高中生物有機化合物的教案
一、碳化合物
1.有機化合物的概念：指除一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽等以外的幾乎所有含碳化合物。
2.核心元素：碳是所有生命系統中的核心元素。
（1）碳原子結構：一個碳原子由6個質子、6個中子和6個電子構成。
（2）碳原子形成的化學鍵：與氫、氧、氮及硫等形成共價鍵，碳原子之間以單鍵、雙鍵或三鍵相結合，形成不同長度的鏈或環狀結構，這些結構稱為有機物的碳骨架。
3.有機化合物：4大類：糖類、脂質、蛋白質和核酸。
二、有機化合物
1.糖類的種類和功能
（1）組成元素：糖類由C、H、O三種元素組成。
（2）結構單元：單糖。
（3）種類：糖類包括單糖、二糖和多糖等。
（4）功能：糖類是生物體維持生命活動的主要能源，也是生物體重要的結構物質。
趣味思考:某人患急性腸胃炎，不能進食，醫生用5%的葡萄糖溶液進行靜脈注射，病人雖未進食，但是不感到饑餓，為什么？
提示:葡萄糖是生命活動的主要能源，靜脈注射5%的葡萄糖溶液，實際是為病人補充能源物質，所以病人雖未進食，并不感到饑餓。
2.脂質的種類和功能
（1）組成元素：主要由C、H、O三種元素組成。氧原子含量較糖類中的少。
（2）結構單元：甘油和脂肪酸。
（3）種類和功能
①磷脂：磷脂是構成生物膜的重要物質。
②脂肪：貯能物質。
③膽固醇在細胞中具有重要功能。
趣味思考:我們每天坐在凳子上，能夠輕松愉快地上完每一個45分鐘，并不感到臀部肌肉疼痛，你知道是什么原因嗎？
提示:是因為臀部有很多脂肪，脂肪有緩沖機械壓力的作用。
3.蛋白質的結構和功能
（1）組成元素：C、H、O、N，大部分蛋白質含S。
（2）基本單位：氨基酸。
①通式：
②共性：都有一個氨基和羧基連在同一個碳原子上。
③種類：由R基決定。
④連接：肽鍵：通過兩個氨基酸的脫水縮合形成。
（3）結構：由許多氨基酸通過肽鍵連接成肽鏈，一條或多條肽鏈通過一定的化學鍵連接成蛋白質。
（4）特點：由于組成蛋白質分子的氨基酸和種類、數目、排列順序不同，以及構成蛋白質的多肽鏈的數目和空間結構差異，蛋白質分子具有多樣性。
（5）功能：催化、運輸（如載體）、收縮和運動、有機體結構、防御（如抗體）等。
趣味思考:人體細胞呼吸作用時刻需要氧氣的供應，你知道是什么物質源源不斷地運輸氧氣到組織細胞嗎？它存在于什么細胞中？
提示:血紅蛋白，它存在于人體的紅細胞中。
4.核酸的結構和功能
（1）種類：核酸可以分為核糖核酸和脫氧核糖核酸兩類。
（2）功能：儲存遺傳信息，決定細胞和整個生物體的遺傳特性。
趣味思考:你家養的大貓生了兩只小貓，為什么沒有生小豬？
提示:小貓和大貓的核酸相同。生物的遺傳由核酸控制。大貓的核酸攜帶的遺傳信息是控制貓性狀的。
5.鑒定生物組織中的糖類
（1）鑒定淀粉
①實驗原理：淀粉＋碘—碘化鉀→變藍。
②實驗步驟：取2 mL淀粉上清液，放入5滴碘—碘化鉀溶液。
③實驗結果：溶液變藍。
（2）鑒定（葡萄糖）還原糖
①實驗原理：還原糖＋本尼迪特試劑 磚紅色沉淀。
②實驗步驟：取2 mL葡萄糖溶液加入試管→加入2 mL本尼迪特試劑，振蕩試管→熱水浴2～3 min觀察顏色變化情況。
③實驗結果：磚紅色沉淀。
6.檢測生物組織中的油脂
（1）實驗原理：蘇丹Ⅲ＋油脂→出現橙黃色。
（2）實驗步驟：切片→染色→制片→用顯微鏡觀察。
7.蛋白質的鑒定
（1）實驗原理：蛋白質＋雙縮脲試劑→紫色。
（2）實驗步驟：取2 mL蛋白質溶液加入試管→向試管中先加入2 mL的雙縮脲試劑溶液A→再向試管中加入5滴雙縮脲試劑溶液B→觀察試管顏色變化。
（3）實驗結果：出現紫色。
8.檢測細胞中的DNA和RNA
（1）原理：①DNA主要分布于細胞核，RNA主要分布于細胞質。
②甲基綠使細胞核中的DNA呈現藍綠色，派洛寧使細胞質中RNA呈現紅色。
（2）實驗步驟：涂片→水解→漂洗→染色→觀察。
核心解讀
1．注意各種能源物質的區分
（1）糖類的種類和功能
種類 分子式 分布 生理功能
