生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者 教案

1、生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者教案一、教學(xué)目標(biāo)1.說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。 2.概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。3.認(rèn)同蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。4.關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展。5.掌握和蛋白質(zhì)相關(guān)的計(jì)算方法。二、教學(xué)重點(diǎn)1.氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。 2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。三、教學(xué)難點(diǎn)1.氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性的原因。3.蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算題四、課時(shí)安排：2課時(shí)五、教學(xué)方法：誘導(dǎo)啟發(fā)、閱讀思考、討論交流六、教學(xué)過程第一課時(shí)復(fù)習(xí)引入在組成細(xì)胞的化合物中，哪種化合物占細(xì)胞干重最多？（提出問題）引言蛋白質(zhì)在細(xì)胞中含量僅次于水，占細(xì)胞干重50%以上

2、。我們每天都要攝入一定量的蛋白質(zhì)。食品包裝上常常附有食品成分說明，如果你留心觀察的話，你會(huì)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)是許多食品的重要成分，有時(shí)你還會(huì)看到添加某些氨基酸的食品。教師提問：你能說出多少種富含蛋白質(zhì)的食品呢？學(xué)生：根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)回答。教師提示：富含蛋白質(zhì)的食品有大豆制品，如豆?jié){、豆腐、腐竹；奶類制品，如奶粉、酸奶、袋裝奶；還有肉、蛋類食品，如烤肉、肉腸、雞蛋，等等。食物中的蛋白質(zhì)經(jīng)過消化成為各種氨基酸才能被人體吸收利用。氨基酸有多少種？結(jié)構(gòu)上有什么特點(diǎn)呢？板書一、氨基酸及其種類氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。在生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種。結(jié)合“思考與討論”中給出的4種氨基酸的結(jié)構(gòu)，學(xué)生思考討論

3、1、組成氨基酸的基本元素是什么？ （主要由C、H、O、N四種元素組成，還含有P、S，有些含F(xiàn)e、Cu、I、Mn、Zn等。）2、四種氨基酸在結(jié)構(gòu)上有哪些共同點(diǎn)？又有哪些差別之處？并嘗試寫出氨基酸的通式。3、“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有對(duì)應(yīng)關(guān)系嗎？4、 如何判斷某個(gè)分子是否是氨基酸 （教師投影幾個(gè)分子式和練習(xí)題）5、 R基上能不能含有-NH2 或-COOH?教師引導(dǎo)：教師在黑板上寫出甲烷分子（CH4）的結(jié)構(gòu)式。比較課本上氨基酸的分子結(jié)構(gòu)式與甲烷分子的不同，再思考氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點(diǎn)。學(xué)生回答：每種氨基酸分子中都含有一個(gè)氫原子，一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。教師總結(jié)：用一個(gè)氨基，一個(gè)羧基，一個(gè)側(cè)鏈

4、基團(tuán)R基分別取代甲烷中的三個(gè)H，就組成蛋白質(zhì)分子的基本單位氨基酸的結(jié)構(gòu)通式： H2NCOOH 每種氨基酸都至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。我們可以把氨基酸的結(jié)構(gòu)通式想象成我們的人體，軀干是中心碳原子，左臂是氨基，右臂是羧基，腿是氫，頭部是R基。氨基酸有20種，各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同，如甘氨酸的R基是一個(gè)氫原子（），丙氨酸的R基是一個(gè)甲基（CH3）。這就像我們每位同學(xué)頭部有不同的笑臉從而區(qū)別了每個(gè)人。教師要提示氨基和羧基的書寫都要有一個(gè)游離鍵。并指明甘氨酸的R基是 H，丙氨酸R基是 CH3。課件展示特殊氨基酸：賴氨酸(含-NH2)、天冬氨酸(含-COOH)，指出R基上可

