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物化教案范文1
知识与技能
了解糖类分为：单糖、二糖、多糖；
了解葡萄糖和蔗糖的结构和性质，了解多糖淀粉和纤维素对人体的作用
掌握蛋白质的性质
过程和方法
通过实验巩固对葡萄糖性质和蛋白质的性质的认识；
通过学生的自主学习，培养学生的学习能力
情感态度和价值观
使学生意识到蛋白质与生命的关系，树立辩证唯物主义的生命观
教学重点
葡萄糖与新制氢氧化铜的试验及葡萄糖的性质。
蛋白质的性质
教学难点
蛋白质的性质
教学过程
[引入]糖类、油脂、蛋白质是人类的重要营养物质，是维持生命活动物质基础，也
是重要的工业原料。其中，糖类是一大类有机化合物。今天，我们就来学习糖类的知识。
[拓展]糖类是绿色植物光合作用的产物，是由碳氢氧三种元素组成的一大类有机化合
物，葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等都属于糖类。其组成大多可以用通式Cn(H2O)m表示，因此过去曾把它们成为碳水化合物。但是并不是所有的糖类都符合这个通式，符合其通式的也不一定是糖类，例如：甲醛（CH2O），鼠李糖（C6H12O5）
[质疑联想]在生物课中以学习蔗糖、淀粉、纤维素在一定条件下可水解，根据糖类水
解种类的多少可以把它糖分成单糖、二糖和多糖。下面我们重点讲述一种重要的单糖——葡萄糖。
[讲述板书]1.分子结构分子式:C6H12O6结构简式CH2OH(CHOH)4CHO从葡萄糖的结
构是可以看出，其分子中除-OH外还有一个特殊的原子团-CHO,这个原子团称为醛基，醛基
能被弱的氧化剂Cu(OH)2悬浊液与葡萄糖溶液，在酒精灯上加热之沸腾观察发生现象。
[讨论板书]2.化学性质
(1)还原性
[思考]葡萄糖这一性质有什么用途?
[讨论]在医学上应用—尿糖、血糖的检测。
[质疑]分析葡萄糖的结构式，推测他还有什么性质？
[讨论]具有与乙醇相似的性质，请学生写出葡萄糖与乙酸酯化的反应方程式。
（2）具有和乙醇相似的性质
[小结]可见葡萄糖是一种多羟基醛。
[过渡]糖类是生物体生命活动的主要能源物质，而食物中的绝大部分是多糖，接下来我们继续讨论淀粉和纤维素，淀粉和纤维素都属于天然高分子化合物。
[阅读讨论]阅读教材，分析图3-3-12，并思考人们长时间咀嚼馒头为什么会感到有甜
味？然后总结淀粉的性质。纤维素能不能像淀粉一样，被人体消化吸收呢？为什么我们每天必须摄入一定量富含纤维素的新鲜蔬菜呢？这是课下思考的问题。接下来研究在人体生命活动过程中不可缺少的，而且一切重要的生命现象和生理机能都离不开的物质。
[板书]蛋白质
[设问]有同学认为蛋白质存在于生物体内，这种说法对不对呢，为什么？
[板书]蛋白质的存在
[阅读理解并回答]阅读并思考教材85页“联想.质疑”等相关内容，回答蛋白质在自
然界中的存在以及在人体中的生理作用。
［质疑]既然蛋白质是生命的基础，那么你知道蛋白质是由哪些元素组成的？是有什么
物质构建而成的呢？
［板书］蛋白质的组成
［阅读归纳］蛋白质是一种非常复杂的化合物。从元素组成的角度看:含有C、H、O、N、S等元素。从分子的组成来看：蛋白质的相对分子质量很大，从几万到几千万，蛋白质属于天然高分子化合物。从分子的结构来看：蛋白质在酸碱或酶的作用下能发生水解，水解的最终产物是氨基酸。各种氨基酸在人体内从新合成所需的各种蛋白质，由此可见氨基酸是构建天然高分子化合物--蛋白质的基石。
[拓展]介绍几种氨基酸的结构简式
[过渡]蛋白质有什么样的性质呢？
[板书]蛋白质的性质
[活动探究]学生分组实验1
1.取5支试管编号(1～5),各加入2ml鸡蛋清溶液，向1号试管加入2ml蒸馏水,振荡后留作对比。
2.向2～4号试管中分别加入0.5ml的饱和（NH4)2SO4溶液、醋酸铅溶液、甲醛溶液，第5支试管在酒精灯上加热，振荡试管并观察现象。
3.向2～5号试管各加入2ml蒸馏水，振荡后再次与1号试管对照观察，填写实验记录。思考2号试管现象为什么和3、4、5不同，其实质是什么？
实验2向盛有3ml鸡蛋清溶液的试管里滴入几滴浓硝酸，观察发生的现象。
实验3把洗净的鸡蛋壳晾干后，去少量放在酒精灯上灼烧，问气味。
[交流讨论]2号试管有蛋白质析出，这个过程叫做盐析。加蒸馏水后蛋白质有溶解在
