时间：2022-03-17 06:22:37
序论：在您撰写高中生物教案时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
探究性学习是学生自主地获取知识和技能、体验和了解科学探究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学的价值观的活动过程。在生物学教学实践中，引导学生主动参与教学活动，落实"探究性学习"是调动学生学习积极性、实现素质教育的一个重要途径。
1.教学前提备课——增强学生主体意识
要求学生进行"科学探究"，我们首先应进入"探究"的角色，进行换位思考，备课的过程应成为我们探究的过程。教学实践中我们摸索了这样的备课探究思路：确定教学目标确定教学内容收集整理相关信息资料研究学生的思维和认知基础设计问题寻找探究点设计课堂具体探究过程。
备课时应密切关注学生是学习的主体，教学过程是学生的活动过程，教师是引导者、组织者和参与者，引导学生在一系列的活动中学会认知、学会合作，为此我们必须关注整个教学过程的设计，将教师组织活动和学生自主活动进行对照、比较，看看教学活动的安排是否体现学生的自主性，情景、问题、探究点的设置是否在学生的最近发展区，教法是否建立在学法基础上，以确保学生的主体地位。下面是我们设计的"细胞增殖"教学中，实施"情景——
问题"驱动式自主探究过程的部分片断。
2.导课——激发学生学习的兴趣
俗话说："良好的开端是成功的一半。"一堂优秀的生物课，必须重视新课的导入设计。探究性教学的导入设计，必须引起学生对学习内容的探究兴趣，同时符合学科的特点及教材自身的性质。例如，在学习"性别决定"之前，我们可以提出这样的探究性导课："为什么人类的性别比总是接近于1∶1？"在学习"伴性遗传"时，我一般都会绘声绘色地讲述道尔顿症的发现史，学生都非常的安静地听，在结尾时我都会及时提出探究性问题"道尔顿和他的兄弟的色盲基因是来自他们的父亲还是母亲呢？"真是一石激起千层浪，同学们讨论开来，有的说是来自父亲，因为母亲不是色盲，有的说来自母亲……此时学生们急于知道答案，求知欲倍增，促使学生在好奇和思考中获得知识，并且记忆深刻。
3.精心设计问题情境，以境引疑以境诱思
爱因斯坦曾说过：提出一个问题往往比解决一个问题更重要。著名的物理学家李政道也说过：要教学生"学问"，必须首先从教学生学会"发问"开始，没有自己的问题，就永远没有发展和前途，因为"问题"能使学生在心理上感到茫然，从而产生认知冲动，促使学生积极思考，所以"问题"是学生思维活化的源头，是主动学习的基础。基于这些原因，我十分鼓励学生在预习新课、学习新课，课外阅读和实验观察等环节中努力做到"三多"，即多发现问题、多提出问题、多思考问题。经过一段时间的锻炼，学生逐渐从没有问"问题"的习惯中走出来，慢慢地能够发现一些问题，到现在，几乎每学习一个新知识，他们都能提出很多问题。如：在"生物的新陈代谢"中，有学生问："绿色植物的光合作用主要是利用无机物合成有机物，同时储存能量；而呼吸作用主要是分解有机物生成无机物，同时释放能量。
4.在实验教学中落实探究性学习
实验是人们认识和研究物质或验证某一理论的一种常用的科学方法，而生物学是一门以实验为基础的自然科学，让学生参与到实验中来，不仅能培养学生的观察能力、思维能力、分析问题和解决问题的能力，也能培养学生的动手能力，更能使学生树立实事求是、认真严肃的科学态度。高二新教材中的实验内容较多，这就为在实验中落实探究性学习提供了良好的条件。例：在进行"生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定"实验的前一天，先让学生根据已有的理论知识讨论该实验中应如何注意材料的选择和处理。学生各抒己见，经过讨论，归纳出了以下几个要点：①注意材料的易得性：还原性糖和脂肪从植物中获得实验材料比较容易，而蛋白质在动植物中都有比较容易获得的材料。②注意材料的可取性：富含还原糖或脂肪或蛋白质的植物材料很多，但并不是每一种材料都是可取的：如在"还原糖鉴定"实验中，双子叶植物光合作用的主要产物是淀粉，而淀粉不具备还原性，因此最好不要用双子叶植物。有一些单子叶植物的叶中含有大量的可溶性单糖，但是叶片中叶绿素的颜色较深，对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，会导致实验现象的不明显，所以也不宜用单子叶植物的叶片作实验材料。因此最理想的实验材料是含糖较高的生物组织（或器官），而且组织的颜色较浅，或近于白色，如苹果或梨的果实，③注意实验前材料的处理：苹果和梨在实验前应该洗净、去皮，保证研磨比较充分；鉴定脂肪用的花生种子必须提前浸泡，而且应注意浸泡的时间，时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形，时间过短，则不容易切成片；同样鉴定蛋白质用的大豆也要提前浸泡，这样容易研磨成浆。如果用鸡蛋卵白的话，应该进行稀释。当然除了让学生学会选择和处理实验材料外，还可以从学会分析实验结果、学会撰写实验报告、研究改进实验的方法、改进实验的器具等方面着手来实现"探究性学习"。这样学生通过主动学习与探索，更好地理解了知识，获得了学问。认识到学习科学要有严肃的科学态度，而且学生通过实验探索，提高了利用科学的研究方法来探究解决问题的能力。