5、以含有-NH2 或-COOH，進(jìn)一步理解 “每個(gè)氨基酸分子至少都含有一個(gè)-NH2 和-COOH” 拓展在人體內(nèi)有的氨基酸是無法在人體細(xì)胞內(nèi)合成的，如賴氨酸和色氨酸，但它又是構(gòu)成蛋白質(zhì)所不可缺少的，所以要對(duì)這類人體無法合成的氨基酸（必需氨基酸）有一定量的補(bǔ)充。人體內(nèi)必需氨基酸的種類有8種（嬰兒9種還有組氨酸），非必需氨基酸有12種。（強(qiáng)調(diào)必需的“需”）二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性承上啟下生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸只有20種，而據(jù)估計(jì)，生物界的蛋白質(zhì)種類多達(dá)10101012種。氨基酸是怎樣形成蛋白質(zhì)的呢?是通過一種叫做脫水縮合的化學(xué)反應(yīng)來完成連接的。（展示肽鍵形成的動(dòng)畫課件）提問：1.在反應(yīng)中產(chǎn)物有

6、哪些？ 2.水中的氫原子和氧原子分別來自哪里？3.產(chǎn)物的名稱叫什么？教師講解： 一分子水是由一分子氨基酸中的一個(gè)氨基中的H和另一分子中的一個(gè)羧基中的-OH形成，新形成的化學(xué)鍵稱肽鍵（-NH-CO-）。由于兩個(gè)氨基酸脫水縮合，新產(chǎn)生的化合物稱二肽，二肽中還剩至少一個(gè)氨基一個(gè)羧基。（教師再演示三肽化合物以及多肽、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的形成）討論: 1.氨基酸形成蛋白質(zhì)的大致過程是怎樣的?2.蛋白質(zhì)形成過程中脫去的水分子數(shù)與形成的肽鍵數(shù)有什么關(guān)系呢？3.形成的多肽鏈中至少有氨基和羧基多少個(gè)？許多的氨基酸通過肽鍵相互連接成多肽，多肽鏈盤曲折疊構(gòu)成了蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)。師生共同歸納總結(jié)： 構(gòu)成 脫水縮合 盤曲折

7、疊C、H、O、N等 氨基酸 肽鏈（一條或多條） 蛋白質(zhì) （二）蛋白質(zhì)的多樣性既然蛋白質(zhì)都是按照上述方式構(gòu)成的，那么，為什么會(huì)有那么多種類的蛋白質(zhì)呢？小結(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因： 氨基酸的種類不同。 氨基酸的數(shù)目成百上千。 氨基酸的排列順序千變?nèi)f化。 肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。三、蛋白質(zhì)的功能提問：蛋白質(zhì)執(zhí)行哪些功能？引導(dǎo)學(xué)生觀察閱讀蛋白質(zhì)主要功能事例總結(jié)歸納1. 構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白（如頭發(fā)、肌肉、羽毛蛛絲）。2. 生物催化作用（如生物體內(nèi)的酶。）3. 運(yùn)輸載體的功能（血紅蛋白、載體蛋白）4. 信息傳遞作用，能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)（如胰島素）5. 免疫功能。

8、（抗體）總之，一切生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。課后閱讀科學(xué)史話、科學(xué)前沿使學(xué)生了解我國在人工合成蛋白質(zhì)上取得的成就，激發(fā)學(xué)生的興趣，增強(qiáng)民族自豪感。第二課時(shí)一、有關(guān)蛋白質(zhì)計(jì)算的公式匯總 規(guī)律1：有關(guān)蛋白質(zhì)中肽鍵數(shù)及脫下水分子數(shù)的計(jì)算m個(gè)氨基酸分子縮合成n條多肽鏈時(shí)，要脫下m-n個(gè)水分子，同時(shí)形成個(gè)m-n肽鍵，可用公式表示為：肽鍵數(shù)目=脫下的水分子數(shù)=水解時(shí)需要的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)（m）肽鏈條數(shù)（n）例1.血紅蛋白分子有574個(gè)氨基酸，4條肽鏈，在形成此蛋白質(zhì)分子時(shí)，脫下的水分子數(shù)和形成的肽鍵數(shù)分別是（ ）A. 573和573 B. 573和570 C. 570和573

9、 D. 570和570分析：依據(jù)脫下的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)目=氨基酸數(shù)肽鏈條數(shù)，直接得到答案D。 規(guī)律2：有關(guān)蛋白質(zhì)中游離的氨基或羧基數(shù)目的計(jì)算氨基酸之間脫水縮合時(shí)，原來的氨基和羧基已不存在，形成的多肽的一端是-NH2，另一端是COOH，所以對(duì)于n條肽鏈的多肽，每1條肽鏈至少應(yīng)有1個(gè)-NH2，1個(gè)COOH，若還有-NH2或COOH，則存在于R基中。（1）至少含有的游離氨基或羧基數(shù)目=肽鏈條數(shù)例2.某蛋白質(zhì)分子由3條多肽鏈組成，內(nèi)有肽鍵109個(gè)，則此分子中含有-NH2或COOH的數(shù)目至少為：（ ）A. 112、112 B. 109、109 C. 9、9 D. 3、3分析：每1條多肽鏈至少含有1個(gè)氨基

