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人教版高一生物第一课教案设计

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人教版高一生物第一课教案设计模板5篇

凡是胚珠有子房壁包被着,种子有果皮包被着的植物,就叫做被子植物。作为一名老师,通常需要准备好一份教案,教案让课堂更有效率,这里我整理了一些教案模板,希望对大家有所帮助,下面我们就来了解一下吧。

人教版高一生物第一课教案设计

人教版高一生物第一课教案设计(精选篇1)

【教学目标】

1、知识目标:

⑴ 识记重点字词;

⑵ 把握本文的结构大意,掌握文中常用的几种说明方法。

2、能力目标:

通过全文的学习,使学生掌握生物入侵者的概念以及生物入侵者的危害等问题。

3、德育目标:

教育学生应该密切的关注自己生活中的事物之间的微妙联系,注意观察生活,科学的认识与分析事物之间的联系。

【重点、难点】

“能力目标”。

【策略与方法】

讨论式、启发式、分析法。

【教学媒体】

投影仪。

二分钟演讲;教师念优秀文章。

一、新课导入

念一则新闻,有关生物入侵。

二、识记重点字词

三、整体感知

速读课文,说说本文是按照怎样的说明顺序进行描写的?试概括每一个段落的大体意思。

精读文章,然后回答问题组:

1、什么是“生物入侵者”?

2、为什么在自然条件下的生物迁移不会造成生物入侵的现象发生?

3、在文中的3、4自然段作者介绍了哪些生物入侵的现象?

四、拓展延伸

你还知道哪些“生物入侵者”吗?你在生活中发现哪些生物入侵的现象?如果有,请与同学们一同交流一下。

五、布置作业

【课后记】

本文教师通过问题组的形式帮助学生解读全文就好,通过课文联系实际的方式调动学生的生活储备,培养学生的环保科学意识。

《生物入侵者》教学设计6

【教学目标】

1、了解与生物入侵者相关的知识。

2、理清说明顺序,概括说明要点,体会文中说明方法的表达效果,揣摩语言。

3、培养学生的环保意识和忧患意识。

【教学重点】

1、掌握说明顺序和方法。

2、培养学生的环保意识。

【教学难点】

了解“生物入侵者”对生态系统的破坏和为人类造成的损失。

【课时安排】

1课时。

【教学过程】

一、新课导入

教师播放视频“不速之客──猫鼬”。

“生物入侵者”是什么?大家对此可能会感到陌生。要知道,这正是人类自己挑起的一场没有硝烟的战争,不能不引起我们高度警觉,今天,我们将走进战场,对这场“战争”作一番考察。

二、整体感知

1、教师播放课文朗读,学生认真听读课文,获取相关信息:

⑴通过刚才的阅读,你获得了哪些关于生物入侵者的知识?

⑵作者按什么思路来告诉我们这些知识的?

明确:⑴开篇:假设情境,引出话题,作出解释。

第2~4段:具体写什么是生物入侵者及其危害。

第5段:分析造成生物入侵者增多的原因和途径。

第6~7段:生物学家和生态学家对待生物入侵者的不同态度。

第8段:目前世界各国都在采取相应措施。

⑴提出问题──分析问题──解决问题:逻辑顺序。

三、局部揣摩

(播放媒体资源中的课件中“课文练习”部分。)

四、合作探究

1、以组为单位,根据已有资料,简介一种生物入侵者(姓名、来源、特点、危害等)并针对其特点制定相应的防治措施。

2、全班交流合作学习成果。教师启发思考:预防、治理、利用。

五、总结提升

一枝黄花有可能让我们的城市或乡村“尽带黄金甲”,薇甘菊将吞掉伶仃岛,水葫芦欲使云南滇池死掉,飞机草要霸占西双版纳,大米草在毁掉海边滩涂……据统计,我国已有外来杂草107种,外来害虫32种,病原菌23种,每年造成农林业经济损失达574亿之多。

以前提到环保,人们头脑中闪现的往往是荒漠遍野、浊水横流、乱砍滥伐等情景。通过今天的学习,我们清醒地认识到,“生物入侵”已成了摆在我们面前的又一严峻课题。保护环境的警钟再次在我们耳畔敲响。希望同学们继续对这一现象予以关注,为抵御和防治生物入侵贡献我们的一分智慧和力量!