5.让学生感受探究的方式和过程，享受探究的愉悦
1.真核细胞的有丝分裂（C：理解）。
2.真核细胞有丝分裂的细胞周期的概念和特点(B：识记)。
3.无丝分裂方式的过程和特点(A：知道)。
三、重点和难点
1.教学重点
(1)真核细胞有丝分裂的细胞周期的概念和特点。
(2)真核细胞有丝分裂的过程。
2.教学难点
真核细胞有丝分裂过程中，各个时期染色体的变化特点。
四、教学建议
本节教学内容可安排2课时，包括讲课和学生实验。第1课时讲述植物细胞的有丝分裂；第2课时做观察植物细胞有丝分裂的实验。通过对比动植物细胞有丝分裂的异同，总结有丝分裂的特征。最后，简述无丝分裂和减数分裂，概括细胞增殖的意义。讲课内容和实验的内容应有机结合。
本节教学手段的运用，要考虑到关于细胞增殖知识的特点，可运用自制的剪贴图、投影片、录像等手段，体现细胞有丝分裂过程的连续变化，把染色体的行为变化直观地表现出来。
本节教学内容的引入，可以讲述以下几点：①多细胞生物一般是由一个细胞(受精卵)，经过细胞的分裂和分化，最终生长发育成一个新个体的；②单个细胞和多细胞生物体的生命期都是有限的，多细胞生物体内衰老、死亡细胞的补充，以及生物种族的繁衍，都是以细胞分裂为基础的；③细胞分裂的方式有三种，本节主要学习细胞有丝分裂的知识。
在讲述细胞周期时，可从分析一个新细胞(子细胞)的诞生开始，分析它的两种发展方向：一是随着生长、分化而成为具有特定形态、结构和功能的细胞，直至衰老、死亡；二是保持连续分裂的能力，通过分裂产生新的子细胞，开始它的新的生命周期，周而复始。受精卵、植物分生组织细胞、动物的一些上皮细胞等就属于这种具有连续分裂能力的细胞。分析细胞周期时，要注意分析分裂间期是一个周期的开始，是为分裂期作准备的时期。另外，应让学生注意，间期要比分裂期的时间长得多，要引起学生对间期的重视。
在分析细胞分裂间期时，要引导学生思考：间期应为分裂期准备什么才能使分裂后的子细胞继承母细胞的特性?在讲述DNA分子复制和有关蛋白质合成时，要联系染色质结构的知识。使学生理解这种复制与合成最终表现在染色质细丝的倍增上。每条染色质细丝(将来的染色体)都产生出另外一条跟自己完全一样的染色质，由于着丝点连在一起，而没有分开。
在分裂期的教学中，教师应注意以下几点：①利用剪贴图显示各分裂期的主要变化；②注意把核膜、染色体、纺锤丝的行为变化和染色体最终平分复制的知识紧密地联系起来，使学生理解这些变化的协调性和合理性；③为了突出染色体的平均分配，可用模型模拟染色体的平分过程；④注意强调两个子细胞间及子细胞与母细胞间染色体(内部的DNA)的数目和种类相同；⑤在讲述细胞板形成时，要联系高尔基体的作用。
在讲述动物细胞有丝分裂时，可把动植物细胞有丝分裂全过程图呈现出来。让学生观察对比，归纳出相同点和不同点。在这里，教师可进一步强调动植物细胞有丝分裂的共同特征，使学生理解这些特征对生物的重要意义。
对无丝分裂和减数分裂的处理，按教材内容讲述即可，不必过多发挥。
五、参考答案
复习题一、1.(D)；2.(C)；3.(D)；4.(D)。
二、1.染色质、核仁、核膜、中心体等结构发生了明显的变化。具体的变化是：
染色质复制后的DNA缩短变粗，由染色质成为染色体。
核仁逐渐解体。
核膜逐渐消失。
中心体由一组中心粒变成两组中心粒，两组中心粒分别位于两极，每组中心粒周围发射出放射状星射线，纺锤体形成。
2.这是因为在细胞周期中，分裂间期所需要的时间大大长于分裂期。
3.有丝分裂中期的细胞，主要特点是全部染色体排列在赤道板上。可以根据染色体的这个变化特点找到分裂中期的细胞。
4.全部染色体平均分配到细胞两极时，是在有丝分裂的后期。由于染色体上有遗传物质，因此，全部染色体平均分配到细胞的两极的行为，可以使亲代和子代之间保持遗传性状的稳定性，对生物的遗传有重要意义。
实验讨论题实验三制作好洋葱根尖有丝分裂装片的关键有以下几点：(1)剪取洋葱根尖材料时，应该在洋葱根尖细胞一天之中分裂最活跃的时间；(2)解离时，要将根尖细胞杀死，细胞间质被溶解，使细胞容易分离；(3)压片时，用力的大小要适当，要使根尖被压平，细胞分散开。
六、参考资料
细胞的增殖周期细胞从前一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止，这样一个周期叫做细胞增殖周期。
20世纪50年代以前，人们把细胞增殖周期划分为分裂期和静止期两个阶段。当时认为分裂期是细胞增殖周期中的主要阶段。近年来，由于放射自显影和细胞化学等技术的迅速发展，对于细胞增殖过程的动态研究也日趋深入。现在了解到，过去一直被忽视的所谓“静止期”却是细胞增殖周期中极为关键的一个阶段，因为与DNA分子复制有关的一系列代谢反应，都是在这个阶段进行的。所以现在都把“静止期”叫做间期。
现在，一般把细胞增殖周期分为两个阶段：间期和分裂期。细胞在前一次分裂结束之后就进入间期，这时就是新的细胞周期的开始。间期一共分为三个分期。间期结束就进入有丝分裂期。根据目前的认识，整个细胞增殖周期可以分为G1、S、G2、M四个小分期，如下表：
