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    2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 教案(新教材)人教版2020年秋高中生物必修一

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    2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 教案(新教材)人教版2020年秋高中生物必修一

    1、第第二二章章 组成细胞的分子组成细胞的分子 第第 4 4 节节 蛋白质是生命活动的主要承担者蛋白质是生命活动的主要承担者 (一)教学目标 1.归纳概括氨基酸的结构通式和特点,阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。 2.分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系, 举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。 3.说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。 4.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者,认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。 (二)教学重点和难点 1.教学重点 (1)蛋白质的功能和结构。 (2)氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程。 2.教学难点 (1)氨基酸形成蛋白质的过程。 (2)蛋白质的结构和

    2、功能多样性的原因。 (三)教学过程 导入:从某些动物组织中提取的胶原蛋白,可以用来制作手术缝合线:手术后过一段时间,这种 缝合线就可以被人体组织吸收,从而避免拆线的痛苦。 讨论:1. 为什么这种缝合线可以被人体组织吸收? 2. 这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收?这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示? 提问学生能够说出多少种富含蛋白质的食品?富含蛋白质的食品有大豆制品,如豆浆、豆腐、 腐竹;奶类制品,如奶粉、酸奶、纯牛奶;还有肉、蛋类食品,如烤肉、肉肠、鸡蛋等。 蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最强大的分子。细胞核中的遗传信息,往往要表达成蛋 白质才能起作用。 一、蛋白质的功能 结合课

    3、本 P28 图 2-8 引导学生归纳蛋白质的功能: 类别 功能 举例 结构蛋白 许多蛋白质是构成细胞和生物 体结构的重要物质 肌动蛋白、肌球蛋白等 功能 蛋白 调节作用 对细胞和生物体的生命活动有 重要的调节作用 胰岛素、生长激素等 催化作用 催化细胞内的多种化学反应 大多数酶等 运输作用 有些蛋白质具有运输的功能 血红蛋白等 免疫作用 能抵御侵入人体或高等动物体 内的抗原物质 抗体等 捋清酶、激素与蛋白质的关系 (1)并非所有酶的本质都是蛋白质,只是大多数酶的本质是蛋白质。 (2)并非所有激素的本质都是蛋白质,如性激素的本质不是蛋白质,而是固醇。 蛋白质是细胞的基本组成成分,具有参与组成细胞

    4、结构、催化、运输、信息传递、防御等重要 功能;人体内有数万种不同的蛋白质,能够承担多种多样的功能,细胞的各项生命活动都离不开蛋 白质。所以说说蛋白质是生命活动的主要承担者。 蛋白质能够承担如此多的功能,与它的多样性有关。生物界的蛋白质种类多达 10 101012种,这 与它的组成和结构有关。 二、蛋白质的基本单位氨基酸 1.氨基酸的种类 组成蛋白质的氨基酸有 21 种,其中 8 种是人体细胞不能合成的,称为必需氨基酸,这些氨基酸 必须从外界环境中获取;另外,13 种氨基酸是人体细胞能够合成的,称为非必需氨基酸。 通过顺口溜记 8 种必需氨基酸: 甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨

    5、酸)本(苯丙氨酸) 亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。 通过对课本 P29 甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸和亮氨酸的结构特点进行分析,引导学生归纳出氨基 酸的元素组成及结构特点: (1)组成氨基酸的共有元素是 C、H、O、N,有的氨基酸含有 S 等元素。 (2)氨基酸的结构特点: 每种氨基酸分子至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)。 每种氨基酸分子中都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,该碳原子还连接一个氢 原子和一个侧链基团,这个侧链基团用 R 表示。各种氨基酸的区别在于 R 基的不同。 氨基酸的结构通式:。 把氨基酸分子比喻成人帮助学生理解氨基酸的结构通式,两只手分别代表氨基