六、布置作业

搜集一些生物入侵的例子,加深对生物入侵的认识,从而增强环保意识。

人教版高一生物第一课教案设计(精选篇2)

教学目标:

一、知识目标:

1、描述组成人体的主要器官和系统,并说出人体各个系统的主要功能

2、亲自动手实验,总结骨的成分和骨的特性之间的关系,从而了解研究人体结构和功能的一般方法

二、能力目标:培养学生的观察能力、表达能力、合作能力和实验能力

教学重点:

1、识别组成人体的器官和系统,举例说出组成人体的主要器官和系统

2、举例说出人体各系统的主要功能

3、举例说明人体各系统的结构和功能是相互统一的

教学难点:

1、举例说出组成人体的主要器官和系统

2、分析骨的成分与骨特性之间的关系

教学方法:讨论法、实验探究法

课时安排:1课时

教学设计:

一、引入:人类新个体的产生是由什么系统完成的?该系统由什么组成?它们的功能是什么?

二、学生积极回答,教师总结引入课题

一、教学过程:

教师:展示人体全身骨骼模型,请学生介绍这模型有哪些骨骼?哪些肌肉?这些骨骼和肌肉属于哪些系统?该系统有什么功能?

学生:观察模型说出骨骼和肌肉的名称,相互讨论说出运动系统的功能

活动:请一学生上黑板前做快速下蹲的表演,一分钟内能做多少个

讨论:表演的同学运动后有什么变化?看到这些变化,使你想到了什么系统?

人体各个系统有什么功能?

学生:互相讨论交流,积极回答,并相互补充

教师:总结归纳

教师:当你吃鱼时,不小心被一小根鱼骨卡住了,家人叫你赶快喝醋,你认为这种方法能解决问题吗?

学生:讨论猜测

实验:学生4人一组做骨的成分与骨的特性之间的关系的实验:

1、一个烧杯里装食醋,另一个烧杯装10%的稀盐酸,分别把相同大小的鱼骨放进烧杯,观察现象,10分钟后取出,漂洗后,用手触摸,看能否打结。

2、用镊子夹起一根鱼肋骨,放在酒精灯上煅烧,观察颜色变化,用镊子轻

轻敲打煅烧后的骨。

教师:请各组代表说出实验过程中所观察到的现象

学生:各组代表积极说出自己观察到的现象

讨论:

1、鱼骨放在醋中没有变软,而放在盐酸中却变软了,当被鱼骨卡住喉咙,喝醋行吗?应怎样处理?该实验说明了骨骼含有什么物质?

2、鱼骨能够煅烧,说明骨骼里含有什么物质?

3、这些物质使骨骼有什么样的特性?

学生互相讨论回答

教师:总结、归纳,今天大家表现很不错,让我们为取得成功而鼓掌

二、课堂小结:

这节课你有什么收获?

三、课后反思:

六、练习:课本16页 自我评价 1、2、3 思维拓展

板书设计:

第三节 人体概述

一、人体系统的组成和功能:

运动系统:运动、支持、保护的功能

消化系统:消化、吸收

呼吸系统:吸收氧气、排出二氧化碳

循环系统:运进氧和养料、运走二氧化碳和废物

人体系统 泌尿系统:排出代谢废物

内分泌系统:具调节功能

生殖系统:生殖

神经系统:具调节功能

二、骨的成分和骨的特性:

有机物(主要是蛋白质):使骨柔韧,有弹性 (能够煅烧)

骨的成分

无机物(主要是钙盐):使骨脆硬 (能够溶解在稀盐酸中)

人教版高一生物第一课教案设计(精选篇3)

在中学生物学教学过程中,改变学生的学习方式,培养学生的独立性、自主性和创新精神,引导他们质疑、调查和探究,学会在实践中学,在合作中学,逐步形成有效的学习策略,这是实践生物新课程理念的要求,是全面推进素质教育、培养创新型人才的需要。在生物学课堂教学过程中,动用探究模式组织教学活动,能较大程度地激起学生学习生物知识的兴趣,从而提高课堂教学的成果。

一、关于探究性学习的认识

探究性学习是在上世纪60年代由美国学者施瓦布倡导的,他主张从学科领域或实际社会生活中选择和确定研究主题,在教学中创设一种类似于学术(或科学)研究的情境,通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、信息搜集与处理,表达与交流等探索活动,获得知识、技能、情感与态度的发展。探索性学习符合现代教育理论提出的“主体性教学原则”和“以人为本,全面发展教育理念”,并为学生的终身学习奠定坚实的基础。中学生物新课程突出“探究性学习”,有助于学生学习方式的转变,使学生能够主动地获取生物学知识,体验科学方法,理解科学的本质,形成一定的科学探究能力,以及科学态度、情感与价值观,发展创新精神和实践能力。因此,探究性学习对提高学生的科学素养具有不可替代的作用.