细胞增殖周期中的各个分期，各有其，全国公务员共同天地不同的特点。
(一)G1期的特点G1期是从上次细胞增殖周期完成以后开始的。G1期是一个生长期。在这一时期中主要进行RNA和蛋白质的生物合成，并且为下阶段S期的DNA合成做准备，特别是合成DNA的前身物质、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系，以及储备能量。
(二)S期的特点从G1期进入S期是细胞增殖的关键时刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的复制就是在这个时期进行的。通常只要DNA的合成一开始，细胞增殖活动就会进行下去，直到分成两个子细胞。
(三)G2期的特点G2期又叫做“有丝分裂准备期”，因为它主要为后面的M期做准备。在G2期中，DNA的合成终止，但是还有RNA和蛋白质的合成，不过其合成量逐渐减少。特别是微管蛋白的合成，为M期纺锤体微管的组装提供原料。
(四)M期的特点细胞一旦完成了细胞分裂的准备，就进入有丝分裂期。细胞分裂期是一个连续的过程，为了研究的方便，可以人为地将它分成前、中、后、末四个时期。M期的细胞有极明显的形态变化。间期中的染色质(主要成分是DNA和蛋白质)，在M期浓缩成染色体形态。染色体的形成、复制和移动等活动，保证了将S期复制的两套DNA分子平均地分到两个子细胞中去。
有丝分裂过程中两个重要的细胞器
1.中心粒
中心粒的结构通常是一对互相成直角的圆筒状小体，直径0.25μm，长度不定，位于邻近核模的细胞质中。筒壁由9组大约呈30°倾斜排列的三联微管组成，从横断面看像一个风车。在一对中心粒的周围是一团透明的电子密度高的中心粒周围物质，这个复合物称为中心体。
中心粒要经过一个复杂的发育周期，才能达到成熟并且具有微管组织中心的作用。DNA合成前期(G1期)的细胞有一对互相垂直的中心粒。到DNA合成期(S期)时，两个中心粒稍有分离，在距母中心粒的一定距离(约50～60nm)处，与其垂直的方向复制出一个子中心粒。DNA合成后期(G2期)的晚期到有丝分裂期(M期)，子中心粒不断长大，逐渐分离，移到两极的两对中心粒形成晕，并且组成纺锤体及星体。到分裂期末期，每个子细胞各获得一对中心粒──一个母中心粒和一个子中心粒。
2.着丝点
长期以来，着丝粒和着丝点这两个术语是作为染色体上纺锤体附着区域的同义语使用的。遗传学文献中多用着丝粒一词，而细胞学家多用着丝点一词。后来，在电镜下研究哺乳类染色体超微结构时发现，主缢痕两侧是一对三层结构的特化部位，认为是非染色质性质物质的附加物，称为着丝点(图2-10)。在主缢痕区存在着丝粒，由此把染色体分成二臂。着丝粒的两侧各有一个蛋白质构成的三层的盘状或球状结构，称为着丝点。着丝点与纺锤体的纺锤丝连接，与染色体移动有关。在分裂前期和中期，着丝粒把两个姐妹染色单体连在一起，到后期两个染色单体的着丝粒分开，纺锤丝把两条染色单体拉向两极。并非有丝分裂各个时期，或各种生物的染色体，都有这种分化的结构。
图2-10中期染色体上的着丝点
(示着丝点分为内、中、外三层，上面附着有微管)
细胞质分裂广义说来，有丝分裂应该包括细胞质分裂。但是，也可以把细胞质分裂看做是一个单独的阶段。
大多数真核生物的细胞质分裂是与核分裂协调进行的，细胞质分裂起始于中后期。细胞质分裂面一般总是和纺锤体的赤道面一致，其方向约在核分裂中期就已确定。如果在中期时用离心法改变细胞的纺锤体的正常位置，细胞分裂面方向并不随之改变。但是，如果在中期之前改变纺锤体的位置，细胞质分裂面的方向也就随着发生改变。
动物细胞在进行细胞质分裂时，先是在要形成分裂面处的细胞质收缩，环细胞表面出现一条窄的凹沟，这条沟叫做分裂沟。分裂沟环绕细胞表面一圈，使细胞呈哑铃状。它的形成和细胞膜下方的细胞质微丝有关系。
植物细胞因为有细胞壁，它的分裂方式不同于动物细胞(有花植物的花粉粒的成熟分裂与动物细胞一样，形成分裂沟)，最主要的差别是植物细胞在进行细胞质分裂时，有细胞板的形成。细胞板产生于晚后期或早末期。
无丝分裂关于无丝分裂的问题，长期以来就有不同的看法。有些人认为无丝分裂不是正常细胞的增殖方式，而是一种异常分裂现象；另一些人则主张无丝分裂是正常细胞的增殖方式之一，主要见于高度分化的细胞，如肝细胞、肾小管上皮细胞、肾上腺皮质细胞等。
无丝分裂是最早发现的一种细胞分裂方式，早在1841年就在鸡胚的血细胞中看到了。因为分裂时没有纺锤丝出现，所以叫做无丝分裂。又因为这种分裂方式是细胞核和细胞质的直接分裂，所以又叫做直接分裂。
无丝分裂的早期，球形的细胞核和核仁都伸长，然后细胞核进一步伸长呈哑铃形，中央部分狭细。最后，细胞核分裂，这时细胞质也随着分裂，并且在滑面型内质网的参与下形成细胞膜。在无丝分裂中，核膜和核仁都不消失，没有染色体的出现，当然也就看不到染色体复制的规律性变化。但是，这并不说明染色质没有发生深刻的变化，实际上染色质也要进行复制，并且细胞要增大。当细胞核体积增大一倍时，细胞核就发生分裂，核中的遗传物质就分配到子细胞中去。至于核中的遗传物质DNA是如何分配的，还有待进一步的研究。