水里，并不影响蛋白质的生理活性，可见盐析是可逆的。2～4号试管有蛋白质凝结，
加水后不溶解，这种聚沉实不可逆的，这个过程叫做变性。如鸡蛋清溶液遇到浓硝酸
变黄，灼烧鸡蛋壳又烧焦羽毛的气味。
[板书]蛋白质的化学性质
（1）盐析—可逆过程—可分离提纯蛋白质
（2）变性不可逆过程
（3）颜色反应—可鉴别蛋白质
（4）灼烧时又烧焦羽毛的气味—可鉴别蛋白质
[过渡]由于蛋白质在一定情况下发生变性，丧失生理活性，因此在现实生活中对这一性质的运用也是很多。
[迁移运用]1.误服重金属盐立即采取什么措施?2.教材87页的迁移应用
[阅读总结]阅读蛋白质的用途并结合生活实际让学生谈谈蛋白质的用途。
随堂练习：
1．天然蛋白质的主要成分是（)
A.脂肪类物质B.变形的蛋白质
C.纤维素制品D.塑料制品
2．有关蛋白质叙述错误的是（）
A.蛋白质变腐后又臭鸡蛋气味时，说明该蛋白质含有硫元素
B.少量硫酸铵能促进蛋白质在水中的溶解
C.凡是蛋白质，都能与浓硝酸作用呈黄色
D.人体内各种组织不断的分解，最后主要生成尿素排出体外
3．能用于鉴别蛋白质、淀粉和肥皂溶液的一种试剂是（）
A.碘水B.氢氧化钠溶液C.浓硝酸D.硫酸镁溶液
物化教案范文2
端午节是我国的传统节日，今年开始定为全国法定假日，时间为6月7日――6月9日。在假期中，我们每一个同学都必须提高安全意识，学会自我保护。所以，今天，老师在这里一定要再三重申和提醒大家：安全是生命之水，文明是幸福之源！
在这里，老师要给大家提四点安全建议，希望大家不仅要记在脑子里，更要落实道行动上。
第
一、防溺水安全教育：防溺水事故是我们夏季在安全方面存在的最大隐患，因为每年在这个季节里我们的周围都会发生许许多多令人惨痛的事故和教训，并且这些教训往往是以生命的失去而作为代价的；而对于一个家庭来讲，孩子生命的失去往往就意味着一个幸福家庭的破裂甚至毁灭。在防溺水教育方面，我们学校是反复强调，一再重申，通过各种教育形式明确要求我们的同学要远离危险的水域，珍爱自己的健康和生命。我相信我们的同学会听从学校、老师和家长的教育教导，真正做到珍爱生命、远离危险。
第
二、交通安全：要遵守交通规则，严守交通法规。知道如何横穿马路，如何观察、避让车辆，如何乘坐车船等等。暑假期间，严禁学生乘坐“三无”车辆（包括面的、货车、拖拉机等）。禁止未满12周岁的学生骑车上路。
第
三、饮食卫生安全：夏季是各种传染病易发的季节，要做好各种传染病的防控工作，养成良好的卫生习惯。要学会讲究卫生，养成良好的卫生习惯，严防“病从口入”。注意饮食卫生，不吃腐烂变质的瓜果食物，防止食物中毒。虽然在假期里需要合理补充营养，但是也要防止暴饮暴食，少吃零食，少吃冷饮。利用这个假期，好好地调理自己的饮食，培养自己健康良好的的饮食习惯。
第
四、其他安全事项：不要到施工场地或危险房屋、桥梁、公路上游玩、逗留，捉迷藏，玩游戏。外出时应向家长交待去向以便于及时联系，未经家长同意不要私自外出、外宿和远游，不与陌生人随意交谈，不听信陌生人的花言巧语，不吃陌生人给的食物。独自在家时，不要给陌生人开门；路上不要理睬陌生人的搭讪。要把尊敬他人与提高警惕严格区分开来，学会明辨是非，机智对待陌生人。不要随便接触电源、电线和带电电器。正确利用网络学习，不痴迷上网、痴迷游戏，不去营业性的娱乐场所玩耍（包括网吧、游戏机房、歌舞厅等）。提高自我保护意识，远离网络危险！不要在走廊、楼梯上等处追逐打闹。
物化教案范文3
案例教学法，其最初的起源是在美国，而最初的应用领域，则是在法律、医学以及商业等学科的教学当中，并且也取得了明显成功。从那时开始，案例教学法就开始逐渐向世界各地传播，并且在多个教学领域当中都有着广泛运用。其被引入我国是在上个世纪八十年代中后期，现今案例教学法已经被认为是一种面向未来、代表未来的成功教学方法。首先，案例教学法是在教师的引导之下，根据相关课程，对教学大纲中的主要教学目标、实际要求等，有针对性地研究和调查，并且进行深入分析和思考，鼓励学生多多进行相关交流、合作、讨论等。通过这样的方式，再加上教师的正确引导，使得学生可以更加深刻地了解和领悟相关课程的知识重点，针对课程内容当中的难点，也可以有更加明晰的掌握，同时还可以提升学生分析问题以及解决问题的能力和技巧。生物化学主要研究对象是生物大分子结构、相关功能、代谢过程、基因表达以及变化、生物分子等。所以，针对现今的生物化学课程，很好地运用案例教学手段和方式，进行合理的提高，对于教学来讲是极为重要的。