二、探究性学习的基本过程

探究式教学过程基本上分为提出问题和解决问题两个阶段。在实际的教学过程中,要让学生明确自己去发现问题、提出问题的重要性及其价值。因为,在传统的教育中,学生习惯于去思考、解决教师提出的问题,因而也就大大束缚了学生的主动性和创造性。这与我们大力提倡探究性学习、自主学习不相符。提出问题实际上是尝试对一个问题进行识别和解说,发现自己的观点或认知结构中存在的不足或不协调的过程,它是诱发探究思维的动力和方向。解决问题则是提出假设和检验假设的过程,其实质是重新构建自己的观点或认知结构,使其更加充实和协调。据此具体说来,课堂上学生从事的一个完整的探究过程大致分为:问题、假设、推断、检验、结论、交流、评价等基本环节。但在实际的生物课堂教学中,教师须从教材的内容和学生的实际水平出发,不要墨守成规,照搬硬套,否则只有造成教学的公式化,从而降低课堂教学效果。削弱了学生学习的的兴趣和欲望。

1.探究性讨论活动; 这种方法主要运用于生物学原理等理论知识的学习,让学生主动参与获取新知识的过程。例如“探究生长激素的功能”,教师在学生已经具备了“新陈代谢”和“神经调节”知识的基础上,介绍有关的背景材料,设置一定的情境:用含有生长激素的饲料来饲养动物,其结果的不同;广受青少年欢迎的我国蓝球运动员姚明的身高之理由;侏儒症、巨人症、肢端肥大症的挂图和病症介绍等。学生的求知欲和好奇心被激发,产生疑问:这些病症是不是与生长激素分泌异常有关?生长激素与生长发育有何关系?巨人姚明是巨人症还是正常的发育所致,这其中的原因何在?……然后,要求学生根据相关资料进行讨论、分析、类比、归纳出生长激素的功能。最后,通过侏儒症、巨人症、等生长激素分泌失调的病症来验证结论,澄清疑问。

2.探究性实验; 生物科学和其它自然科学一样,本质上是实验科学。实验教学是生物教学的基本形式之一,新课程所倡导的探究性学习,有很多活动也是通过实验来进行。生物实验包括验证性实验和探索性实验,验证性实验是已知结论的基础上,学生按部就班完成实验步骤。而探究性实验则是学生不知道结论,没有现成的实验设计,需要学生通过实验去探求结论。因此,探究性实验融知识传授、技能训练和科研能力培养于一体。例如“探究骨的成分和特性”的实验由教师出示日常生活一些实际例子,让学生明确骨既有硬度又有弹性,从而提出问题——骨为何具有这两重特性,与什么有关系?之后教师稍微复习初一生物中植物种子成分的鉴定实验,从而引导启发学生假设:骨含有无机物有机物。接着,通过骨的锻烧及其在盐酸中的浸泡设计实验方案,进行观察、记录;最后,全班交流,得出实验结论,并据此结论让学生畅谈青少年在进行体育锻练应注意的事项。

三.探究性学习与能力培养

探究性学习作为新课程所努力倡导的教学策略和学习方式,在生物教学过程中能较好地培养学生的各种能力。

1.探究性学习有利于培养学生的观察能力

“观察、观察、再观察”,前人之言已经明确了观察的重要性。在生物学教学过程中,倡导探究性学习有助于培养学生的观察能力。因为探究始于问题的发现,而问题的发现又多源于观察。在教学中应如何培养学生的观察能力呢?首先,教师要以高超的教学艺术激起学生观察的兴趣,使学生主动观察、乐于观察、勤于观察。其二,观察要有明确的目的和详尽的计划。同时,在观察时,要实事求是地做好记录。最后,观察时,要伴于积极的思考,要求学生对所观察到的现象各观地加以分析。

2.探究性学习有利于培养学生的动手实验能力

生物学是一门以实验为基础的实践性很强的学科,培养学生的动手实验能力,对学习生物学和从事生物学研究无疑是很重要的。生物新课程中安排了一系列的科学探究活动。其中很大一部分已经给出了实验设计方案,主要培养学生的动手操作能力和对实验结果的分析能力。有的探究活动,如“二氧化碳是光合作用必需的原料吗?”只给学生提出问题,其他部分如制定方案,实施方案,实验结果分析,得出结论等都要靠学生独立完成,这主要是培养学生的综合实验探究能力。

倡导探究性学习有诸多益处。当然,探究性学习活动并不是全部的教学活动。教师应结合具体的教学内容,学生的特点和教师自身的教学素养,采用多种多样教学策略和方法,达到课程目标。

