固醇等；這幾類物質(zhì)在生物體內(nèi)的分布和重要作用，并強(qiáng)調(diào)指出，磷脂是構(gòu)成細(xì)胞膜和多種細(xì)胞器的膜結(jié)構(gòu)的重要組成成分。
關(guān)于蛋白質(zhì)，是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容，教材中比較詳細(xì)地講述了有關(guān)內(nèi)容。首先，強(qiáng)調(diào)蛋白質(zhì)在細(xì)胞中只比水的含量少，大致占細(xì)胞干重的50%以上，它是細(xì)胞中各種結(jié)構(gòu)的重要化學(xué)成分。接著，說明蛋白質(zhì)主要由C、H、O、N4種化學(xué)元素組成；它是一種高分子化合物，相對分子質(zhì)量很大；基本組成單位是氨基酸；蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)是由許多氨基酸分子互相連接而成；蛋白質(zhì)分子的多樣性，決定了蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)有多種重要的功能。
關(guān)于核酸，首先明確指出核酸是遺傳信息的載體，它對生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成有極重要的作用。然后，說明核酸由C、H、O、N、P等化學(xué)元素組成，也是一種高分子化合物；核酸的基本組成單位是核苷酸；核酸可以分為脫氧核糖核酸和核糖核酸兩大類。
本節(jié)教材的最后一段指出，任何一種化合物都不能單獨(dú)地完成某一種生命活動，只有按照一定的方式有機(jī)地組織起來，才能表現(xiàn)出細(xì)胞和生物體的生命現(xiàn)象。這里也體現(xiàn)了辯證唯物主義的觀點(diǎn)。
在本章中，為了配合學(xué)習(xí)有機(jī)化合物的內(nèi)容，安排了學(xué)生實(shí)驗(yàn)《生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定》，主要是根據(jù)某些化學(xué)試劑，能夠分別使生物組織中上述三種有機(jī)化合物，產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)，來鑒定生物組織中有還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的存在。
二本章與其他章的聯(lián)系
1.本章是緒論后的開篇章，所講內(nèi)容是最基礎(chǔ)的知識，因此與后面的各章都有密切關(guān)系，是學(xué)習(xí)好其他各章的基礎(chǔ)，教學(xué)中要注意前后知識的聯(lián)系。
2.組成生物體的化學(xué)元素和化合物的知識，是講述第二章《生命活動的基本單位──細(xì)胞》的重要基礎(chǔ)。例如，講述細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，會用到磷脂、蛋白質(zhì)等知識。
3.第三章《生物的新陳代謝》，與本章聯(lián)系十分緊密。例如，講述植物的物質(zhì)代謝時，要用到酶、水、大量元素、微量元素等知識；在講到人和動物的物質(zhì)代謝時，要用到糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的知識。
4.第四章《生命活動的調(diào)節(jié)》在講到激素的調(diào)節(jié)作用時，要用到蛋白質(zhì)等知識。
5.第六章《遺傳和變異》在講到生物體的遺傳性和變異性時，有關(guān)蛋白質(zhì)和核酸的知識，是重要的基礎(chǔ)知識。
初步掌握鑒定生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的基本方法。
二、教學(xué)建議
教材中本實(shí)驗(yàn)安排為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，有條件的學(xué)?？梢愿臑樘剿餍詫?shí)驗(yàn)，安排在講課之前，或與講課同步進(jìn)行。
本實(shí)驗(yàn)難度并不大，但內(nèi)容較多，實(shí)驗(yàn)時間較長，因此，必須作周密安排，才能按時完成。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
1.增設(shè)教師演示實(shí)驗(yàn)。上課之前，教師應(yīng)該準(zhǔn)備好做演示實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)材料、用具、儀器和試劑等。同時，逐項(xiàng)完成還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)3類有機(jī)物的鑒定實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)課上，將3個實(shí)驗(yàn)的正確結(jié)果分別展示在講臺上，并作扼要的介紹，以便使學(xué)生將自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與教師的演示實(shí)驗(yàn)作比較。