原核细胞的DNA复制和细胞质分裂原核细胞的分裂包括两个方面：(1)细胞DNA的复制和分配，使分裂后的子细胞能得到亲代细胞的一整套遗传物质；(2)细胞质分裂，把细胞基本上分成两等份。
原核细胞的DNA分子是环状的，无游离端。在一系列酶的催化下，经过解旋和半保留式复制，形成了两个一样的环状DNA分子。复制常是由DNA附着在细胞膜上的部位开始(图2-11)。在DNA分子复制完成之后，便开始了细胞质分裂。当然，在开始分裂之前需要细胞生长，细胞的生长反映了细胞内按比例地合成一定量的结构蛋白酶。
图2-11细菌细胞DNA的复制和细胞分裂
细胞分裂时，先由一定部位开始。复制好的两个DNA分子仍与细胞膜相连；随着连接处的生长，把DNA分子拉开。在细胞中部，细胞膜环绕细胞发生内褶，褶中产生了新的壁物质，形成了隔(图2-12)。隔不断向中央生长延伸，最后形成了将细胞隔为两部分的完整的隔。隔纵裂为二，把母细胞分成了大致相等的两个子细胞。
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。
二、教学目的
1.组成生物体的化学元素主要有20多种，包括大量元素和微量元素(B：识记)。
2.组成生物体化学元素的重要作用(B：识记)。
3.生物界与非生物界的统一性和差异性(B：识记)。
三、重点和难点
1.教学重点
(1)组成生物体的化学元素，大量元素和微量元素。
(2)组成生物体的化学元素的重要作用。
2.教学难点，全国公务员共同天地
生物界与非生物界的统一性和差异性。
四、教学建议
本章内容的教学时间是4课时，其中讲课可安排3课时，实验安排1课时。教学内容的前后顺序可依教材进行，也可以重新组织。例如，先通过学生实验，使学生对生物组织中糖类、脂质、蛋白质等化合物有一个感性认识。然后，在此基础上，再学习组成生物体的各类化合物。最后，归纳总结组成生物体化学元素的特点。
本节教学安排1课时。教师在教学中可以多运用对比的方法，使学生通过对比，发现并且概括出组成生物体的化学元素的特点：①从无机的非生命环境中元素的组成与生物体元素组成的对比中，发现它们的统一性，了解生物体的元素组成特点；②从动物体与植物体组成元素的对比中，发现不同类型的生物体，元素的组成有区别；③从生物体内不同元素的含量对比中，发现生物体元素组成的特点，以及这些特点与构成生物体的化合物、生物体特性的联系。
在教学中，应注意学生的知识背景。如果按照教材顺序安排教学，可以联系初中生物课中有关的知识，联系本地学生的生活常识。如果本节内容安排在第二节之后学习，则应该充分联系各种化合物的元素组成、含量以及生理作用。
为了提高本节的教学效率，教师在课前应做好必要的准备。例如，无机的非生命环境中的元素与生物体的元素对比表，动物(人)体与植物体组成元素的对比表等。把这些对比表制成投影片或幻灯片等，以便及时呈现给学生，使学生有较充裕的时间进行观察、对比和思考，也便于教师归纳总结。
本节教学应该渗透以下几点：①从元素水平就可以看出生物的物质性(世界上没有生命体特有的元素)，以及组成生物体物质的特殊性；②组成生物体的元素的作用，只有在生活的机体中，在生物体特定的结构基础上，在与其他物质的相互作用中才能体现出来；③生物体的大量元素和微量元素是依据含量划分的，不可轻视微量元素的作用。另外，生物体中不都是必需元素，环境中有些非必需元素也会进入到生物体中。
五、参考答案
复习题一、1.（D）；2.（C）；3.（D）。
二、2.组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，这个事实说明：生物界和非生物界具有统一性。
旁栏思考题仙人掌和鲸的化学元素组成大体相同。但是，这些化学元素在这两种生物体内的含量相差较大。
铁在人体内主要功能是合成血红蛋白，构成一些酶的辅基，合成肌红蛋白。因此，铁缺乏时易患缺铁性贫血，症状是面色苍白、头昏、乏力、心悸、气急等。
锌在人体内参与多种酶的组成，也是酶的活性所必需的，并且是蛋白质合成的必要元素。因此，锌缺乏时的主要症状是少年生长迟缓、性器官发育受影响。
六、参考资料
玉米与人体的化学元素组成(质量分数/%)
元素
玉米
人体
O
C
H
N
Si
K
Ca
P
Mg
S
Cl
Al
Fe
Mn
Na
Zn
Rb
44.43
43.57
6.24
1.46
1.17
0.92
0.23
0.20
0.18
0.17
0.14
0.11
0.08
0.04
＿
＿
＿
14.62
55.99
7.46
9.33
0.005
1.09
4.67
3.11
0.16
0.78
0.47
—
0.012
—
0.47
0.01
0.005
细胞的元素组成在细胞内可以找到至少62种元素，常见的约有29种，其中重要的有24种。这些常见的元素绝大部分属于元素周期表上原子序数较低的元素。
按其在生物体内的含量不同，可以分为大量元素和微量元素。
按元素的生物学功能，大致可以分为下列类型。
1.构成细胞的基本元素：如C、H、O、N、P是构成核酸的主要元素；C、H、O、N、S是构成蛋白质的主要元素等。，全国公务员共同天地