案例教学法，其本质就是运用实际的案例进行教学，培养学生学习知识、运用知识的能力，改变了传统教学模式，使学习和技能的提升、合作研究等，形成一个整体。案例教学法的特点，主要有三个方面的内容：①其是一种讨论式、开放式以及启发式的教学手段，可以更加直观地将鲜活的案例资料引入到课堂当中，代替抽象并且枯燥的讲授，增强了学生的学习热情以及积极性。②其可以使学习环境发生质的变化，集合了教师以及学生的集体智慧，将知识单向传输有效地转变成为了每一个学生在学习过程中的多元化获取。③其体现出了以学生为主体的教学理念，更好地培养学生分析以及思维能力。
2案例教学法在生物化学教学当中的应用
2.1案例的设计以及选择案例选择需要保证其符合大纲教学内容和教学目标的要求，同时，在其设计的过程当中，还需要很好地遵循教学的目标和原则，达到借助案例来提升和培养学生能力的目的，并且在相关案例的学习过程当中，使学生能够更加清晰地了解到课程学习的重点和难点。此外，还需要注意案例的选择来源。首先，我们可以选择生物化学学科中典型的研究成果作为案例，不仅可以帮助学生掌握研究结果，更重要的是通过还原研究过程，使学生真正了解学科特点，提高学生分析解决问题的能力，如DNA双螺旋结构的构建、尿素生成的鸟氨酸循环等。其次，可以从临床或者文献报道中找寻案例，如通过糖尿病案例，可以帮助学生理解激素在糖代谢中的作用，了解糖、脂肪和酮体代谢的相互联系；通过肝性脑病案例，帮助学生了解氨的代谢过程和肝在氨代谢中的作用；还有胰腺炎和酶原的激活等。通过这些案例提高学生的学习兴趣，培养其综合运用知识的能力。
2.2案例教学的课前准备课前准备是案例教学法实施过程当中的重要内容，对于相关教学手段实施来讲，有着关键性意义。首先，在教学过程当中，使学生能够了解到案例教学法，针对教学的是实际内容以及教学的目标等，进行明确，并且提前将相关案例布置给学生，进而使学生能够围绕着案例展开探讨，并且有效预习相关内容，查阅相关资料，形成一个初始观点。在其中，教师要充分发挥自身的引导作用，很好地对学生进行指导。
2.3案例教学的课堂实施案例教学法的实施，可以借助多媒体等手段来对案例进行更加全面、直观以及充分的表达和展示，同时，可以将学生划分为多个组，利用相关案例来进行系列性工作。具体实施中有以下几个方面的重点内容：①初始讨论阶段，需要很好地引导学生进行案例分析和资料文献查阅，使其能够独立解决相关问题。再进一步形成初始观点，针对生物化学当中的相关问题，形成自己的见解。②疑难解答，需要很好地集中观点，各抒己见，进行综合性讨论和分析，教师在其中还需要注意进行充分引导。③具体问题的解决，针对一些重要难点，教师可以鼓励学生结合相关书本知识以及生物化学相关资料，来发表自己的见解；同时，教师还需要做总结性的论述，使学生更加巩固基础知识，并且培养和提升了分析问题、思考问题、解决问题的能力。
物化教案范文4
教学目标
知识目标
1．认识升华现象，知道升华吸热
2．认识凝华现象，知道凝华放热
能力目标
观察实验，认识物体变化，形成初步的观察、实验能力
情感目标
了解物理知识对提高人民生活和促进科技发展的重要作用，培养学习物理的兴趣
教学建议
教材分析
教材给出了升华和凝华的定义，并用实验引入课题，学生观察碘升华的实验，分析实验，
说明碘没有变成液态，而是直接变成了气态．
教材联系实际分析了一些自然现象，说明哪些是属于升华和凝华现象，对于升华需要吸热，凝华需要放热也是联系实际分析的，并分析了在实际生产和生活中的应用．
教法建议
本节教学要注重联系实际的学习，注重观察和实验的教学，在引出课题时，由于有了很多物态变化的知识，所以可以直接得出升华和凝华的定义．
碘的升华实验，要学生注意观察现象，看出碘没有变成液体而是直接变成了气体，而停止加热后，碘的蒸汽有附着在容器壁上，形成了碘蒸汽的凝华．可以提出一些观察的问题，
学生边观察边思考．
升华和凝华的吸热，一定要联系实际，先要知道哪些现象是升华和凝华现象，再注意联系实际分析实际生产和生活中是如何应用的．
教学设计方案
升华和凝华
【课题】升华和凝华