2.實(shí)驗(yàn)中學(xué)生應(yīng)分工合作。在“還原糖的鑒定”實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)每組兩個學(xué)生中的一個制備生物組織樣液時，另一個學(xué)生可以用酒精燈將水煮開，以便縮短實(shí)驗(yàn)的等待時間。在“脂肪的鑒定”實(shí)驗(yàn)中，一個學(xué)生制作臨時裝片時，另一個學(xué)生則可以調(diào)試顯微鏡。另外，在完成前兩個實(shí)驗(yàn)時，一個學(xué)生洗刷試管、清洗玻片和整理顯微鏡，另一個學(xué)生則可以進(jìn)行后一個實(shí)驗(yàn)的操作。
3.關(guān)于鑒定還原糖的實(shí)驗(yàn)，在加熱試管中的溶液時，應(yīng)該用試管夾夾住試管上部，并放入盛開水的大燒杯中加熱。注意試管底部不要接觸燒杯底部，同時試管口不要朝向?qū)嶒?yàn)者，以免試管內(nèi)溶液沸騰時沖出試管，造成燙傷。如果試管內(nèi)溶液過于沸騰，可以上提試管夾，使試管底部離開大燒杯中的開水。
4.做鑒定還原糖和蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)時，在鑒定之前，可以留出一部分樣液，以便與鑒定后的樣液的顏色變化作對比，這樣可以增強(qiáng)說服力。
5.斐林試劑的甲液和乙液混合均勻后方可使用，切勿將甲液和乙液分別加入組織樣液中。
三、參考資料
還原糖的鑒定原理生物組織中普遍存在的還原糖種類較多，常見的有葡萄糖、果糖、麥芽糖。它們的分子內(nèi)都含有還原性基團(tuán)（游離醛基或游離酮基），因此叫做還原糖。蔗糖的分子內(nèi)沒有游離的半縮醛羥基，因此叫做非還原性糖，不具有還原性。本實(shí)驗(yàn)中，用斐林試劑只能檢驗(yàn)生物組織中還原糖存在與否，全國公務(wù)員共同天地，而不能鑒定非還原性糖。
斐林試劑由質(zhì)量濃度為0.1g／mL的氫氧化鈉溶液和質(zhì)量濃度為0.05g／mL的硫酸銅溶液配制而成，二者混合后，立即生成淡藍(lán)色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2與加入的葡萄糖在加熱的條件下，能夠生成磚紅色的Cu2O沉淀，而葡萄糖本身則氧化成葡萄糖酸。其反應(yīng)式如下：
CH2OH—(CHOH)4—CHO＋2Cu(OH)2CH2OH—(CHOH)4—COOH＋Cu2O＋2H2O
用斐林試劑鑒定還原糖時，溶液的顏色變化過程為：淺藍(lán)色棕色磚紅色(沉淀)。
蛋白質(zhì)的鑒定原理鑒定生物組織中是否含有蛋白質(zhì)時，常用雙縮脲法，使用的是雙縮脲試劑。雙縮脲試劑的成分是質(zhì)量濃度為0.1g／mL的氫氧化鈉溶液和質(zhì)量濃度為0.01g／mL的硫酸銅溶液。在堿性溶液(NaOH)中，雙縮脲(H2NOC—NH—CONH2)能與Cu2+作用，形成紫色或紫紅色的絡(luò)合物，這個反應(yīng)叫做雙縮脲反應(yīng)。由于蛋白質(zhì)分子中含有很多與雙縮脲結(jié)構(gòu)相似的肽鍵，因此，蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應(yīng)。
用于鑒定還原糖的實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備植物組織是常用的實(shí)驗(yàn)材料，但必須加以選擇。在雙子葉植物中，光合作用的主要產(chǎn)物葡萄糖形成后，合成為淀粉，暫時儲藏在葉子內(nèi)，因此最好不用雙子葉植物的葉子作實(shí)驗(yàn)材料。有些單子葉植物，如韭菜、鳶尾，并不將光合作用的初始產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)榈矸?，因此葉內(nèi)含有大量的可溶性單糖，但是，由于葉片中葉綠素的顏色較深，對于鑒定時的顏色反應(yīng)起著掩蓋作用，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，因此，也不宜用單子葉植物的葉子作實(shí)驗(yàn)材料。
本實(shí)驗(yàn)最理想的實(shí)驗(yàn)材料是還原糖含量較高的植物組織(或器官)，而且組織的顏色較淺或近于白色的，如蘋果和梨的果實(shí)。經(jīng)試驗(yàn)比較，顏色反應(yīng)的明顯程度依次為蘋果、梨、白色甘藍(lán)葉、白蘿卜。
用于鑒定脂肪的實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料最好選擇富含脂肪的種子，如花生種子(取其子葉)。供實(shí)驗(yàn)用的花生種子，必須提前浸泡3～4h。浸泡時間短了，不容易切成片；浸泡時間過長，則組織太軟，切下的薄片不易成形。
做鑒定脂肪的實(shí)驗(yàn)，教師可根據(jù)本地區(qū)的情況選用蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液。蘇丹Ⅲ染液遇脂肪的顏色反應(yīng)為橘黃色，蘇丹Ⅳ染液遇脂肪的顏色反應(yīng)為紅色。因蘇丹Ⅳ染液與脂肪的親和力比較強(qiáng)，所以，染色的時間應(yīng)比較短，一般為1min左右。
用于鑒定蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料最好選用富含蛋白質(zhì)的生物組織(或器官)，植物材料常用的是大豆種子，動物材料常用的是雞蛋(卵白)。如用大豆種子，必須提前浸泡1～2d，這樣容易研磨成漿。有條件的學(xué)校，可以直接采用現(xiàn)成的大豆磨成的豆?jié){，豆?jié){可以購買，也可用小型的研磨機(jī)制取。利用豆?jié){作實(shí)驗(yàn)材料，可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)時間。