总之,生物科学是一个日新月异的科学,我在课堂中会一直给学生强调一个观念,老师在课堂中讲述的甚至与书本中所写的知识都不一定是正确的,相反,对于生物学科来说,有可能目前我们所学习到的一些理论会在今后的科学探究中发现是错误的。在教学中,学生所学习的知识都是前人通过科学探究发现的,因此,我认为教学并不是把知识死板的教给学生。相反,我的课堂设计大多都是将学生置身于当时科学家们所处的环境,让他们通过体会科学家们的探究过程,引导他们找到隐藏在各种生物现象下的本质规律。同时也鼓励学生对老师、对书本提出质疑,鼓励他们通过自己的实践去证实自己所学到的知识。对于学生提出的一些新的想法,作为老师要给予肯定,保持孩子的一颗创造心是最可贵的。并且作为老师,要给学生提供一个适合创造的平台,例如,我可以通过演讲比赛、写保护动物的倡议书、办手抄报、知识竞赛等方式,鼓励学生充分展示自己的才能,肯定他们在这些活动中的一些创新,我相信,在这样一个轻松、愉快又充满鼓励的环境中成长起来的学生,无论在知识、能力、创新各方面都将会是最优秀的。

人教版高一生物第一课教案设计(精选篇4)

一、教材与教学对象分析:

本节教学可以说是本章的一个小结,第一、二节学习的内容都能用于解决本节所涉及的问题。因此,本节的教学可以较好的体现出科学知识在指导健康生活中的价值。

本节教材的引入也很有特色,它改变了传统的文字叙述,而是利用报纸上的信息激发学生对合理营养和食品安全的重视。教师可以提前组织学生收集当地近期各种宣传媒体中有关合理营养和食品安全方面的信息以便用于课堂教学。总之,本节教学活动要充分发挥学生的主观能动作用,让学生在积极参与和主动学习的活动中学习知识、发展能力、培养感情。

初一的学生已经具备了收集和整理资料的能力,具有了分析、解决、总结问题的能力,初步学会了调查的基本方法,并且有较强的求知欲和表现欲。这个时期的学生也处于一个比较叛逆的阶段,很多同学与父母的沟通是比较少的,所以这节课的设计不仅锻炼了同学们多方面的能力,也是学生与家长进行情感沟通的一次好机会,因而本节课的设计是符合学生的知识能力水平和心理特点的。

二、教学目标:

知识目标:

1、能说出什么是合理营养。

2、知道什么是食品安全。

能力目标:

1、能为长辈设计一份营养合理的食谱,并亲自下厨烹饪。

2、收集、整理资料的能力。

3、分析、解决、总结问题的能力。

情感目标:

1、通过亲自为长辈烹饪可口的饭菜,关心长辈的饮食和健康。

2、认同环境保护与食品安全之间的统一性。

三、重点和难点:

重点:

1、关注合理营养和食品安全在健康生活中的意义。

2、通过分析,认同环境保护与食品安全之间的统一性。

难点:

设计一份营养合理的食谱,将所学知识上升为意识再将意识转化为行为。

四、课前准备:

学生:

1、准备小品《不吃早餐的坏处》;

2、学生早餐和正餐情况的调查报告;

3、为长辈设计一份营养合理的食谱,拍相片、整理评价意见;

4、收集有关食品安全的资料;

5、制作有关合理营养和食品安全的手抄报;

6、收集若干食品包装袋和包装盒。

教师:

1、收集若干食品包装袋和包装盒,以备教学需要;

2、课前培训学生,指导小组长如何开展调查和收集、整理资料;

3、电视报刊中有关合理营养和食品安全的信息;

4、指导学生写出调查报告,并将收集到的资料制成多媒体课件或录相带;

5、指导学生制作手抄报;

6、让学生明确科学知识在指导健康生活中的价值。

五、教学媒体运用:

利用多媒体进行教学,主要运用电脑平台和实物投影。

人教版高一生物第一课教案设计(精选篇5)

一、课程概况

生物化学是研究生命化学的科学,它在分子水平上探讨生命的本质,即研究生物体的化学组成及化学变化规律的科学。医学生物化学主要研究人体的生物化学,它是一门重要的医学基础课程。近年来,生物学、微生物学、免疫学、生理学和病理学等基础医学学科的研究均深入到分子水平,并应用生物化学的理论和技术解决各个学科的问题。同样,生物化学与临床医学的关系也很密切。近代医学的发展经常运用生物化学的理论和方法来诊断、治疗和预防疾病,而且许多疾病的机理也需要从分子水平上加以探讨。生物化学课程为其它医学基础课程和临床医学课程提供必要的理论基础,是医学各专业的必修课。

本课程适应医科类各专业的学生学习。学生必须具备化学的基础知识。通过本课程的学习,使学生理解生物分子的结构与生理功能,以及两者之间的关系;理解生物体重要物质代谢的基本途径、主要生理意义、调节以及代谢异常与疾病的关系;理解基因信息传递的基本过程、基因表达调控的概念;理解各组织器官的代谢特点及它们在医学上的意义。根据课程的分工,有关血液凝固、纤维蛋白溶解、气体运输、各种激素的结构与功能,及肾脏的有关内容归入生理学课程。本课程的同期及后续课为医学免疫学与微生物学、病理学、药理学等。