單糖ks5u 五碳糖 核糖[高考資源網] C5H10O5 動植物細胞 五碳糖是構成核酸的重要物質
脫氧核糖 C5H10O4
六碳糖 葡
萄
糖 C6H12O6 五碳糖是構成核酸的重要物質
二糖 蔗糖 C12H22O11 植物細胞 能水解成葡萄糖
麥芽糖
乳糖 動物細胞
多糖 淀粉 （C6H10O5）n 植物細胞 淀粉是植物細胞中儲存能量的物質
纖維素 纖維素是細胞壁的主要成分
糖元 植物細胞 糖元是動物細胞中儲存能量的物質
（2）脂質
種類 生理功能 元素組成
脂肪 儲能、保溫、緩沖機械壓力 C、H、O
磷脂 構建生物膜 C、H、O、N、P
固
醇 膽固醇 細胞膜的重要成分 C、H、O
性激素 促進性腺的發育和性細胞的生成和正常的性周期 C、H、O
維生素D 促進人體對鈣、磷的吸收和利用 C、H、O
規律總結
①動植物共有的糖是葡萄糖、核糖和脫氧核糖。
②植物特有的糖是果糖、麥芽糖、淀粉和纖維素。
③動物特有的糖是乳糖和糖元。
④動植物共有的貯能物質是脂肪，植物特有的貯能物質是淀粉，動物特有的貯能物質是糖元。
⑤含H多的有機物細胞呼吸時產生的H多，耗氧多，產生的能量多，產生的水多。
2.氨基酸、肽鍵和肽鏈的分子結構特點
（1）氨基酸
每個氨基酸分子都具有中心碳原子，至少都有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在該碳原子上。注意理解“至少”的含義，比如當R基含有氨基和羧基時，這個氨基酸分子就不止有一個氨基和羧基了，同時還要注意氨基酸分子中都有一個氨基和羧基直接連在同一個碳原子上。
規律總結
決定氨基酸種類和性質的是氨基酸的R基。
（2）肽鍵：連接兩個氨基酸分子的那個鍵（—CO—NH—）叫肽鍵。
（3）多肽
①由多個氨基酸分子縮合而成的含有多個肽鍵的化合物，因其呈鏈狀，也稱肽鏈。
②注意區分肽、肽鍵和肽鏈：肽鍵是肽的連接結構，而肽鏈是肽的一種形式。
規律總結
①氨基酸間脫水縮合時，原來的氨基和羧基已不存在，形成的化合物即多肽的一端只有一個氨基，另一端只有一個羧基（不計R基上的氨基數和羧基數）。所以對于一條多肽來說，至少應有的氨基和羧基數都是一個。
②若有n個氨基酸分子縮合成m條肽鏈，則可形成（n－m）個肽鍵，脫去（n－m）個水分子，至少有—NH2和—COOH各m個。
③蛋白質分子可以含有一條或m條肽鏈，肽鏈通過化學鍵（不是肽鍵）互相連接，具有不同的空間結構。
④關于蛋白質相對分子質量的計算：n個氨基酸形成m條肽鏈，每個氨基酸的平均相對分子質量為a，那么由此形成的蛋白質的相對分子質量為：na－（n－m）18（其中n－m為失去的水分子數，18為水的相對分子質量）。
3.蛋白質結構層次
規律總結
①結構多樣性的原因：氨基酸的種類、數量、排列順序不同以及肽鏈的空間結構不同。
②蛋白質的種類：因功能不同蛋白質分為兩大類：結構蛋白和分泌蛋白。
③蛋白質的性質：鹽析：可逆。變性：不可逆。
④鑒定：雙縮脲試劑反應呈紫色。
⑤意義：生命活動的承擔者，生物性狀的體現者。
4.有關肽鍵的計算
規律總結
①鏈狀肽有如下的對應關系：
氨基酸 肽鍵數 脫去水分子數 氨基 羧基
一條肽鏈 M m-1 m-1 至少1個 至少1個
n條肽鏈 m m-n m-n 至少n個 至少n個
②環狀肽：肽鍵數＝脫去水分子數＝氨基酸數。環狀肽主鏈中無氨基和羧基，環狀肽中氨基或羧基數取決于構成環狀肽氨基酸R基團中的.氨基和羧基的數目。
題例領悟
題型一 糖類的種類
【例題1】 （2008上海高考，5）下列糖類中屬于單糖的是（ ）
A.蔗糖 B.核糖 C.糖元 D.淀粉
解析：蔗糖為二糖，糖元和淀粉都為多糖，核糖為單糖。
答案：B
反思感悟
單糖是不能水解的糖，是組成二糖、多糖的單體。二糖、多糖作為能源物質用于生命活動時必須水解成單糖。重要的單糖有五碳糖和六碳糖，五碳糖有核糖和脫氧核糖，六碳糖有葡萄糖和果糖。
題型二 蛋白質分子的計算