【重难点分析】识别生产和生活中的物态变化是本节的主要内容，也是通过这个培养学生的分析能力和判断能力．要弄清开始的状态和最终的状态，再根据物态变化的定义来判断是属于何种物态变化．
【教学过程分析】
一．引入课题
由于具有相当的物态变化的知识，所以可以直接引出升华和凝华的定义，也可以画出物态变化的图解，学生思考有固态直接变成气态和由气态直接变成固态的过程是存在的，再给出升华和凝华的定义，并根据所学的知识，直接从图解中看出升华吸热而凝华放热．
二．实验：碘的升华和凝华
方法1、教师实验，注意在实验过程中要解释清楚碘是从固态直接变成气态，这是升华现象，可以学生思考由固态变成液态可能的途径，学生根据原来学到的知识，会想到从固态变成液态，即熔化，再由液态变成气态，即汽化，而本实验碘的升华是由固态直接变成的气态，这里直接两字是教学的重点．
方法2、对于基础较好的班级，可以学生观察实验，教师提出思考问题，学生带问题观察，参考问题有：碘的升华实验看到了什么现象，固态的碘成为气态的碘可以有什么方法，实验中是如何实现的，碘的升华是吸热还是放热，碘蒸汽的凝华是如何发生的，为什么．
三．吸热和放热的情况
方法1、分析一些实例，说明哪些属于升华和凝华的现象，在生产和生活中是如何应用的，要注重分析的过程，在分析了一些现象后，要联系实际说明是如何应用的．
方法2、可以用实验探究的方法实现，提供学生一些有关的课题，学生设计实验的方法，并实施实验，得出一些结论．
【板书设计】
第七节升华和凝华
一．升华和凝华
1．升华：物质由固态直接变成气态的过程叫做升华
2．凝华：物质由气态直接变成固态的过程叫做凝华
二．一些现象
1．升华和凝华的现象
2．物态变化的分析
三．升华要吸热，凝华要放热
探究活动
实验探究：自然现象中的物态变化
【课题】调查自然界的一些现象属于哪种物态变化
【组织形式】学生活动小组
【活动流程】提出问题；猜想与假设；制订计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评估；交流与合作。
【参考方案】思考常见的物态变化，看看属于哪种物态变化；查阅世界各地的特殊的天气状况，并试图分析其原因。
物化教案范文5
教学目标：认识天竺葵、桅子花、月季等校园内常见的植物。
教学重点：增强热爱大自然、保护大自然的情感。
教学难点： 引起兴趣。
教学安排： 一课时
第一课时
教学内容：认识常见植物
教学时间：
教学过程：
一、认识过程 ：区分生物与非生物
1、观察有山、水、虫、鸟、树、石头的多媒体画面，欣赏与画面协调的音乐，请廖悦描绘所看到的大自然，并回答所看到的画面中哪些物体是生物，哪些物体是非生物。
2、 观察绚丽多彩的大自然挂图，说出其中的生物与非生物。
3、实地观察校园内和家里的常见的绿色植物，拿出自带的植物。
观察盆栽花卉、西红柿、黄瓜等。
二、思考过程
1. 我们留意了这么多生命现象，相信你们一定会利用这些生物的特征去判断一个物体是否是生物了吧。我们来练习一下。教师打出图片，让学生指出图中钟乳石、珊瑚和珊瑚虫，哪个是生物，为什么？
鼓励该生多表达自己的思想。
2.今天我们接触到这么多的小生命，看到它们的生命现象，你还认为路旁的一棵树，道边的一朵花，都是那么微不足道吗？那么我们应该怎样去对待那些具有生命的物体呢？
教学反思：
物化教案范文6
二、教学目的
1.组成生物体的水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸这几种化合物的化学元素组成、在细胞内的存在形式和重要的功能(C：理解)。
2.组成生物体的无机化合物和有机化合物是生命活动的基础(C：理解)。
3.各种化合物只有按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象(A：知道)。
三、重点和难点
1.教学重点
组成生物体的无机化合物和有机化合物的化学元素组成，各种化合物在细胞中的存在形式和重要功能。
2.教学难点
(1)蛋白质的化学元素组成、相对分子质量、基本组成单位、分子结构和主要功能。
(2)核酸的化学元素组成、相对分子质量、基本组成单位和重要功能。
四、教学建议
本节的教学内容较多而时间又较紧，教师要注意合理分配时间，突出重点和难点。建议教师对水、无机盐、糖类和脂质的内容安排1课时，蛋白质和核酸的内容安排1课时，学生实验用1课时。