第一部分为生物分子的结构与功能,包括第1~4章,内容为蛋白质化学、核酸化学和酶。第二部分为物质代谢与调节,包括第5~10章,内容为糖代谢、脂代谢、生物氧化、氨基酸代谢、核苷酸代谢、物质代谢的联系与调节。

第三部分为遗传信息的传递,包括第11~14章,内容为DNA的生物合成——复制、RNA的生物合成——转录、蛋白质的生物合成——翻译、基因表达调控与基因工程。

第四部分为重要组织器官代谢,包括第15~20章,内容为肝胆生化、血液生化、骨骼与磷钙代谢、水、电解质和酸碱平衡、营养生化。

第一部分生物分子的结构与功能

第一章蛋白质化学

要求掌握

1.蛋白质的重要生理功能;

2.掌握蛋白质的含氮量及与蛋白质定量关系;

3.蛋白质的基本结构单位;

4.掌握蛋白质一、二、三、四级结构的概念;

5.掌握结构与功能的关系。

熟悉

1.氨基酸的酸性、碱性、含硫、含羟基及芳香族氨基酸;

2.熟悉蛋白质的重要理化性质及其在医学中的应用。

提要:

本章着重从蛋白质的基本化学组成、分子结构以及结构与功能的关系、理化性质和分类等方面进行讲述。

一、蛋白质的元素组成

蛋白质是各种生命现象的主要物质基础,是各种组织的基本组成成分。人体内蛋白质含量约占人体干重的45%。其主要元素有碳、氢、氧、氮、硫等,其中氮的含量比较恒定,平均为16%左右。这是蛋白质元素组成的重要特点,也是蛋白质定量测定的依据。通常只要测定出生物样品中的含氮量,就可用样品中含氮的克数乘以6.25=样品中蛋白质的克数来计算蛋白质的含量。

二、蛋白质分子的基本结构单位—氨基酸

氨基酸是蛋白质的基本组成单位。组成蛋白质的氨基酸有20种,它们在结构上都有一个共同点,即在α-碳原子上都结合有氨基或亚氨基,都为L型α-氨基酸。所有的氨基酸都含有碱性的氨基,又含有酸性的羧基,因此是两性电解质,在不同的pH值溶液中,可带不同的电荷。当氨基酸处在某一pH值溶液中时,氨基酸所带的正、负电荷数相等,此时溶液的pH值为该氨基酸的等电点(pI)。不同的氨基酸有各自特定的等电点。氨基酸由于和茚三酮反应发生颜色变化,故可用于氨基酸的定性和定量测定。

三、蛋白质的分子结构

由一个氨基酸的羧基予另一个氨基酸的氨基脱去一分子水形成的键称为肽键。肽键是蛋白质结构中的基本键。根据多肽链中氨基酸的残基数分别称为二肽、三肽、寡肽或多肽。

多肽链是蛋白质分子的最基本结构形式。蛋白质多肽链中氨基酸按一定排列顺序以肽键相连形成蛋白质的一级结构。蛋白质的一级结构是其高级结构的基础。蛋白质分子中的多肽链经折叠盘曲而具有一定的构象称为蛋白质的高级结构。高级结构又可分为二级、三级和四级结构。维持蛋白质高级结构的化学键主要是次级键,有氢键、离子键、疏水键、二硫键以及范德华引力。

蛋白质的二级结构是指在一级结构基础上多肽链本身折叠或盘曲所形成的局部空间构象,主要的有α-螺旋和β-片层结构。蛋白质的三级结构是多肽链在二级结构的基础上进一步盘曲、折叠而形成的整体构象。某些蛋白质具有三级结构即可表现生物学活性,三级结构是其分子结构的最高形式。许多蛋白质分子是由两条或两条以上具有三级结构的多肽链相互聚合而成的蛋白质分子称为蛋白质的四级结构,其中每一个具有三级结构的多肽链称为亚基或亚单位。亚基之间借次级键缔合在一起,形成寡聚体或多聚体。其中每个亚基单独存在时无生物学活性。但并非所有蛋白质分子均具有四级结构形式。

蛋白质的功能与其特异的构象有密切关系,而一级结构对空间结构有决定作用。即蛋白质的一级结构是其生物学功能的基础。蛋白质一级结构不同,其生物学功能不同,各种蛋白质的特定功能是由其特殊的结构决定的。蛋白质的一级结构改变而使生物学功能发生很大的变化。蛋白质的空间结构直接与其生物活性相关,空间结构发生改变,其生物学活性也随之改变。