【例題2】（2008上海高考，15）現有氨基酸800個，其中氨基總數為810個，羧基總數為808個，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質共有肽鍵、氨基和羧基的數目依次分別為（ ）
A.798、2和2 B.798、12和10
C.799、1和1 D.799、11和9
解析：有氨基酸800個，氨基總數810個，羧基總數808個，說明R基團中含有氨基10個，羧基8個，它們不參與肽鍵的形成；肽鍵數＝氨基酸總數-肽鏈條數＝800－2＝798，氨基數＝肽鏈條＋R基團中氨基數＝2＋10＝12，羧基數＝肽鏈條數＋R基團中羧基數＝2＋8＝10。
答案：B
反思感悟
構成生物體蛋白質的氨基酸至少有一個氨基和一個羧基且都連在同一個碳原子上，由R基決定氨基酸種類，不符合這個特點的氨基酸不是構成生物體的氨基酸，也不能組成生物體的蛋白質。
題型三 動植物體內的糖類
【例題3】 動植物體內共有的糖是（ ）
①糖元 ②淀粉 ③蔗糖 ④乳糖 ⑤核糖 ⑥葡萄糖
A.①④ B.②③ C.⑤⑥ D.①②
解析：糖元是人和動物細胞中的儲能物質，淀粉是植物細胞的儲能物質，蔗糖是植物中重要的二糖，乳糖是人和動物乳汁中豐富的二糖，核糖是構成RNA的成分，RNA普遍存在于動植物細胞中，葡萄糖是細胞生命活動的主要能源物質，廣泛存在于動植物細胞中。
答案：C
反思感悟
①生物細胞生命活動的主要能源物質：葡萄糖。
②參與生物細胞構成的物質：核糖、脫氧核糖、纖維素。
③單糖、二糖、多糖的關系
重要的單糖有葡萄糖和五碳糖，葡萄糖為白色晶體，易溶于水，是人體主要的能源物質，五碳糖分為核糖和脫氧核糖，為環狀結構。
題型四 大分子物質的鑒定
【例題4】 青蘋果汁遇碘溶液顯藍色，熟蘋果汁能與本尼迪特試劑發生反應，這說明（ ）
A.青蘋果汁中有淀粉不含糖類
B.熟蘋果汁中含糖類不含淀粉
C.蘋果轉熟時，淀粉水解為單糖
D.蘋果轉熟時，單糖聚合成淀粉
解析：遇碘溶液顯藍色意味著青蘋果汁中含較多淀粉，而與本尼迪特試劑發生反應的是還原性糖，如葡萄糖等。由此可推斷出蘋果由青轉熟的過程中，淀粉大量轉化為單糖。
答案：C
反思感悟
淀粉的特性是遇碘變藍；本尼迪特試劑與還原糖反應生成磚紅色沉淀；蛋白質與雙縮脲試劑反應產生紫色反應。
隨堂訓練
1.（2008上海高考，1）核糖與核酸都不含有的元素是（ ）
A.N B.O C.P D.S
解析：核糖的組成元素為C、H、O，核酸的組成元素為C、H、O、N、P，兩者都不含有S元素。
答案：D
2.（2008江蘇高考，1改編）下列各組物質中，由相同種類元素組成的是（ ）
A.膽固醇、脂肪酸、脂肪酶
B.淀粉、半乳糖、糖元
C.氨基酸、核苷酸、丙酮酸
D.性激素、生長激素、胰島素
解析：淀粉、半乳糖、糖元都屬于糖類，都由C、H、O構成。膽固醇、性激素、甘油和脂肪酸都屬于脂質，組成元素都是C、H、O，氨基酸、胰島素的組成元素是C、H、O、N、S，核苷酸的組成元素是C、H、O、N、P。
答案：B
3.生物體內的蛋白質千差萬別，其原因不可能是（ ）
A.組成肽鍵的化學元素不同
B.組成蛋白質的氨基酸種類和數量不同
C.氨基酸排列順序不同
D.蛋白質的空間結構不同
解析：蛋白質分子的多樣性取決于四個方面：一是組成蛋白質的氨基酸種類不同；二是組成蛋白質的氨基酸數目不同；三是氨基酸的排列順序不同；四是肽鏈的空間結構不同。在題目給出的選項中，組成肽鍵（—NH—CO—）的化學元素是相同的。考查蛋白質多樣性的原因。
答案：A
4.脂質在細胞中具有獨特的生物學功能，下面有關脂質的生物學功能中，屬于磷脂的生物學功能的是…（ ）
①是生物膜的重要成分 ②是儲能的分子 ③構成生物體表面的保護層 ④是很好的絕緣體，具有保溫作用 ⑤具有生物學活性，對生命活動起調節作用
A.①③ B.⑤ C.① D.②④
解析：本題考查對各種脂質功能的掌握情況。磷脂是構成細胞膜的重要成分，也是構成多種細胞器膜的重要成分。在人和動物的腦、卵細胞、肝臟以及大豆的種子中含量豐富。
答案：C
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