2.调节机体生命活动的元素：如离子态的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、H+及OH-、HCO3-、SO42-、HPO42-等其他离子。
一本章的主要内容和特点
本章包括《组成生物体的化学元素》和《组成生物体的化合物》两节教材。第一节教材需用1课时教学，第二节教材需用2课时教学。此外，有1个学生实验。
第一节《组成生物体的化学元素》。首先，在节的引言中，明确指出自然界中的生物和非生物都是由化学元素组成的。接着，讲述组成生物体的化学元素、组成生物体化学元素的重要作用、生物界与非生物界的统一性和差异性三方面内容。
关于组成生物体的化学元素的内容，一开始就指出组成生物体的化学元素主要有20多种，紧接着以玉米和人体为例，将含量较多的化学元素以及这些元素的含量列成表。通过对表中内容的分析，概括出两点：一是组成玉米和人体的基本元素是C、O、H、N；二是组成生物体的各种化学元素，在不同的生物体内，含量相差很大，由此进一步提出了大量元素和微量元素的概念和种类。
关于组成生物体化学元素的重要作用的内容，首先强调指出，在大量元素中，C是最基本的元素，C、H、O、N、P、S这6种元素是组成细胞的主要元素。接着，说明组成生物体的化学元素进一步组成多种多样的化合物，这些化合物是生物体结构和生命活动的物质基础。
关于生物界与非生物界的统一性和差异性的内容，主要是从组成生物体和无机自然界的化学元素的相同和不同，提出了辩证唯物主义观点：一点是从组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到的事实，来说明生物界和非生物界具有统一性；另一点是从组成生物体的化学元素在生物体内的含量与在无机自然界中的含量相比，两者相差很大的事实，来说明生物界和非生物界还具有差异性。
第二节《组成生物体的化合物》。首先，明确提出构成细胞的化合物，主要包括无机化合物的水和无机盐，有机化合物的糖类、脂质、蛋白质和核酸。然后，依次讲述构成细胞的这6种化合物。，全国公务员共同天地
关于无机化合物的水，着重说明它在细胞中含量最多；水在不同的生物体中和不同的组织、器官中含量不同；水在细胞中以结合水和自由水两种形式存在；水在细胞内的重要作用。最后强调指出，生物体的一切生命活动，绝对不能离开水。
关于无机盐，强调指出它在细胞中虽然含量很少，且大多数无机盐以离子状态存在于细胞中，但是具有多方面的重要作用：无机盐既是细胞内复杂化合物的重要组成成分，又对维持生物体的生命活动有重要作用。
关于糖类，主要说明它由C、H、O3种化学元素组成，它是构成生物体的重要成分，也是细胞的主要能源物质；糖类大致分为单糖、二糖和多糖等几类(其中的葡萄糖、核糖、脱氧核糖、淀粉、糖元等是重要种类)，以及它们在生物体内的分布和重要作用。
关于脂质，主要说明它由C、H、O3种元素组成，一般包括脂肪、类，全国公务员共同天地脂和固醇等；这几类物质在生物体内的分布和重要作用，并强调指出，磷脂是构成细胞膜和多种细胞器的膜结构的重要组成成分。
关于蛋白质，是本节的重点内容，教材中比较详细地讲述了有关内容。首先，强调蛋白质在细胞中只比水的含量少，大致占细胞干重的50%以上，它是细胞中各种结构的重要化学成分。接着，说明蛋白质主要由C、H、O、N4种化学元素组成；它是一种高分子化合物，相对分子质量很大；基本组成单位是氨基酸；蛋白质的分子结构是由许多氨基酸分子互相连接而成；蛋白质分子的多样性，决定了蛋白质在生物体内有多种重要的功能。
关于核酸，首先明确指出核酸是遗传信息的载体，它对生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成有极重要的作用。然后，说明核酸由C、H、O、N、P等化学元素组成，也是一种高分子化合物；核酸的基本组成单位是核苷酸；核酸可以分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两大类。
本节教材的最后一段指出，任何一种化合物都不能单独地完成某一种生命活动，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。这里也体现了辩证唯物主义的观点。
在本章中，为了配合学习有机化合物的内容，安排了学生实验《生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定》，主要是根据某些化学试剂，能够分别使生物组织中上述三种有机化合物，产生特定的颜色反应，来鉴定生物组织中有还原糖、脂肪和蛋白质的存在。
二本章与其他章的联系
1.本章是绪论后的开篇章，所讲内容是最基础的知识，因此与后面的各章都有密切关系，是学习好其他各章的基础，教学中要注意前后知识的联系。
2.组成生物体的化学元素和化合物的知识，是讲述第二章《生命活动的基本单位──细胞》的重要基础。例如，讲述细胞膜的结构和功能，会用到磷脂、蛋白质等知识。