四、蛋白质的理化性质

1.两性游离和等电点:蛋白质的部分理化性质与氨基酸相同,如某些呈色反应等。根据蛋白质的两性游离性质,采用电泳方法可对蛋白质进行分离、纯化鉴定和分子量的测定。

2.高分子化合物的性质:如胶体性质,易沉淀,不易透过半透膜。根据蛋白质这些性质可用透析法分离蛋白质,利用超速离心法既能分离、纯化蛋白质,又能测定蛋白质分子量。天然蛋白质常以稳定的亲水胶体溶液形式存在,这是由于蛋白质颗粒表面存在水化膜和表面电荷。如除去这两个稳定因素,蛋白质就可发生沉淀。例如调节蛋白质溶液的pH到等电点,加入脱水剂去除水化膜。常采用盐析、有机溶剂和某些酸类或重金属离子等都可使蛋白质沉淀。

3.蛋白质的沉淀:蛋白质的沉淀和变性反应是不同的两个概念。蛋白质在某些理化条件下,空间结构发生变化而丧失其生物活性称为变性。分散在溶液中的蛋白质分子发生凝聚,并从溶液中沉淀、析出的现象,成为蛋白质的沉淀。根据沉淀的方法和条件不同,蛋白质的沉淀可能是变性的,也可能是未变性。

第二章核酸化学

要求掌握

1.DNA和RNA分子组成的异同;

2.掌握多核苷酸链中单核苷酸之间的连接方式及多核苷酸链的方向性;

3.掌握DNA双螺旋结构模型要点、碱基配对规律;

4.掌握核酸的紫外吸收特性、DNA变性、Tm、复性及杂交的概念。

熟悉

1.核酸的分类、细胞分布及生物学功能;

2.熟悉核酸的平均磷含量与核酸定量之间的关系;

3.熟悉核苷酸、核苷和碱基的基本概念;

4.熟记常见的核苷酸的缩写符号;

5.熟悉体内重要的环核苷酸cAMP和cGMP;

6.熟悉rRNA、mRNA、tRNA的结构特点及功能。

提要:

1.核苷酸的分子组成

核酸分子主要由碳、氢、氧、氮和磷等元素组成,含磷量为9%~10%,可通过测定磷含量来估计样品中核酸含量。核酸的基本组成单位是核苷酸,核酸是由数十个到数十万个核苷酸连接而成的,故也称为多核苷酸。核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成。碱基又分为嘌呤碱和嘧啶碱两类。戊糖可分为核糖和脱氧核糖。DNA中的碱基和戊糖与RNA的有所不同。DNA分子中主要有A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)和C(胞嘧啶)四种碱基,戊糖为脱氧核糖;RNA分子中碱基成分多为A、U(尿嘧啶)、G和C,戊糖为核糖。此外,DNA和RNA还含有少量稀有碱基。

碱基和戊糖缩合后的生成物称核苷。嘌呤和嘧啶可分别与核糖以糖苷键相连,形成嘌呤核苷或嘧啶核苷。嘌呤和嘧啶同样也可与脱氧核糖以糖苷键相连,形成各种脱氧核苷。核苷与磷酸以磷酯键相连,可形成2’-,3’-或5’-核糖核苷酸。脱氧核苷与磷酸借助磷酯键相连可形成3’-或5’-脱氧核糖核苷酸。

在生物体内大量游离存在的多是5’-核苷酸(NMP)。5’-核苷酸的磷酸基上往往可以再连接一分子磷酸或二分子磷酸,形成二磷酸核苷(NDP)或三磷酸核苷(NTP)。脱氧核苷酸(dNMP)也可以再连接一分子或二分子磷酸,形成脱氧二磷酸核苷(dNDP)或脱氧三磷酸核苷(dNTP)。在体内有一些游离的.核苷酸及其衍生物在代谢中起重要作用。如多种三磷酸核苷特别是ATP是重要的直接供能物质。4种NTP和dNTP是合成RNA和DNA的原料。

cAMP(环化腺苷酸)和cGMP(环化鸟苷酸)是多种激素作用的第二信使,调节细胞内多种物质代谢。一些游离核苷酸的衍生物是体内一些重要酶的辅酶,参与生物氧化和各种物质代谢过程。

2.DNA分子的空间结构

核酸是遗传的物质基础。各种生物都含有两类核酸,即核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。病毒只含有DNA或RNA。DNA是遗传信息的载体,其绝大部分存在于细胞核内。RNA与蛋白质的合成密切相关,主要分布在细胞质中。