    6、和羧基,两条腿 代表氢,头代表 R 基,躯干代表中心碳原子。如图所示: (2)强调氨基、羧基、R 基的书写中要注意的问题: (1)正确的格式:NH2、COOH、R(千万不要忘记在原子团前面加“”)。 (2)避免两种错误格式写成 NH2、COOH、R。写成 NH3、NH3、HCOOH 等。 (3)结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别 (3)通过练习分辨氨基酸分子,进一步巩固理解氨基酸的结构。 尽管氨基酸的种类有限,但却构成了种类繁多、功能多样的蛋白质。 三、蛋白质的结构及其多样性 利用 PPT 展示氨基酸脱水缩合过程,解释相关名词,理解每一种蛋白质承担的功能与它独特的 空间结构有关。 1.脱水

    7、缩合 一个氨基酸分子的羧基(COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(NH2)相连接,同时脱去一分子的 水。 (1)这种结合方式称为脱水缩合,两个氨基酸分子经该过程形成的产物是二肽和水。 (2)产物中连接两个氨基酸的化学键名称是肽键。 (3)H2O 中 H 的来源:一个来自氨基,一个来自羧基;H2O 中 O 来源于羧基。 2.蛋白质的结构层次 (1)蛋白质的形成过程:氨基酸二肽三肽多肽多肽链盘曲、折叠具有一定空间结 构的蛋白质。 (2)许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链,它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起, 同时,由于氨基酸之间能够形成氢键,使得肽链能盘曲折叠,因此,肽链不呈直线,也不在同一

    8、平 面上,而是形成更为复杂的空间结构。 3.蛋白质种类多样性的原因 在细胞中,氨基酸的数目成千上万,氨基酸形成肽链时,其排列顺序千变万化,肽链的盘曲、 折叠方式及其形成的空间结构千差万别,因此,蛋白质分子的结构极其多样。 举例说明蛋白质结构改变会引起蛋白质功能的变化。如果氨基酸的序列改变或蛋白质的空间结 构改变, 就会影响其功能, 如: 人正常血红蛋白的空间结构呈球状, 正常红细胞呈两面凹的圆盘状, 如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代,就可能形成异常的血红蛋白,呈纤维状,由它参与组 成的红细胞就会扭曲成镰刀状; 运输氧气的能力降低。 再如: 鸡蛋、 肉类经煮熟后再吃容易被消化, 原因是高温

    9、使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解。 4.补充说明什么是蛋白质盐析、变性和水解: 盐析:是由溶解度的变化引起的,蛋白质的空间结构没有发生变化。 变性:是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的 变化,肽链变得松散,蛋白质丧失了生物活性,但是肽键一般不会断裂。 水解:在蛋白酶作用下,肽键断裂,蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程是 相反的。 5.拓展延伸有关蛋白质的一些计算: (1)假设氨基酸的平均相对分子质量为a, 由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽时: 形成肽链 数 形成肽键 数 脱去水分子 数 蛋白质相对分子质 量

    10、1 n1 n1 na18(n1) m nm nm na18(nm) 计算多肽的相对分子质量时,除了考虑水分子的减少外,还要考虑其他化学变化过程,如肽链 上出现一个二硫键(SS)时,要再减去 2(两个氢原子),若无特殊说明,不考虑二硫键。 若为环状多肽,则可将相对分子质量计算公式 na18(nm)中的肽链数(m)视为零,再进行相 关计算。 (2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数:在一个氨基酸中,若不考虑 R 基,则含有 2 个碳原子、 2 个氧原子、4 个氢原子和 1 个氮原子。在脱水缩合形成多肽时,要失去部分氢、氧原子,但是碳原 子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下: 碳原子数氨基酸的分子数2R 基上的碳原子数。 氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数2。 氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。 氮原子数肽链数肽键数R 基上的氮原子数各氨基酸中氮原子的总数。 由于 R 基上的碳原子数不好确定,且氢原子数较多,因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破 口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。 2多肽种类的计算题 以 20 种氨基酸构成四肽的种类为例: (1)若每种氨基酸数目不限,可形成四肽的种类有:20 4种。 (2)若每种氨基酸只有一个,可形成四肽的种类有(20191817)种。


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