3.第三章《生物的新陈代谢》，与本章联系十分紧密。例如，讲述植物的物质代谢时，要用到酶、水、大量元素、微量元素等知识；在讲到人和动物的物质代谢时，要用到糖类、脂质和蛋白质的知识。
4.第四章《生命活动的调节》在讲到激素的调节作用时，要用到蛋白质等知识。
5.第六章《遗传和变异》在讲到生物体的遗传性和变异性时，有关蛋白质和核酸的知识，是重要的基础知识。
初步掌握鉴定生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的基本方法。
二、教学建议
教材中本实验安排为验证性实验，有条件的学校可以改为探索性实验，安排在讲课之前，或与讲课同步进行。
本实验难度并不大，但内容较多，实验时间较长，因此，必须作周密安排，才能按时完成。实验中应注意以下几点。
1.增设教师演示实验。上课之前，教师应该准备好做演示实验所需的实验材料、用具、仪器和试剂等。同时，逐项完成还原糖、脂肪、蛋白质3类有机物的鉴定实验。在实验课上，将3个实验的正确结果分别展示在讲台上，并作扼要的介绍，以便使学生将自己的实验结果与教师的演示实验作比较。
2.实验中学生应分工合作。在“还原糖的鉴定”实验中，当每组两个学生中的一个制备生物组织样液时，另一个学生可以用酒精灯将水煮开，以便缩短实验的等待时间。在“脂肪的鉴定”实验中，一个学生制作临时装片时，另一个学生则可以调试显微镜。另外，在完成前两个实验时，一个学生洗刷试管、清洗玻片和整理显微镜，另一个学生则可以进行后一个实验的操作。
3.关于鉴定还原糖的实验，在加热试管中的溶液时，应该用试管夹夹住试管上部，并放入盛开水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部，同时试管口不要朝向实验者，以免试管内溶液沸腾时冲出试管，造成烫伤。如果试管内溶液过于沸腾，可以上提试管夹，使试管底部离开大烧杯中的开水。
4.做鉴定还原糖和蛋白质的实验时，在鉴定之前，可以留出一部分样液，以便与鉴定后的样液的颜色变化作对比，这样可以增强说服力。
5.斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后方可使用，切勿将甲液和乙液分别加入组织样液中。
三、参考资料
还原糖的鉴定原理生物组织中普遍存在的还原糖种类较多，常见的有葡萄糖、果糖、麦芽糖。它们的分子内都含有还原性基团（游离醛基或游离酮基），因此叫做还原糖。蔗糖的分子内没有游离的半缩醛羟基，因此叫做非还原性糖，不具有还原性。本实验中，用斐林试剂只能检验生物组织中还原糖存在与否，全国公务员共同天地，而不能鉴定非还原性糖。
斐林试剂由质量浓度为0.1g／mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.05g／mL的硫酸铜溶液配制而成，二者混合后，立即生成淡蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2与加入的葡萄糖在加热的条件下，能够生成砖红色的Cu2O沉淀，而葡萄糖本身则氧化成葡萄糖酸。其反应式如下：
CH2OH—(CHOH)4—CHO＋2Cu(OH)2CH2OH—(CHOH)4—COOH＋Cu2O＋2H2O
用斐林试剂鉴定还原糖时，溶液的颜色变化过程为：浅蓝色棕色砖红色(沉淀)。
蛋白质的鉴定原理鉴定生物组织中是否含有蛋白质时，常用双缩脲法，使用的是双缩脲试剂。双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1g／mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.01g／mL的硫酸铜溶液。在碱性溶液(NaOH)中，双缩脲(H2NOC—NH—CONH2)能与Cu2+作用，形成紫色或紫红色的络合物，这个反应叫做双缩脲反应。由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键，因此，蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。
用于鉴定还原糖的实验材料准备植物组织是常用的实验材料，但必须加以选择。在双子叶植物中，光合作用的主要产物葡萄糖形成后，合成为淀粉，暂时储藏在叶子内，因此最好不用双子叶植物的叶子作实验材料。有些单子叶植物，如韭菜、鸢尾，并不将光合作用的初始产物转变为淀粉，因此叶内含有大量的可溶性单糖，但是，由于叶片中叶绿素的颜色较深，对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显，因此，也不宜用单子叶植物的叶子作实验材料。
本实验最理想的实验材料是还原糖含量较高的植物组织(或器官)，而且组织的颜色较浅或近于白色的，如苹果和梨的果实。经试验比较，颜色反应的明显程度依次为苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜。
用于鉴定脂肪的实验材料准备实验材料最好选择富含脂肪的种子，如花生种子(取其子叶)。供实验用的花生种子，必须提前浸泡3～4h。浸泡时间短了，不容易切成片；浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形。