在多核苷酸链中,脱氧核苷酸的连接方式、数量和排列顺序称为DNA的一级结构。组成核酸的核苷酸按一定顺序排列,以3’,5’-磷酸二酯键相连的链式结构。首尾分别为5’-磷酸基及3’-羟基,即按5’?3’方向书写。二级及三级结构统称高级结构,DNA和RNA各有特点。DNA的二级结构特点是双链双螺旋、两条链反向平行、碱基向内互补(A-T,G-C)。每个碱基对的两碱基处于同一平面,该平面垂直与双螺旋的中心轴。配对碱基之间的氢键和范德华引力使该结构稳定。无论DNA双螺旋结构形式如何,DNA分子中两条多核苷酸联的碱基排列顺序总遵循碱基互补规律的。只要其中一条链排列顺序确定,另一条也随确定。DNA的三级结构是在二级结构基础上进一步形成的超螺旋结构。如真核细胞DNA的双链缠绕在组蛋白上构成核小体,它是染色体的基本单位。

3.RNA的分子结构

RNA为单链结构,局部可因碱基互补配对(A-U,C-G)以氢键相连形成双螺旋结构。不参加配对的碱基所形成的单链则被排斥在双链外,形成环状突起。这就是RNA的二级结构。RNA按功能不同分为三类,即信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)及核蛋白体RNA(rRNA)。每三个碱基对应一种氨基酸,因此其碱基排列顺序决定了由它指导合成的蛋白质多肽链的氨基酸排列顺序。

mRNA携带了DNA的遗传信息,在蛋白质合成中作为合成蛋白质的模板起传递遗传信息的作用。

tRNA的二级结构最具特色,呈三叶草型。其主要功能部位有二个,一是氨基酸臂的3’末端为-CCA-OH,起特异结合氨基酸作用;二是有一个反密码环,环上有反密码子,与mRNA上的密码子反向互补,于是由tRNA携带的氨基酸可被转运到与密码子对应的部位,因此tRNA具有携带转运氨基酸的作用。tRNA的三级结构为倒“L”型,是天然状态下的构象。

rRNA不单独存在,它与蛋白质结合为核蛋白体,分为大小亚基,存在于粗面内质网与胞浆中。核蛋白体是蛋白质生物合成的场所。

3.核酸的理化性质和应用

酸碱性:由于DNA和RNA的多核苷酸链上既有酸性的磷酸基团,又有碱基上的碱性基团,因此它也是两性电解质。在一定pH溶液中可带某种电荷,故可用电泳方法将其分离。核酸通常显酸性,易与金属离子生成盐,此时可加入乙醇或异丙醇使其沉淀析出。

高分子特性:如:胶体性质。

紫外吸收特性、变性、复性与杂交特性::核酸在260nm处有吸收峰,可用于定量分析。核酸还具有高分子化合物的某些性质,如粘度大,沉降速度快。核酸在某些条件下会发生氢键断裂,双螺旋结构松散分开即为核酸的变性,但无共价键的断裂。核酸变性后理化性质发生改变,如紫外(260nm)吸收峰值增高,粘度降低。核酸热变性时,其紫外光吸收峰值达到最大值一半时的温度称解链温度(Tm)。Tm值大小与核酸分子中的G-C对含量多少及核酸分子的长度有关。核酸热变性后,温度再缓慢下降,解开的两条链又可重新缔合而形成双螺旋,此即为核酸的复性。不同来源的变性核酸一起复性,有可能发生杂交,核酸分子杂交在分子生物学研究中是一项应用较多的重要实验技术。

第三章酶

要求掌握

1.酶、酶的活性中心、必需基团、酶原的激活、同工酶和变构酶的概念;

2.酶的化学组成、特性和结合蛋白酶(全酶)类的特性;

3.影响酶促反应的因素;

4.米氏方程和米氏常数的意义;

5.竞争性抑制作用的概念;

6.三种抑制作用对最大速度和Km的影响。

提要:

生物体内所有的反应均在常温、常压和近中性温和的内环境条件下进行。这是因为生物体内存在着一种生物催化剂一—酶。酶是由活细胞产生,能在体内外对其底物(作用物)起催化作用的一类蛋白质。酶与一般催化剂的不同点在于酶具有极高的催化效率、高度专一性(特异性)、高度不稳定性和酶活性的可调控性。

酶按其分子组成可分成单纯蛋白酶和结合蛋白酶(全酶)两类。前者酶分子全部由氨基酸组成,如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等。结合蛋白酶的分子组成除含蛋白质部分(称酶蛋白)外,还含有非蛋白质部分(称辅助因子),根据与酶蛋白结合的牢固程度不同又可分为辅基和辅酶。辅助因子由金属离子、B族维生素衍生物等组成。酶蛋白与辅酶(辅基)的关系是:一种酶蛋白只能与一种辅酶(辅基)结合生成一种全酶,催化一种反应,而一种辅酶(辅基)可与多种酶蛋白结合生成不同全酶,催化不同的反应。因而酶蛋白决定反应专一性,辅酶则具体参加反应。酶蛋白与辅酶单独存在时均无活性,只有结合成全酶,才有活性。