在本节教学的开始，教师可以利用教材中讲到的细胞内各种化合物的含量表，从整体上概括出构成细胞的化合物；指出生命的物质基础，是以蛋白质和核酸为主体的多分子体系。，全国公务员共同天地
在讲授无机化合物水时，可以从水在细胞、组织中两种存在形式的分析入手，引出水的作用。引导学生理解水的含量与生命活动的状态密切相关。在讲述水时，要注意渗透出两种形式的水存在着动态转化，不能截然分开。如果能恰当地运用生活常识，说明水的存在状态和作用，将会更吸引学生，使学生加深对水的认识。
关于无机盐的教学，可以从学生已知的知识中提出问题，通过简明的分析，使学生懂得无机盐的存在形式和作用。例如，为什么在观察动物和人的细胞时，要用一定浓度的生理盐水?为什么长期缺乏铁会出现缺铁性贫血?从这些问题的分析过程中，归纳出无机盐对维持细胞形态、参与重要的物质组成等作用。
关于糖类的教学，应该尽量联系学生生活中经常接触的糖类物质，提高学生的学习兴趣，增加感性认识。在本节教学中，要注意适当突出后边将要应用的糖类知识，这样可以为进一步的学习打下知识基础。通过讲述糖类的水解作用，使学生理解单糖、二糖、多糖三者的区别和联系。关于糖类的作用，既要突出它是生命系统赖以维持的主要能源物质，又要点出它是细胞许多结构中不可缺少的成分。
关于脂质的教学，似乎可以渗透储存脂质(脂肪)、结构脂质(磷脂等类脂)、功能脂质(固醇)的提法，这样有利于学生对不同脂质的作用特点的理解。在学生条件较好的学校，可以分析一下磷脂分子的特点，为学习细胞膜的结构打下基础。
蛋白质的内容是本节教学的重点和难点。教师在讲述蛋白质的组成和结构时，可以按照以下教学思路来设计教学过程：①通过列举水、葡萄糖、几种蛋白质的相对分子量，使学生认识到蛋白质属于生物大分子；②指出对生物大分子结构的研究，常采取分层次认识的方法；③对蛋白质的组成和结构的教学，可从有关元素、基本单位──氨基酸、肽、肽链间的结合和卷曲、折叠而成的空间结构等几个层次逐步深入。
在讲述氨基酸时，可以从甲烷、乙酸、甘氨酸渐渐引入。随着羧基(－COOH)、氨基(－NH2)的出现，指出它们的化学特性。在认识了甘氨酸的基础上，再进一步变换R基，认识几种其他氨基酸。最后，归纳总结出氨基酸的共同点和区别。
在讲述肽时，要注意讲清缩合、肽键、二肽、多肽和肽链的概念。要指出每种多肽都具有特定的氨基酸种类、数目和排列顺序，这种特点决定着肽链的空间结构，从而为学生理解多肽间的区别和蛋白质的多样性打下基础。
对于蛋白质的空间结构，教师不必详细讲述，可以让学生通过对教材中某种胰岛素空间结构示意图的观察，了解蛋白质具有一定的空间结构就可以了。但是应该对学生指出，蛋白质的生理作用依赖于自身特定的空间结构。
在讲述蛋白质的功能时，应该注意从列举典型的、易于理解的例子中，概括出蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要成分和在生命活动中发挥的重要作用。
另外，关于蛋白质结构内容的教学，要充分利用剪贴图、投影片和教材中的示意图，来帮助学生理解动态的、抽象的知识内容。
关于核酸的教学，要注意处理好与《遗传与变异》一章有关内容的联系。本节对核酸化学元素的组成和基本组成单位的认识，可以从介绍分析生物大分子的方法入手，使学生初步了解核酸分子的元素组成、基本单位──核苷酸和多核苷酸链。应指出DNA和RNA两类核酸在组成上的区别和DNA的主要作用。
在本章的最后，教师要强调说明，任何一种化合物或几种化合物的混合都不能完成生命活动。细胞内的各种化合物必须按照一定的方式组成特定的结构，才能在生命活动中发挥作用。
五、参考答案
复习题一、③，①，④，②。
二、1.(A)；2.(A)；3.(D)。
三、1.因为这两种蛋白质的分子结构不同(即氨基酸的种类不同，排列次序不同，空间结构不同)，所以它们的功能也不相同。
2.细胞内的各种化合物必须按照一定方式组成特定的结构，才能在生命活动中发挥作用。
旁栏思考题老年人容易发生骨折是因为随着年龄的增长，机体代谢发生变化而导致骨质疏松造成的。骨质疏松主要是缺少了骨的重要成分碳酸钙。
临床上医生给病人点滴输入葡萄糖液，可以起到给病人提供水、营养和增加能量的作用。因为葡萄糖氧化分解时释放大量的能量，可以供给病人生命活动的需要，有利于早日康复。此外，细胞中水的含量最多。病人维持各项生命活动，绝对不能缺少水。