做鉴定脂肪的实验，教师可根据本地区的情况选用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液。苏丹Ⅲ染液遇脂肪的颜色反应为橘黄色，苏丹Ⅳ染液遇脂肪的颜色反应为红色。因苏丹Ⅳ染液与脂肪的亲和力比较强，所以，染色的时间应比较短，一般为1min左右。
用于鉴定蛋白质的实验材料准备实验材料最好选用富含蛋白质的生物组织(或器官)，植物材料常用的是大豆种子，动物材料常用的是鸡蛋(卵白)。如用大豆种子，必须提前浸泡1～2d，这样容易研磨成浆。有条件的学校，可以直接采用现成的大豆磨成的豆浆，豆浆可以购买，也可用小型的研磨机制取。利用豆浆作实验材料，可以节约实验时间。
如果用稀释的卵白作实验材料，效果会更好。
斐林试剂的配制
甲液质量浓度为0.1g／mL的氢氧化钠溶液
乙液质量浓度为0.05g／mL的硫酸铜溶液
使用时临时配制，将4～5滴乙液滴入2mL甲液中，配完后立即使用。
苏丹Ⅲ溶液的配制称取0.1g苏丹Ⅲ干粉，溶于100mL体积分数为95%的酒精中，待全部溶解后再使用。
苏丹Ⅳ溶液的配制称取0.1g苏丹Ⅳ干粉，全国公务员共同天地，溶于50mL丙酮中，再加入体积分数为70%的酒精50mL，充分混合后即可使用。
一本章的主要内容和特点
本章是在学生初中阶段初步学习过细胞的知识，以及在前一章学习了关于生命的物质基础知识的基础上，进一步学习高中阶段的关于细胞的知识。生物体的一切生命活动，主要是在细胞内进行的。因此，高中阶段有必要从细胞是生命活动的基本单位的高度，进一步讲述真核细胞的亚显微结构和主要功能的知识，以及有关细胞增殖、分化、癌变和衰老的知识。
本章包括三节教材：第一节《细胞的结构和功能》；第二节《细胞增殖》；第三节《细胞的分化、癌变和衰老》。第一节《细胞的结构和功能》内容很丰富，共分三小节：第一小节《细胞膜的结构和功能》，本小节内容以及章的引言和第一节的引言，共需用3课时教学；第二小节《细胞质的结构和功能》，需用2课时教学；第三小节《细胞核的结构和功能》，共需用2课时教学。第二节《细胞增殖》，需用1课时教学。第三节《细胞的分化、癌变和衰老》，需用1课时教学。此外，本章有两个学生实验。
第一节《细胞的结构和功能》，在分成小节讲述之前，用了几小段文字和一些图表，先介绍了几点有关的内容：观察细胞内部的精细结构，必须应用电子显微镜或其他更为精密的仪器；细胞的种类繁多，大小、形状各不相同，功能也不相同；细胞可分为原核细胞和真核细胞两大类，绝大多数生物是由真核细胞构成的；细胞虽然微小，但是有非常精细的结构和复杂的自控能力，这些是细胞能够进行各种生命活动的基础。真核细胞比原核细胞复杂得多，因此，首先学习关于真核细胞的结构和功能的知识。
第一节的第一小节《细胞膜的结构和功能》，主要讲述细胞膜的分子结构和细胞膜的主要功能两方面的内容。第一方面，关于细胞膜的分子结构，明确提出细胞膜是一层由磷脂和蛋白质构成的膜。在细胞膜的中间是磷脂双分子层，这是细胞膜的基本支架；有的蛋白质分子排布在磷脂双分子层的表层；有的蛋白质分子部分嵌插或贯穿在整个磷脂双分子层中。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的，这种特点对于细胞膜完成各种生理功能非常重要。再有，在细胞膜的外表有一层糖蛋白，叫做糖被，它在细胞生命活动中有重要功能。第二方面，关于细胞膜的主要功能，主要讲述细胞膜与周围环境进行物质交换的功能，而对细胞膜的其他多种功能不可能都加以介绍。由于细胞膜与周围环境进行物质交换的内容比较复杂，学生在学习上有一定难度，因此教材本着化繁为简、深入浅出的精神，主要讲述了自由扩散方式和主动运输方式，略去了其他运输方式。教材强调指出，自由扩散是被动运输的方式；主动运输方式的特点是必须有载体蛋白质的协助，需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量。主动运输能够保证活细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的营养物质。接着，在讲了上述两种运输方式的基础上，明确指出细胞膜的通透性特点：细胞膜是一种选择透过性膜。
第一节的第二小节《细胞质的结构和功能》，主要讲述细胞质基质和细胞器两方面的内容。第一方面，关于细胞质基质的内容有：细胞质基质中含有多种无机的和有机的化合物；细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所；在细胞质基质中存在着多种细胞器。第二方面，关于细胞器的内容，占了本节的大部分篇幅，重点讲了线粒体和叶绿体这两种细胞器，主要说明这两种细胞器在动植物体中存在的部位、在细胞内的分布、基本结构和主要功能，这些知识是学习后面有关章节必备的基础知识。此外，还简要讲述了内质网、核糖体、高尔基体、中心体和液泡这5种细胞器。本节教材最后强调指出，在活细胞完成各种生命活动的过程中，细胞质基质和细胞器是相互协调的，各种细胞器之间也是密切联系的。，全国公务员共同天地