酶的本质是蛋白质,在某一区域,集中了与酶活性密切相关的集团,称为酶的必需集团,这些必需集团比较集中,并构成一定的空间构象,直接参与酶促反应的区域称为酶活性中心。

酶促反应动力学研究各种因素对酶反应速度的影响。主要因素有:作用物浓度,酶浓度,pH,温度,激动剂及抑制剂。Km值是当反应速度为最大速度的一半时的底物浓度,它表示酶与底物的亲和力,Km值越大,亲和力越小,反之Km值越小亲和力越大。

由于本部分介绍的内容是基础知识,请同学自己加以总结。

第二部分为物质代谢与调节

第二部分物质代谢与调节—糖、脂类代谢及生物氧化

生命活动最重要特征之一是生物体内各种物质按一定规律不断进行新陈代谢,以实现生物体与外界环境的物质交换及自我更新与机体内环境的相对稳定。物质代谢中绝大多数化学反应实在细胞内优美催化而进行的。各种物质代谢之间有着广泛的联系,而且集体具有严密的调节控制能力,构成一个统一的整体。物质代谢的正常进行是生命过程所必需的,这一部分主要介绍糖代谢、脂类代谢、生物氧化、氨基酸代谢、核苷酸代谢、及各种物质代谢的联系与调节规律。

第四章糖代谢

要求:

掌握血糖浓度正常值、血糖的来源与去路、肝脏和激素对血糖的调节作用;掌握糖酵解的基本反应过程、限速酶、ATP的生成及糖酵解的生理意义;掌握糖有氧氧化的基本反应过程、限速酶、ATP的生成及生理意义;掌握糖原合成与分解的生理意义;掌握糖异生途径的限速酶、生理意义及乳酸循环概念;掌握关键酶及磷酸戊糖途径的生理意义;掌握糖耐量试验的意义。

熟悉糖原合成与分解的基本反应过程、限速酶;熟悉糖异生的概念及基本反应过程。提要:糖是体内重要的能源物质,也可以作为组成细胞的结构成分。食物中的糖类主要是淀粉,经消化作用水解为葡萄糖后被吸收。吸收后主要经门静脉入肝,一部分在肝细胞中合成糖原或转化为其它物质,其余则以血糖形式进入大循环供各组织利用。

一、血糖

血液中的葡萄糖即为血糖,是糖的运输形式。血糖浓度的相对恒定对保证组织器官,特别是大脑的正常生理活动具有重要意义,因为脑组织所需能量主要依靠血中葡萄糖的氧化分解供给。正常人空腹血糖浓度为70~110mg/dL(4.5~5.5mmol/L)。血糖

浓度的相对恒定依靠体内血糖的来源和去路之间的动态平衡来维持。

血糖的来源主要包括四方面,主要代谢去路包括五方面,而血糖浓度的相对恒定依赖于血糖来源与去路的平衡。肝脏可进行糖原合成、糖原分解和糖异生过程,是调节血糖浓度的最重要器官。肌糖原对血糖浓度也有一定调节作用,但不能直接调节血糖,需通过乳酸循环方可调节血糖浓度。葡萄糖在肌肉合成肌糖原,肌糖原分解产生大量乳酸,通过血液循环运送到肝脏,经糖异生作用转变为葡萄糖以补充血糖。该葡萄糖经血液循环又可被运送到肌肉合成肌糖原,上述过程称为乳酸循环。

血糖主要在神经、激素的调节下维持恒定。其中降低血糖的激素有胰岛素,升高血糖的激素有胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、生长激素。这些激素在不同环节上影响糖代谢,调节血糖代谢。

二、糖的分解代谢

糖在体内分解代谢主要通过糖酵解、有氧氧化及磷酸戊糖途径。

糖酵解是指葡萄糖或糖原经过一系列反应生成丙酮酸的过程。它在机体各组织中普遍存在。催化此代谢途径的酶存在于细胞胞液中。其中己糖激酶(在肝中为葡萄糖激酶)、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶是糖酵解过程的三个限速酶。糖酵解可产生少量能量:1分子葡萄糖经糖酵解净生成2分子ATP,糖原中的每1分子葡萄糖残基经糖酵解净生成3分子ATP,糖酵解的主要生理功用是在无氧条件下提供机体能量。

糖的有氧氧化是指葡萄糖或糖原在有氧条件下,彻底氧化成C02和H20,并产生大量能量。

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