实验讨论题实验一1.某些化学试剂与生物组织中的有关有机化合物发生一定的化学作用后，能够生成新的化学物质，而这种化学物质是有固定的颜色的。根据实验中所产生的特定的颜色反应，如砖红色、橘黄（或红）色、紫色，可以分别鉴定生物组织中有糖、脂肪、蛋白质的存在。
六、参考资料
细胞的化学组成细胞中各种化合物的平均值如下表(表1-1)：
表1-1细胞中各种化合物的平均值
化合物
质量分数%
平均相对
分子质量
种类
水
85.0
1.8×10
游离形式的水和结合形式的水
蛋白质
10.0
3.6×104
清蛋白、球蛋白、组蛋白、白等
DNA
0.4
1.0×106
RNA
0.7
4.0×105
脂质
2.0
7.0×102
脂肪、磷脂等
糖类及其
他有机物
0.4
2.5×102
单糖、二糖、多糖等
其他
无机物
1.5
5.5×10
Na+、K+、Ca2+、Mg2+、
Cl-、SO42-、PO43-等
在组成细胞的各种化合物中，水是含量最多的物质，是生命活动的最重要的介质。地球表面出现了液态水时，才具备了生命发生的条件。但是，只有当原始地球的物质经过漫长的演变，出现了原始的核酸和蛋白质并且组合在一起，表现出原始的新陈代谢时，才开始出现原始的生命现象，产生了原始的生命。恩格斯早在一百多年前就已提出“生命是蛋白体的存在方式”。现代生物科学认为，承担生命的“蛋白体”主要是核酸和蛋白质的整合体系。因此说，细胞的主要成分是蛋白质和核酸。
水在生物体和细胞内的存在状态
1.结合水吸附和结合在有机固体物质上的水，主要依靠氢键与蛋白质的极性基(羧基和氨基)相结合形成亲水胶体。多糖、磷脂也以亲水胶体形式存在。这部分水不能蒸发、不能析离，失去了流动性和溶解性，是生物体的构成物。
2.自由水填充在有机固体颗粒之间的水分，可流动、易蒸发，加压力后可析离，是可以参与物质代谢过程的水。
水在生物体内的作用水是生命存在的环境条件，同时也是生活物质本身化学反应所必需的成分。水对于维持生物体的正常生理活动有着重要的意义，因此水是生物体内不能缺少的物质。
1.水是细胞内的良好溶剂生物体内的大部分无机物及一些有机物，都能溶解于水。水是物质扩散的介质，也是酶活动的介质。细胞内的各种代谢过程，如营养物质的吸收，代谢废物的排出，以及一切生物化学反应等，都必须在水溶液中进行。
2.水的其他作用①由于水分子的极性强，能使溶解于其中的许多种物质解离成离子，这样也就有利于体内化学反应的进行。②由于水溶液的流动性大，水在生物体内还起到运输物质的作用，将吸收来的营养物质运输到各个组织中去，并将组织中产生的废物运输到排泄器官，排出体外。③水的热容大，1g水从15℃上升到16℃时需要4.18J热量，比同量其他液体所需要的热量多，因而水能吸收较多的热而本身温度的升高并不多。水的蒸发热较大，1g水在37℃时完全蒸发需要吸热2.40kJ，所以人蒸发少量的汗就能散发大量的热。再加上水的流动性大，能随血液循环迅速分布全身，因此水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。④水还有作用。⑤对植物来说，水能保持植物的固有姿态。由于植物的液泡里含有大量的水分，因而可以维持植物细胞的形态而使枝立，便于接受阳光和交换气体，保证正常的生长发育。⑥对生物体的生命活动起重要的调控作用。生物体内水含量的多少以及水的存在状态的改变，都影响着新陈代谢的进行。一般情况下，生物体内的含水量在70%以上时代谢活跃；含水量降低，则代谢不活跃或进入休眠状态。当自由水比例增加时，生物体的代谢活跃，生长迅速；而当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。
无机盐无机盐在细胞中的含量虽然不多，却是生命活动所必需的。如果将一块组织放在蒸馏水中，从细胞中去掉盐类，该组织就会死亡。许多无机盐在细胞中呈离子状态存在。无机盐在生物体和细胞中的作用主要有以下几点。
1.是构成细胞或构成生物体某些结构的重要成分。
2.参与并调节生物体的代谢活动。有些无机离子是酶、激素或维生素的重要成分。例如，含锌的酶最多，已知有70多种酶的活性与锌有关；钴(Co)是维生素B12的必要成分，参与核酸的合成过程；铁(Fe)参与组成血红蛋白、细胞色素等，参与氧的运输和呼吸作用中的电子传递过程等。
