《组成细胞的分子》PPT课件.ppt

组成细胞的分子,阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上. 邹承鲁,第1节 细胞中的元素和化合物,本节聚焦: 1.组成细胞的主要元素是什么? 2.组成细胞的重要化合物有哪些? 3.怎样检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质?,讨论: 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？,问题探讨,组成地壳和组成细胞的 部分元素含量()表,一、组成细胞的元素,组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）,大量元素： C H O N P S K Ca Mg 微量元素： Fe Mn Zn Cu B Mo,注意：C为基本元素 鲜重与干重,二、组成细胞的化合物,思考与讨论： 1.有机化合物和无机化合物有什么区别？ 2.细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种，你能推测它们对生命的意义吗？ 3.根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器官中提取这些化合物？,实验: 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验原理： 某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。如： 还原糖 + 斐林试剂砖红色沉淀 脂肪 + 苏丹橘黄色 蛋白质 + 双缩脲紫色 淀粉 + 碘蓝色,目的要求： 尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质。 材料用具： 1.实验材料：苹果汁、花生种子、花生汁、马铃薯片、豆浆、鲜肝液 2.仪器： 3.试剂：斐林试剂、苏丹、碘液、双缩脲 方法步骤： 1实验材料、仪器和试剂的选择 2设计记录表格，记录预测结果 3检测的方法步骤 (1)还原糖的检测和观察; (2)脂肪的检测和观察; (3)蛋白质的检测和观察;,讨论: 1你的预测与实验结果是否一致 2小组间交流实验结果。你有什么发现？ 3全班共检测了多少种生物材料？这些生物材料中有机化合物的种类、含量一样吗？这对我们选择食物有什么启发？ 课堂练习： P 练习,第2节 生命活动的主要 承担者蛋白质,本节聚焦: 1.氨基酸的结构有什么特点? 2.为什么细胞中蛋白质的种类如此多样? 3.为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者?,问题探讨,讨论: 1你能够说出多少种富含蛋白质的食品？ 2你知道蛋白质在生命活动中的主要作用有哪些？ 3为什么有些食品要添加某些氨基酸？,三、蛋白质的功能： 1许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要 物质结构蛋白。 如：羽毛、肌肉、头发、蛛丝等 2许多蛋白质是调节细胞和生物体功能的重要 物质功能蛋白。 如：载体、激素、酶、抗体等 总之，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。,一、蛋白质的基本单位 氨基酸的种类,请观察课本20页的几种氨基酸的结构： 讨论： 1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ 2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系？,2.与生活的联系： 必需氨基酸：8种 (异亮、甲硫、撷、赖、苯丙、亮、色、苏) 非必需氨基酸：12种,羧基,氨基,侧链基团,1.氨基酸通式及特点,二、蛋白质的结构及其多样性,由氨基酸形成蛋白质的示意图,讨论: 1从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 2食物中蛋白质在人体消化道内如何成为氨基酸？氨基酸被吸收入细胞后又如何成为蛋白质？人体中蛋白质与食物中蛋白质一样吗？,1.二肽的形成：,问题： n个氨基酸形成一条多肽链时失去几个水分子？形成几个肽键？如果n个氨基酸形成m条肽链呢？,注意： 脱水综合 肽键 二肽 多肽(链),2.蛋白质的形成：,牛胰岛素：51个氨基酸、2条多肽链组成。相对分子质量是5700。,一级结构 二级结构 三级结构 四级结构,3.蛋白质结构的多样性： 种类不同、数目成百上千、排列次序千变万化、空间结构千差万别 4.与生活的联系： 盐析： 热变性：,小结： 课堂练习：P24练习 科学史话： 世界上第一个人工合成蛋白质的诞生 科学前沿： 国际人类蛋白质组计划,第3节 遗传信息的携带者核酸,本节聚焦: 1.DNA和RNA的有什么异同? 2.核酸的基本组成单位是什么? 3.核苷酸的排列顺序与遗传信息有什么关系?,2004年9月8日，英国科学家杰夫里斯在莱斯特大学举办新闻发布会，纪念DNA指纹鉴别技术诞生20周年。1984年9月11日，杰夫里斯和同事在研究基因变异时，偶然发现基因中存在一些足以区分生物个体的微小结构，并于当天绘制出了世界上第一幅“DNA指纹”。由于DNA指纹的高度特异性和稳定性，世界各国目前已经在罪犯确认、血亲鉴定、确定遇难者身份等方面广泛使用这种技术。,问题探讨,讨论: 1DNA的中文全称？ 2DNA签定技术的应用？ 3DNA证据是否成为唯一证据？,一、核酸在细胞中的分布： 真核细胞： DNA主要在细胞核，细胞质中的线粒体和 叶绿体中也含有少量的DNA。 RNA主要在细胞质。 原核细胞： DNA集中在拟核。,二、核酸的结构： 核酸是生物大分子，分子量从几十万至几百万。 1元素组成：C H O N P 2基本单位：核苷酸 1分子磷酸 + 1分子五碳糖 +1分子含氮碱基 3结构： 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。通常DNA为双链、RNA为单链。,DNA由4种脱氧核苷酸 聚合而成 RNA由4种核苷酸聚合而成,4结构多样性： 虽然，组成DNA的脱氧核苷酸只有4种，但若数量不限(比如是2000个)，在连成长链时，排列顺序就是极其多样化的(41000)。 