如果用稀釋的卵白作實(shí)驗(yàn)材料，效果會更好。
斐林試劑的配制
甲液質(zhì)量濃度為0.1g／mL的氫氧化鈉溶液
乙液質(zhì)量濃度為0.05g／mL的硫酸銅溶液
使用時臨時配制，將4～5滴乙液滴入2mL甲液中，配完后立即使用。
蘇丹Ⅲ溶液的配制稱取0.1g蘇丹Ⅲ干粉，溶于100mL體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精中，待全部溶解后再使用。
蘇丹Ⅳ溶液的配制稱取0.1g蘇丹Ⅳ干粉，全國公務(wù)員共同天地，溶于50mL丙酮中，再加入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精50mL，充分混合后即可使用。
一本章的主要內(nèi)容和特點(diǎn)
本章是在學(xué)生初中階段初步學(xué)習(xí)過細(xì)胞的知識，以及在前一章學(xué)習(xí)了關(guān)于生命的物質(zhì)基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)高中階段的關(guān)于細(xì)胞的知識。生物體的一切生命活動，主要是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的。因此，高中階段有必要從細(xì)胞是生命活動的基本單位的高度，進(jìn)一步講述真核細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)和主要功能的知識，以及有關(guān)細(xì)胞增殖、分化、癌變和衰老的知識。
本章包括三節(jié)教材：第一節(jié)《細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能》；第二節(jié)《細(xì)胞增殖》；第三節(jié)《細(xì)胞的分化、癌變和衰老》。第一節(jié)《細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能》內(nèi)容很豐富，共分三小節(jié)：第一小節(jié)《細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能》，本小節(jié)內(nèi)容以及章的引言和第一節(jié)的引言，共需用3課時教學(xué)；第二小節(jié)《細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能》，需用2課時教學(xué)；第三小節(jié)《細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能》，共需用2課時教學(xué)。第二節(jié)《細(xì)胞增殖》，需用1課時教學(xué)。第三節(jié)《細(xì)胞的分化、癌變和衰老》，需用1課時教學(xué)。此外，本章有兩個學(xué)生實(shí)驗(yàn)。
第一節(jié)《細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能》，在分成小節(jié)講述之前，用了幾小段文字和一些圖表，先介紹了幾點(diǎn)有關(guān)的內(nèi)容：觀察細(xì)胞內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu)，必須應(yīng)用電子顯微鏡或其他更為精密的儀器；細(xì)胞的種類繁多，大小、形狀各不相同，功能也不相同；細(xì)胞可分為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞兩大類，絕大多數(shù)生物是由真核細(xì)胞構(gòu)成的；細(xì)胞雖然微小，但是有非常精細(xì)的結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的自控能力，這些是細(xì)胞能夠進(jìn)行各種生命活動的基礎(chǔ)。真核細(xì)胞比原核細(xì)胞復(fù)雜得多，因此，首先學(xué)習(xí)關(guān)于真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能的知識。
第一節(jié)的第一小節(jié)《細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能》，主要講述細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)和細(xì)胞膜的主要功能兩方面的內(nèi)容。第一方面，關(guān)于細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)，明確提出細(xì)胞膜是一層由磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成的膜。在細(xì)胞膜的中間是磷脂雙分子層，這是細(xì)胞膜的基本支架；有的蛋白質(zhì)分子排布在磷脂雙分子層的表層；有的蛋白質(zhì)分子部分嵌插或貫穿在整個磷脂雙分子層中。構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都是可以流動的，這種特點(diǎn)對于細(xì)胞膜完成各種生理功能非常重要。再有，在細(xì)胞膜的外表有一層糖蛋白，叫做糖被，它在細(xì)胞生命活動中有重要功能。