3.维持生物体内的平衡。体内平衡是使细胞具有稳定的结构和功能，使生物能维持正常的代谢和生理活动的必要条件。有关体内平衡的内容很复杂，情况多变。其中的3个主要方面与无机盐含量的稳定密切相关。
(1)渗透压平衡：细胞内外的无机盐的含量是维持细胞渗透压的重要因素。
(2)酸度平衡(即pH平衡)：pH调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响着细胞组成物的所有特性以及在细胞内发生的一切反应。例如，各种蛋白质对于pH的改变非常敏感，人体血浆pH降低0.5时，人就立即发生酸中毒。无机离子如HPO42-／H2PO4-和H2CO3／HCO3-等，组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。
(3)离子平衡：动物细胞内外的Na+／K+／Ca2+的比例是相对稳定的。细胞膜外Na+高、K+低，细胞膜内K+高、Na+低。K+、Na+这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞保持反应性能的重要条件。此外，在细胞膜外Na+多、Ca2+少时，神经细胞就会失去稳定性，对于外来刺激就会过于敏感。
糖类的分布和功能糖类是生物体的主要能源物质和重要的组成成分，在自然界中分布极广，几乎所有的动物、植物、微生物的体内都有它，尤以存在于植物体内的为最多，约占植物体干重的80%。在植物体内，构成根、茎、叶骨架的主要成分是纤维素多糖。在植物种子或果实里的主要储存物质，如淀粉、蔗糖、葡萄糖、果糖等都属于糖类。在动物血液中的血细胞内，也有葡萄糖或由葡萄糖等单糖缩合成的多糖存在，在肝脏、肌肉里的多糖是糖元。人和动物的组织器官中所含的糖类，不超过身体干重的2%。微生物体内的含糖量约占身体干重的10%～13%，其中有的呈游离状态，有的与蛋白质、脂肪结合成复杂的物质，这些物质一般存在于细胞壁、黏液或荚膜中，也有的形成糖元或类似淀粉的多糖存在于细胞质中。
糖类的功能有以下几点。(1)糖类是生物体的主要能源和碳源物质：糖类物质可以通过分解而放出能量，这是生命活动所必需的。糖类还可以在生物体内转化成其他化合物(如某些氨基酸、核苷酸、脂肪酸等)，并提供碳原子和碳链骨架，是构成组织和细胞的成分。(2)糖类与生物体的结构有关：纤维素和壳多糖都不溶于水，有平坦伸展的带状构象，并且堆砌得很紧密，所以它们彼此之间的作用力很强，适于作强韧的结构材料。纤维素是植物细胞壁的主要成分。壳多糖是昆虫等生物体外壳的主要成分。细菌的细胞壁由刚性的肽聚糖组成，它们保护着细胞膜免受机械力和渗透作用的损伤。细菌的细胞壁还使细菌具有特定的形状。(3)糖类是储藏的养料：糖类以颗粒状态储存于细胞质中，如植物的淀粉、动物肝脏和肌肉中的糖元。(4)糖类是细胞通讯识别作用的基础：细胞表面可以识别其他细胞或分子，并接受它们携带的信息，同时细胞也通过表面上的一些大分子来表现其本身的活性。细胞与细胞之间的相互作用，是通过一些细胞表面复合糖类中的糖和与其互补的大分子来完成的。(5)糖类具有保护作用：黏膜分泌的黏液中有黏稠的黏多糖，可以保护的表面。关节腔的滑液就是透明质酸经过大量水化而形成的黏液。
磷脂和糖脂磷脂是构成生物膜的主要成分。它广泛分布在动植物组织中。磷脂在动物体内多存在于脑和神经组织中，在心脏和肝脏中的含量也不少；植物的种子中含磷脂也比较多，如大豆种子的磷脂达2%。磷脂大多不溶于丙酮，不溶于水，但像亲水胶体一样，能在水中膨胀并形成乳状液或胶体溶液。磷脂的种类很多，有卵磷脂、脑磷脂、神经磷脂等。
卵磷脂又称蛋黄素，大量存在于各种动物的组织和器官中，尤其在蛋黄、脑、肾上腺、红细胞中的含量较多。蛋黄中卵磷脂的含量可达8%～10%。许多种种子，如大豆、向日葵的种子也含有卵磷脂。
糖脂是一类具有一般脂质溶解性质的含糖脂质，包括脑糖脂、神经节糖脂、甘油醇糖脂等。
磷脂和糖脂都是构成生物膜的磷脂双分子层结构的基本物质，也是某些生物大分子化合物(如脂蛋白和脂多糖)的组成成分。
类固醇和固醇类固醇又称“甾族化合物”，是环戊烷多氢菲类化合物的总称，一般具有重要的生理作用，在自然界广泛分布，也有人工合成的。类固醇的主要种类和分布情况如下。