思考： 1DNA的脱氧核苷酸的排列顺序与遗传信息间的关系？ 2构成真核生物细胞内核酸的碱基和核苷酸分别是多少？病毒呢？,三、核酸的功能： 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中具有极其重要的作用。 小结： 课堂练习：P29练习,第4节 细胞中的糖类和脂质,本节聚焦: 1.细胞中的糖类主要有哪几类?在细胞中起什么作用？ 2.细胞中的脂质主要有哪几类？在细胞中起什么作用? 3.生物大分子以什么结构为骨架？,问题探讨,讨论: 1 这些食物含有的热量一样吗？ 2当你因剧烈运动消耗大量能量时，你选何种食物才能尽快补充能量？为什么？,糖类是主要的能源物质 一、细胞中的糖类： 元素组成： C、H、O 种类：单糖、二糖、多糖,请同学们看书了解单糖、二糖、多糖的分子式，种类、分布及功能。 练习：优化设计变式练习第6题,思考： 糖尿病人的饮食受到严格的限制，受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食都需定量摄取。为什么？,二、细胞中的脂质： 1.元素组成： C、H、O 有的含有P、N 2.种类：脂肪、磷脂、固醇 (分子结构差异大、不溶于水、溶于 有机溶剂),思考与讨论： 1. 在人和动物体内，脂肪主要分布在哪些部位？ 2. 有哪些植物脂肪含量比较高？多数分布在植物的哪些器官中？ 3.脂肪对细胞和生物体可能有哪些作用？,1.脂肪：最常见的脂质。 食物中的油脂主要是由油和脂肪。 1g脂肪氧化分解释放39KJ 的能量， 而1g糖元氧化分解释放17KJ 的能量。 是细胞内良好的储能物质、保温及 保护内脏器官。 思考： 熊冬眠时靠体内的什么物质提供能量，维持基本的生命活动？ 与生活中的联系： 当人过多的摄入脂肪而又缺少运动时会怎样？,2.磷脂：构成细胞膜、各种细胞器膜的重要 成分。 3.固醇：包括胆固醇、性激素、维生素D等。 与生活中的联系： 胆固醇在动物性食物中含量丰富，但过多摄入会在血管壁上形成沉积，造成血管堵塞危及生命。,三、生物大分子以碳链为骨架 多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，都是由许多基本的组成单位连接而成的。 每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。 碳是生命的核心元素、没有碳，就没有生命。,第5节 细胞中的无机物,本节聚焦: 1.水在细胞中以什么形式存在？ 2.水在细胞中的作用是什么? 3.大多数无机盐在细胞中以什么形式存在？ 4.为什么细胞中的无机盐含量很少，作用却很重要？,问题探讨,讨论: 1计算每升饮料中占多少。水在细胞中起什么作用？ 2表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？,请同学们看书P34、P35， 要求 ： 1.体会水对生命活动的意义. 2.了解水的存在形式及其作用.,练习： 刚收获的玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是 ，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗。 把晒干的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是 ，这样的种子将不能萌发。 代谢旺盛的细胞内 的含量相对高些。,一.细胞中的水： 1.水在细胞中的存在形式： 结合水：与细胞内的其他物质相结合的水。 占细胞内全部水分的4.5% 自由水：以游离形式存在、可自由流动的水。 占细胞内全部水分的95.5%,分析事实：,总结: 1.生物体的含水量随着生物种类不同有所差异. 一般为60%95% 水母达到97% 2.同一个生物体在不同的生长发育期,含水量也不同. 幼儿成年人 3.同一个生物体的不同器官含水量不同.,2.水在细胞中的作用： 1)水是组成生物体细胞的主要成分。 2)结合水是细胞结构的重要成分； 3)自由水是细胞内的良好溶剂;参与细胞内许多生物化学反应;并起运输作用。 4)自由水和结合水可相互转化。 代谢活动旺盛，细胞内自由水含量高； 代谢活动下降，抗逆性增强，细胞中结合水含量高。,若将烘干的小麦种子点燃烧尽，剩下的白色灰烬是 。,二.细胞中的无机盐： 1.无机盐在细胞中的存在形式： 离子 Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-,讨论一： 1.为什么缺铁会导致贫血？ 2.植物缺镁会影响光合作用，为什么？ 3.为何在食盐加碘？,血红素,2.无机盐在细胞中的作用： 1)有些无机盐是构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分。如：PO43-核苷酸、 Fe2+血红蛋白、I甲状腺激素 2)许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动(如维持细胞形态、酸碱平衡等)有重要作用。,讨论二： 人若得了急性肠炎去医院看病，医生会怎么做？ 人若在高温条件下工作，大量排汗，该怎样做？,技能训练设计实验 科学地设计实验方案应注意： 1.实验方案要完整： 实验题目假设预期实验观察和收集数据分析推论交流 2.实验设计的原则： 科学性原则、可行性原则、简便性原则、可重复性原则 3.变量的控制： 遵循单一变量原则。即一个实验变量对应观测一个反应变量。,实验目的：探究植物生长发育需要镁 材料用具：小麦幼苗、完全培养液、缺镁营养液、 200ml广口瓶两只、量筒等。 实验原理：镁是合成植物叶绿素的重要成分，植物缺 镁叶绿素不能合成，植物叶片失绿变黄。 实验步骤： 1.取两广口瓶，编号甲、乙。 2.在甲和乙中分别加入100ml完全营养液和缺镁营养液。 3.在甲和乙中分别栽入长势、大小数目相同的小麦幼苗并置于相同的环境条件下培养。 4.一段时间后，观察甲、乙中小麦幼苗的叶色变化。 实验结果：一段时间后，甲中小麦幼苗的叶色为绿色，乙 中小麦幼苗的为黄色。 实验结论：植物生长发育需要镁。,练习： 某生物学小组为了研究阳光对大豆发芽的影响而在两个花盆里种了大豆，并设计了如下实验：,在这一实验设计中，应该改正的错误是： A.两个花盆都就诊放在向阳的地方 B.两个花盆都就诊放在黑暗的地方