高三生物总复习生命的物质基础教案.docx

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高三生物总复习生命的物质基础教案

生命的物质基础

适用学科

生物

适用年级

高三

适用区域

人教版

课时时长（分钟）

120

知识点

细胞中的元素和化合物

蛋白质的结构和功能

核酸的结构和功能

糖类的种类和作用

脂质的种类和作用

水和无机盐的作用

教学目标

1.使同学了解生命是由物质组成的

2.让学生建立结构决定功能的基本思想

3.使同学掌握细胞中各种物质的结构和功能

教学重点

1.认同蛋白质的结构和功能的关系，清楚蛋白质结构和功能的多样性和统一性

2.知道DNA和RNA的分布和功能、区别与联系，RNA的分类

3.列举糖类的主要类别

4.说出水在细胞中的含量、存在形式和作用

5.说出无机盐在细胞中的含量、存在形式和主要作用

教学难点

1.简述氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过程（计算、能量）

2.认同核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成过程中具有极其重要的作用（核酸功能）

3.细胞中的糖类和脂质的分类和功能

教学过程

一、课堂导入

生命的构成遵循物质构成结构，结构承担功能的一般规律，物质是进行一些生命活动的基础，一切生命活动也都能在物质中找到答案，想要认清生命，想要学懂生物，就必须要掌握构成细胞的物质，本节课就来复习生命的物质基础。

二、复习预习

化合物

分类

元素组成

主要生理功能

水

自由水

结合水

H、O

①组成细胞

②维持细胞形态

③运输物质

④提供反应场所

⑤参与化学反应

⑥维持生物大分子功能

⑦调节渗透压

无机盐

阳离子

阴离子

略

①构成化合物（Fe、Mg）

②组成细胞（如骨细胞）

③参与化学反应

④维持细胞和内环境的渗透压）

糖类

单糖

二糖

多糖

C、H、O

①供能（淀粉、糖元、葡萄糖等）

②组成核酸（核糖、脱氧核糖）

③细胞识别（糖蛋白）

④组成细胞壁（纤维素）

脂质

脂肪

磷脂（类脂）

固醇

C、H、O

C、H、O、N、P

C、H、O

①供能（贮备能源）

②组成生物膜

③调节生殖和代谢（性激素、维生素D）

④保护和保温

蛋白质

功能蛋白（如胰岛素）

结构蛋白（如羽毛、蛛丝中的蛋白）

C、H、O、N

（S、Fe、Cu、P、Mo……）

①组成细胞和生物体

②调节代谢（激素）

③催化化学反应（酶）

④运输、免疫、识别等

核酸

DNA

RNA

C、H、O、N、P

①贮存和传递遗传信息

②控制生物性状

③催化化学反应（RNA类酶）

三、知识讲解

考点1细胞中的元素和化合物

1.组成生物体的化学元素种类与含量

组成生物体的化学元素常见的主要有20多种，按照含量可分为

（1）大量元素：

C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；

（2）微量元素：

Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。

2.生物体内化学元素的功能

①生物体的化学元素组成多种多样的化

合物，这些化合物和化学元素是生物体生命活动的物质基础。

②化学元素能够影响生物体的生命活动。

易错点分析：

此处的易错点容易处在教师身上，不要过多的去强调种类和含量，不要引导学生刻意的去背生物的知识点，要引导学生理解为主，记忆为辅。

考点2蛋白质的结构和功能

（一）蛋白质的结构

1.蛋白质的基本组成单位—氨基酸

（1）通式：

（2）特点

①氨基酸分子中的氨基和羧基数目至少一个，也可以是几个，因为R基中可能含有氨基或羧基。

②在构成蛋白质的氨基

酸中，都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，否则就不是构成蛋白质的氨基酸。

例如：

H2NCH2CH2CH2COOH。

③不同的氨基酸分子，具有不同的R基，这是氨基酸分类的依据。

例如甘氨酸的R基是—H，丙氨酸的R基是—CH3。

2.氨基酸的结合方式--脱水缩合

（1）过程

（2）规律：

氨基酸脱水缩合过程是一种自残式的结合方式，每两个氨基酸在一起时需要脱去一分子的水，形成一个肽键，同时毁了一个氨基和一个羧基。

3.蛋白质的结构层次：

氨基酸经脱水缩合→肽链经盘曲折叠→蛋白质

由此可见，蛋白质并不知氨基酸机械性的结合在一起形成的，而是有一定的规律和结构的，所以其在结构上必然存在多样性，具体体现在：

（1）氨基酸的种类不同，

构成的肽链不同。

（2）氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。

（3）氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同

（4）空间结构不同，构成的蛋白质不同。

易错点分析

:

1．蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时，要考虑脱去氢的质量。

2．若某肽链中有四个肽键，此化合物应叫五肽，不叫四肽，即根据脱水缩合的氨基酸个数命名。

3．信使RNA碱基是氨基酸数的三倍，不考虑终止密码子。

4．脱去的水分子中，H既来自氨基又来自羧基，O来自羧基。

5．若脱水缩合形成的多肽链构成环状，则脱去的水分子数＝参与脱水的氨基酸数＝肽键数，其游离的氨基、羧基只可能出现在R基团上。

考点3蛋白质的生理功能

蛋白质分子结构复杂、种类繁多，这是蛋白质分子具有多种重要功能的基础。

下列列举几例，说明其功能的多样性。

（1）结构蛋白　许多蛋白质是构成细胞和生物体的成分。

如构成人和动物肌肉的肌动蛋白和肌球蛋白，构成生物膜的蛋白质等。

（2）催化作

用　生物体各种新陈代谢活动几乎都是由酶催化进行的，而酶几乎都是蛋白质。

（3）调节作用　蛋白质类的激素，如胰岛素和生长激素等，能够调节人体的新陈代谢和生长发育。

（4）运输作用　红细胞中的血红蛋白是运输O2和CO2的工具。

（5）免疫作用　对于侵入动物和人体内的细菌和病毒有抵抗作用，从而消除其危害，起到免疫作用。

易错点分析：

蛋白质的功能内容很少，但是贯穿了整个高中阶段的学习，在此处应该多与后面的相关的知识关联，更好的体现出结构决定功能的思想。

考点4细胞中的核酸

（一）DNA与RNA的比较

类别

核酸

DNA

RNA

基本单位

核苷酸

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

化学成分

碱基

A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）

T（胸腺嘧啶）

U（尿嘧啶）

五碳糖

脱氧核糖

核糖

磷酸

磷酸

磷酸

空间结构

两条链

一般为一条链

（二）观察DNA和RNA在细胞中的分布

1．实验原理

甲基绿和吡罗红对DNA、RNA的亲和力不

同：

DNA

绿色；RNA

红色。

利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细

胞中的分布。

2．实验现象及相关结论

现象

结论

绿色明显集中且接近细胞中央

DNA主要分布于细胞核中

绿色周围的红色范围较广

RNA广泛分布于细胞质中

3.几种液体在实验中的作用

（1）0.9%NaCl溶液：

保持口腔上皮细胞正常形态。

（2）8%盐酸：

①改变细胞膜等的通透性；②使染色质中DNA与蛋白质分开。

（3）蒸馏水：

①配制染色剂；②冲洗载玻片。

易错点分析：

蛋白质与核酸的关系

①该图解体现了中心法则的五个方面；

②生物多样性的直接原因是蛋白质多样性；根本原因是DNA多样性（不能说核酸多样性，因为核酸只有两种）；同一生物不同部位细胞形态功能不同的根本原因是基因选择性表达（mRNA不同）。

考点5糖类和脂质的种类和功能

（一）糖类分布及关系辨析

（1）糖类物质按其归属分类

动植物细胞共有的糖：

核糖、脱氧核糖、葡萄糖。

动物细胞特有的糖：

糖原、乳糖。

植物细胞特有的糖：

果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素。

（2）按糖类物质的功能分类

生物细胞生命活动的主要能源物质：

葡萄糖。

生物细胞中的储能物质：

淀粉、糖原。

参与生物细胞构成的物质：

核糖、脱氧核糖、纤维素。

（3）单糖、二糖、

多糖的关系

重要的单糖有葡萄糖和五碳糖，葡萄糖为白色晶体，易溶于水，人体血糖浓度为0.1%，是人体主要的是能源物质，五碳糖分为核糖和脱氧核糖，为环状结构。

易错点分析：

（1）单糖的葡萄糖、果糖及二糖的麦芽糖是还原糖，可用斐林试剂鉴定，多糖不具还原性。

（2）多糖中的纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的，因此能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。

（二）脂质的种类和功能

种类

生理功能

元素组成

脂肪

①储存能量、氧化分解释放能量

②维持体温恒定

C、H、O

有些还含有

N、P等

磷脂

是构成细胞膜、线粒体膜、叶绿体膜等膜结构的重要成分

固醇

胆固醇

动物的重要成分，代谢失调会引起心血管方面疾病。

也是构成细胞膜的重要成分

性激素

促进性器官的发育和两性生殖细胞的形成，激发并维持雌雄性动物第二性征出现

维生素D

促进人体对钙、磷的吸收和利用

易错点分析：

脂质相关的易错点有一下两点：

（1）固醇的组成元素是CHO，磷脂的组成元素是CHONP；

（2）胆固醇的作用存在感不强，需要多加巩

固。

考点6细胞中的无机物

1.水的含量、分类及生理作用

含量

概念

生理作用

结合水

4.5%

与其它物质结合在一起

细胞组成成分

自由水

95.5%

能够自由流动、以游离状态存在

良好溶剂运输作用反应场所原料

2．生物体中的无机物——无机盐

（1）无机盐的含量及存在形式

含量：

很少，约占细胞鲜重的1%～1.5%。

存在形式：

大多数无机盐以离子的形式存在于细胞中，少数以化合物的形式存在于细胞中。

（2）无机盐的生理作用

①有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分。

②有许多种无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。

③生物体内的无机盐离子，必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡非常重要，这是生物进行正常生命活动的必要条件。