第二方面，關(guān)于細(xì)胞膜的主要功能，主要講述細(xì)胞膜與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的功能，而對細(xì)胞膜的其他多種功能不可能都加以介紹。由于細(xì)胞膜與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的內(nèi)容比較復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)上有一定難度，因此教材本著化繁為簡、深入淺出的精神，主要講述了自由擴(kuò)散方式和主動運(yùn)輸方式，略去了其他運(yùn)輸方式。教材強(qiáng)調(diào)指出，自由擴(kuò)散是被動運(yùn)輸?shù)姆绞剑恢鲃舆\(yùn)輸方式的特點(diǎn)是必須有載體蛋白質(zhì)的協(xié)助，需要消耗細(xì)胞內(nèi)新陳代謝所釋放的能量。主動運(yùn)輸能夠保證活細(xì)胞按照生命活動的需要，主動地選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。接著，在講了上述兩種運(yùn)輸方式的基礎(chǔ)上，明確指出細(xì)胞膜的通透性特點(diǎn)：細(xì)胞膜是一種選擇透過性膜。
第一節(jié)的第二小節(jié)《細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能》，主要講述細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器兩方面的內(nèi)容。第一方面，關(guān)于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的內(nèi)容有：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中含有多種無機(jī)的和有機(jī)的化合物；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是活細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的主要場所；在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中存在著多種細(xì)胞器。第二方面，關(guān)于細(xì)胞器的內(nèi)容，占了本節(jié)的大部分篇幅，重點(diǎn)講了線粒體和葉綠體這兩種細(xì)胞器，主要說明這兩種細(xì)胞器在動植物體中存在的部位、在細(xì)胞內(nèi)的分布、基本結(jié)構(gòu)和主要功能，這些知識是學(xué)習(xí)后面有關(guān)章節(jié)必備的基礎(chǔ)知識。此外，還簡要講述了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、中心體和液泡這5種細(xì)胞器。本節(jié)教材最后強(qiáng)調(diào)指出，在活細(xì)胞完成各種生命活動的過程中，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器是相互協(xié)調(diào)的，各種細(xì)胞器之間也是密切聯(lián)系的。，全國公務(wù)員共同天地
第一節(jié)的第三小節(jié)《細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能》，主要講述細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞核的主要功能、原核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)三點(diǎn)內(nèi)容。第一點(diǎn)，關(guān)于細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)，簡要介紹了核膜、核仁和染色質(zhì)的知識。第二點(diǎn)，關(guān)于細(xì)胞核的主要功能，強(qiáng)調(diào)了細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的主要場所，是細(xì)胞遺傳特性和細(xì)胞代謝活動的控制中心，因此它是細(xì)胞結(jié)構(gòu)中最主要的部分。第三點(diǎn)，關(guān)于原核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，很簡要地介紹了原核細(xì)胞在大小、細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、擬核這幾個方面與真核細(xì)胞不同的特點(diǎn)，并且強(qiáng)調(diào)指出原核細(xì)胞最主要的特點(diǎn)是沒有由核膜包圍的細(xì)胞核。
第二節(jié)《細(xì)胞增殖》，在節(jié)的引言中指出細(xì)胞增殖是生物體的重要基本特征，細(xì)胞以分裂的方式進(jìn)行增殖；細(xì)胞分裂是生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)；真核細(xì)胞的分裂方式有有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂三種方式。本節(jié)教材主要講述兩方面內(nèi)容：一方面，以大部分的篇幅講述真核細(xì)胞的有絲分裂方式；另一方面，簡要介紹真核細(xì)胞無絲分裂方式的特點(diǎn)。