第一节的第三小节《细胞核的结构和功能》，主要讲述细胞核的结构、细胞核的主要功能、原核细胞的基本结构三点内容。第一点，关于细胞核的结构，简要介绍了核膜、核仁和染色质的知识。第二点，关于细胞核的主要功能，强调了细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心，因此它是细胞结构中最主要的部分。第三点，关于原核细胞的基本结构，很简要地介绍了原核细胞在大小、细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核这几个方面与真核细胞不同的特点，并且强调指出原核细胞最主要的特点是没有由核膜包围的细胞核。
第二节《细胞增殖》，在节的引言中指出细胞增殖是生物体的重要基本特征，细胞以分裂的方式进行增殖；细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础；真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种方式。本节教材主要讲述两方面内容：一方面，以大部分的篇幅讲述真核细胞的有丝分裂方式；另一方面，简要介绍真核细胞无丝分裂方式的特点。
关于有丝分裂的内容，主要有三点。在讲述这三点内容之前，先明确指出有丝分裂方式是真核细胞进行细胞分裂的主要方式，多细胞生物体以有丝分裂的方式增加体细胞的数量，体细胞进行有丝分裂是有周期性的。接着，讲述第一点内容，即细胞周期，主要讲述了细胞周期的概念、细胞周期包括分裂间期和分裂期两个阶段、这两个阶段所占时间的长短。第二点内容，讲述细胞分裂间期，强调指出这个时期是新细胞周期的开始，最大的特点是完成了DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为紧接着的细胞分裂期准备了条件，因此，细胞分裂间期是细胞周期中极为关键的准备阶段。第三点内容，讲述细胞分裂期，明确指出这个时期的特点主要是细胞核明显地发生着染色体的有规律的连续变化。为了研究的方便，分裂期又分为前期、中期、后期、末期。本节教材以较多的篇幅，着重讲述了分裂期各个时期细胞核内染色体的变化特点。在讲述了有丝分裂上述知识的基础上，最后指出有丝分裂的重要意义：将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去；由于染色体上有遗传物质，因此使生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。
关于无丝分裂方式，简要介绍了这种分裂方式的过程，以及因为在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体，所以叫做无丝分裂。
关于减数分裂方式，仅仅指出这种分裂方式是一种特殊方式的有丝分裂，与有性生殖细胞的形成有关，具体的分裂过程留待后面的有关章节讲述。
第三节《细胞的分化、癌变和衰老》，主要讲述了三方面的内容。关于细胞的分化，主要内容有：首先，明确指出细胞分化是生物界中普遍存在的一种生命现象，仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，生物体是不能正常发育的。接着，讲述了细胞分化的概念，并且说明细胞分化是在生物体整个生命进程中的一种持久性变化，但是在胚胎时期达到最大的限度。再有，提出多细胞生物必须经过细胞分化，体内才会形成多种不同的细胞和组织。最后，说明高度分化的植物细胞仍然保持着细胞的全能性。
关于细胞的癌变，之所以放在本节教材的第二部分来讲，是因为细胞的畸形分化与癌细胞的产生有直接关系，与细胞分化的知识有密切联系。细胞癌变的主要内容有：首先，提出癌细胞有一些独具的特征，教材中只介绍了癌细胞能够无限增殖、形态结构发生了变化、表面也发生了变化等特征。其次，讲述了导致细胞癌变的三大类致癌因子，即物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子，同时也提出了致癌基因。最后，简要讲述了从多方面来预防细胞发生癌变。
关于细胞的衰老，首先说明细胞的衰老和死亡也是一种常见的生命现象。接着，进一步说明衰老的过程是细胞内生理和生化发生变化的过程，最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生了变化，因而具有细胞衰老的共同特征，教材中提出了5种衰老的特征。最后指出，至今还没有一种假说能够完全揭示细胞衰老的原因。目前的科研工作表明，细胞衰老可能是多种内因和外因共同作用的结果。
二本章与其他章的联系
1.关于细胞膜的分子结构特点和功能的知识，对于后面学习《生物的新陈代谢》，讲述物质出入细胞、物质代谢等内容，是重要的基础知识。
2.关于细胞器的知识，与讲述物质代谢和能量代谢有直接关系。例如，叶绿体的结构和功能与光合作用关系密切，线粒体的结构和功能与有氧呼吸关系密切。
3.关于有丝分裂的知识，对于后面学习《生物的生殖和发育》一章中关于减数分裂的知识，是重要的基础。