易错点分析：

（1）水是细胞中含量最多的化合物，无论何时自由水的含量都比结合水多；

（2）无机盐的功能存在感较弱，需要注意。

四、例题精析

【例题1】

【题干】下图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，图中X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。

（1）图中X是________，I在小麦种子中主要是指______________。

（2）图中Z是________，使用甲基绿、派洛宁（吡罗红）混合染液染色，可使Ⅲ呈现____色。

（3）图中P的结构通式为________；写出由P形成Ⅳ的结构层次

______________。

（4）Ⅲ和Ⅳ两者都有多样性，两者多样性的关系是前者________后者。

（5）构成细胞的化合物中，随着年龄增长明显减少的主要是________。

【答案】

（1）葡萄糖　淀粉

（2）核糖核苷酸　红

（3）

　氨基酸→多肽链→蛋白质

（4）决定　（5）水

【解析】

（1）葡萄糖是多糖的基本组成单位，在小麦中的多糖主要是淀粉。

（2）DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。

甲基绿可使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈红色。

（3）氨基酸形成蛋白质的过程为氨基酸→多肽→蛋白质。

（4）基因控制蛋白质的合成，信使RNA决定了蛋白质的种类。

（5）在细胞衰老的过程中最主要是水分的减少，代谢缓慢。

【例题2】

【题干】下列有关细胞中的元素和化合物的叙述，正确的是（　　）

A．C是构成细胞的基本元素，在人体细胞中含量最多

B．脂肪分子中含H比糖类多，是主要的能源物质

C．氨基酸脱水缩合产生水，水中的氧来自氨基酸的羧基

D．P是脂肪、ATP、DNA等不可缺少的成分，是组成生物体的大量元素

【答案】C

【解析】本题主要考查细胞中的元素及化合物的相关内容，意在考查识记、理解能力。

C是构成细胞的基本元素，在人体细胞鲜重中含量最多的元素是O，在干重中含量最多的元素是C；糖类是主要的能源物质；氨基酸脱水缩合产生水，水中的氧来自羧基；脂肪的组成元素为C、H、O，而ATP、DNA的组成元素均为C、H、O、N、P，P是组成生物体的大量元素。

【例题3】

【题干】蛋白质是一切生命活动的体现者，对于生物体而言，蛋白质的“生老病死”至关重要。

2

004年诺贝尔化学奖获得者研究发现：

一种被称为泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中起重要作用。

泛素激活酶E1将泛素分子激活，然后由E1将泛素交给泛素结合酶E2，最后在泛素连接酶E3的指引下将泛素转移到靶蛋白上。

这一过程不断重复，靶蛋白就被绑上一批泛素分子。

被泛素标记的靶蛋白很快被送往细胞内一种称为蛋白酶体的结构中进行降解。

整个过程可表示为如图所示图解。

请分析回答。

（1）蛋白质在生物体内具有多种重要功能。

依上述材料可推测出

蛋白质的一项具体功能是___________________________________。

（2）泛素调节的蛋白质降解过程中所需能量主要来自______物质。

（3）蛋白酶体所含的酶最可能是________。

（4）细胞内E1、E2、E3在蛋白质降解过程中所起的作用不同，从分子水平上分析，其原因是________。

【答案】

（1）催化作用

（2）糖类（3）蛋白酶（4）它们虽都

是蛋白质，但其分子结构不同

【解析】

（1）题干信息显示泛素可使靶蛋白在蛋白酶体中降解，整个过程离不开泛素结合酶、连接酶等，而它们在反应前后并未改变，说明蛋白质具有催化作用；

（2）在细胞和生物体的生命活动中，能量的主要来源是糖类，蛋白质的降解

也需要能

量；

（3）蛋白酶体可将靶蛋白降解（即水解），因此，其中所含酶应为蛋白质水解酶（蛋白酶）；

（4）各种酶的催化功能不同是由其分子结构所决定的。

【例题4】

【题干】人体血液中Ca2＋含量太低时，肌肉的兴奋性升高而出现抽搐。

这一事实能说明Ca2＋的作用是（　　）

A．构成细胞结构的主要成分

B．维持细胞的正常形态

C．维持细胞的正常生理功能

D．调节细胞内的渗透压

【答案】C

【解析】题干中的现象说明了Ca2＋对维持肌肉细胞的正常生理活动具有重要的作用，但不能说明它是构成细胞结构的主要成分、具有维持细胞的正常形态和调节细胞内渗透压的作用，所以C项正确。

课程小结