關(guān)于有絲分裂的內(nèi)容，主要有三點(diǎn)。在講述這三點(diǎn)內(nèi)容之前，先明確指出有絲分裂方式是真核細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞分裂的主要方式，多細(xì)胞生物體以有絲分裂的方式增加體細(xì)胞的數(shù)量，體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂是有周期性的。接著，講述第一點(diǎn)內(nèi)容，即細(xì)胞周期，主要講述了細(xì)胞周期的概念、細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期兩個階段、這兩個階段所占時間的長短。第二點(diǎn)內(nèi)容，講述細(xì)胞分裂間期，強(qiáng)調(diào)指出這個時期是新細(xì)胞周期的開始，最大的特點(diǎn)是完成了DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為緊接著的細(xì)胞分裂期準(zhǔn)備了條件，因此，細(xì)胞分裂間期是細(xì)胞周期中極為關(guān)鍵的準(zhǔn)備階段。第三點(diǎn)內(nèi)容，講述細(xì)胞分裂期，明確指出這個時期的特點(diǎn)主要是細(xì)胞核明顯地發(fā)生著染色體的有規(guī)律的連續(xù)變化。為了研究的方便，分裂期又分為前期、中期、后期、末期。本節(jié)教材以較多的篇幅，著重講述了分裂期各個時期細(xì)胞核內(nèi)染色體的變化特點(diǎn)。在講述了有絲分裂上述知識的基礎(chǔ)上，最后指出有絲分裂的重要意義：將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制以后，精確地平均分配到兩個子細(xì)胞中去；由于染色體上有遺傳物質(zhì)，因此使生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。
關(guān)于無絲分裂方式，簡要介紹了這種分裂方式的過程，以及因?yàn)樵诜至堰^程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體，所以叫做無絲分裂。
關(guān)于減數(shù)分裂方式，僅僅指出這種分裂方式是一種特殊方式的有絲分裂，與有性生殖細(xì)胞的形成有關(guān)，具體的分裂過程留待后面的有關(guān)章節(jié)講述。
第三節(jié)《細(xì)胞的分化、癌變和衰老》，主要講述了三方面的內(nèi)容。關(guān)于細(xì)胞的分化，主要內(nèi)容有：首先，明確指出細(xì)胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現(xiàn)象，僅有細(xì)胞的增殖，而沒有細(xì)胞的分化，生物體是不能正常發(fā)育的。接著，講述了細(xì)胞分化的概念，并且說明細(xì)胞分化是在生物體整個生命進(jìn)程中的一種持久性變化，但是在胚胎時期達(dá)到最大的限度。再有，提出多細(xì)胞生物必須經(jīng)過細(xì)胞分化，體內(nèi)才會形成多種不同的細(xì)胞和組織。最后，說明高度分化的植物細(xì)胞仍然保持著細(xì)胞的全能性。
關(guān)于細(xì)胞的癌變，之所以放在本節(jié)教材的第二部分來講，是因?yàn)榧?xì)胞的畸形分化與癌細(xì)胞的產(chǎn)生有直接關(guān)系，與細(xì)胞分化的知識有密切聯(lián)系。細(xì)胞癌變的主要內(nèi)容有：首先，提出癌細(xì)胞有一些獨(dú)具的特征，教材中只介紹了癌細(xì)胞能夠無限增殖、形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化、表面也發(fā)生了變化等特征。其次，講述了導(dǎo)致細(xì)胞癌變的三大類致癌因子，即物理致癌因子、化學(xué)致癌因子和病毒致癌因子，同時也提出了致癌基因。最后，簡要講述了從多方面來預(yù)防細(xì)胞發(fā)生癌變。
關(guān)于細(xì)胞的衰老，首先說明細(xì)胞的衰老和死亡也是一種常見的生命現(xiàn)象。接著，進(jìn)一步說明衰老的過程是細(xì)胞內(nèi)生理和生化發(fā)生變化的過程，最終反映在細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生了變化，因而具有細(xì)胞衰老的共同特征，教材中提出了5種衰老的特征。最后指出，至今還沒有一種假說能夠完全揭示細(xì)胞衰老的原因。目前的科研工作表明，細(xì)胞衰老可能是多種內(nèi)因和外因共同作用的結(jié)果。
二本章與其他章的聯(lián)系
1.關(guān)于細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能的知識，對于后面學(xué)習(xí)《生物的新陳代謝》，講述物質(zhì)出入細(xì)胞、物質(zhì)代謝等內(nèi)容，是重要的基礎(chǔ)知識。
2.關(guān)于細(xì)胞器的知識，與講述物質(zhì)代謝和能量代謝有直接關(guān)系。例如，葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能與光合作用關(guān)系密切，線粒體的結(jié)構(gòu)和功能與有氧呼吸關(guān)系密切。
3.關(guān)于有絲分裂的知識，對于后面學(xué)習(xí)《生物的生殖和發(fā)育》一章中關(guān)于減數(shù)分裂的知識，是重要的基礎(chǔ)。