1.自然界存在的
(1)固醇类。固醇又称“甾醇”，是含羟基的环戊烷骈全氢菲类化合物的总称，以游离状态或同脂肪酸结合成酯的状态存在于生物体内，最重要的有胆固醇、豆固醇和麦角固醇(表1-2)。
表1-2固醇的主要种类和分布情况
类别
固醇名称
分布
动物固醇
胆固醇
脊椎动物体内
7-脱氢胆固醇
皮肤和毛发内
粪固醇
动物粪便中
植物固醇
麦固醇
麦芽中
豆固醇
大豆中
谷固醇
高等植物中分布很广
酵母固醇
麦角固醇
麦角、酵母菌和毒菌内
(2)固醇衍生物。常见的有：强心苷，如洋地黄毒素，存在于洋地黄植物的叶中，是一种强心药；蟾毒素，是蟾蜍分泌的毒素，可作药用；胆酸、胆汁酸组成的胆汁；肾上腺皮质激素、昆虫的蜕皮激素、性激素(包括雌激素、孕激素和雄激素等)，能调节动物和人体的新陈代谢及生殖、发育等生理活动。此外，维生素D有利于机体对钙、磷的吸收。肾上腺皮质激素、胆酸、性激素、维生素D等物质，在人体内都可以由胆固醇转化而来。
2.人工合成的类固醇药物如抗炎剂、促蛋白合成类固醇、口服避孕药等。
氨基酸的R基团每个氨基酸都有一个R基，R基也叫侧链基团，不同氨基酸的R基是不同的。例如，甘氨酸的R基只是一个氢原子；有些氨基酸的R基属于烃基；有些则含有某种官能团，如羟基(—OH)、巯基(—SH)、氨基(—NH2)、羧基(—COOH)等。
根据氨基酸所连接的R基化学结构的不同，可以将氨基酸分成脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸、杂环亚氨基酸四大类。
甘氨酸惟一不含有不对称碳原子的最简单的非必需氨基酸。广泛存在于蛋白质中。
丙氨酸即L-α-氨基丙酸。一种属于丙酮酸代谢体系的非必需氨基酸。
蛋白质分子的结构通常将蛋白质的结构分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构(图1-1)。
图1-1蛋白质分子的一、二、三、四级结构示意图
1.蛋白质的一级结构：又称为初级结构或化学结构，是指蛋白质分子中，由肽键连接起来的各种氨基酸的排列顺序。目前可以运用氨基酸自动分析仪和氨基酸顺序自动分析仪，对蛋白质的一级结构进行测定。
2.蛋白质的二级结构：蛋白质的二级结构是指蛋白质分子中多肽链本身的折叠方式。近些年来，通过研究知道，蛋白质分子的多肽链本身一般不是全部以松散的线形分子状态存在于生物体内的，而是部分卷曲、盘旋成螺旋状(一般呈所谓α螺旋)，或折叠成片层状(又称β折叠)，或呈β回折(发夹回折、U形转折)，或呈无规则卷曲。蛋白质的二级结构主要依靠氢键来维持结构的稳定性。
3.蛋白质的三级结构：具有二级结构的肽链，按照一定方式进一步卷曲、盘绕、折叠成一种看来很不规则，而实际上有一定规律性的三维空间结构，叫做三级结构。这些肽链所以会卷曲、盘绕、折叠，主要是因为肽链的侧链之间的相互作用。
4.蛋白质的四级结构：具有三级结构的蛋白质分子，通过一些非共价键结合起来，而成为具有生物功能的蛋白质大分子，就是蛋白质的四级结构。构成蛋白质功能单位的每条肽链，称为亚基。亚基虽然只具有二、三级结构，但是在单独存在时并没有生物活力，只有完整的四级结构才具有生物活力。例如，磷酸化酶是由2个亚基构成的，马血红蛋白是由4个不同的亚基(2个α肽链，2个β肽链)构成的，谷氨酸脱氢酶是由6个相同的亚基构成的。
有些蛋白质分子只有一、二、三级结构，并无四级结构，如肌红蛋白、细胞色素c、核糖核酸酶、溶菌酶等。另一些蛋白质则一、二、三、四级结构同时存在，如血红蛋白、谷氨酸脱氢酶等。
调节生理活动的许多激素是蛋白质从化学本质上看，人和动物的激素可以分为4类：①氨基酸衍生物激素(如甲状腺激素、肾上腺素、血清血管收缩素)；②肽和蛋白质类激素(如脑垂体激素、胰岛素、甲状旁腺素、生长素和促肾上腺皮质激素)；③类固醇激素(如肾上腺皮质激素、性激素)；④脂肪酸衍生物激素(如前列腺素)。
肽和蛋白质类激素，包括许多种激素。下面重点介绍胰岛素、生长素和促肾上腺皮质激素。
1.胰岛素：胰岛素是胰腺内的胰岛β细胞，全国公务员共同天地所产生的一种激素。胰岛素是一种相对分子质量较小的蛋白质，在有锌和其他金属离子存在时，胰岛素分子可以围绕这些离子形成聚合体。在调节糖类、脂肪和蛋白质的代谢中具有十分重要的作用。