10、和1個(gè)羧基，并且分別位于這條肽鏈的兩端。3條多肽鏈應(yīng)至少含有3個(gè)氨基和3個(gè)羧基。答案為D。 （2）游離氨基或羧基數(shù)目=肽鏈條數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)例3.現(xiàn)有1000個(gè)氨基酸，其中氨基有1020個(gè)，羧基1050個(gè)，則由此合成的4條肽鏈中氨基、羧基的數(shù)目分別是（ ）A. 1016、1046 B. 4、4 C. 24、54 D. 1024、1054分析：1000個(gè)氨基酸中含有氨基1020個(gè)，羧基1050個(gè)，多出來的20個(gè)氨基或50個(gè)羧基存在于R基中，依蛋白質(zhì)中含有的游離氨基或羧基數(shù)目=肽鏈條數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)，得到答案為C。規(guī)律3：有關(guān)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量=氨

11、基酸數(shù)目×氨基酸的平均分子質(zhì)量脫水的數(shù)目×18例4.已知20種氨基酸的平均分子質(zhì)量是128，某蛋白質(zhì)分子由兩條肽鏈組成，共有肽鍵98個(gè)，該蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量最接近于（ ）A. 12800 B. 12544 C. 11036 D. 12888分析：根據(jù)蛋白質(zhì)中肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)肽鏈條數(shù)，可以推知氨基酸的數(shù)目為98+2=100，在此蛋白質(zhì)的形成過程中失去的水分子數(shù)為98，答案為C。 注意：有時(shí)還要考慮其他化學(xué)變化過程，如：二硫鍵（SS）的形成等，在肽鏈上出現(xiàn)二硫鍵時(shí)，與二硫鍵結(jié)合的部位要脫去兩個(gè)H，謹(jǐn)防疏漏。氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量氨基

12、數(shù)目羧基數(shù)目1條肽鏈nn-1n-1aan-18(n-1)至少1個(gè)至少1個(gè)m條肽鏈nn-mn-maan-18(n-m)至少m個(gè)至少m個(gè)規(guī)律4：有關(guān)蛋白質(zhì)中各原子數(shù)的計(jì)算 C原子數(shù)=（肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)）×2+R基上的C原子數(shù)； H原子數(shù)=（氨基酸分子個(gè)數(shù)+肽鏈數(shù)）×2+R基上的H原子數(shù)=各氨基酸中H原子的總數(shù)-脫去的水分子數(shù)×2； O原子數(shù)=肽鏈數(shù)×2+肽鍵數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中O原子的總數(shù)-脫去的水分子數(shù)； N原子數(shù)=肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中N原子的總數(shù)。 注意：一個(gè)氨基酸中的各原子的數(shù)目計(jì)算： C原子數(shù)R基團(tuán)中的C原子數(shù)2；H

13、原子數(shù)R基團(tuán)中的H原子數(shù)4； O原子數(shù)R基團(tuán)中的O原子數(shù)2；N原子數(shù)R基團(tuán)中的N原子數(shù)1。 規(guī)律5：有關(guān)蛋白質(zhì)種類的計(jì)算假設(shè)有n（0n20）種、m個(gè)氨基酸，任意排列構(gòu)成多肽（這里mn）： 若每種氨基酸數(shù)目無限（允許重復(fù)）的情況下，可形成肽類化合物的種類：有nm種。 例5.由4種氨基酸，每種氨基酸數(shù)量不限，最多能合成不同結(jié)構(gòu)的三肽有（ ）A. 4種 B. 64種 C. 16種 D. 12種分析：造成多肽結(jié)構(gòu)不同的因素有氨基酸的種類、數(shù)目和排列次序，由4種氨基酸合成三肽時(shí)，三肽的第一個(gè)位置上的氨基酸有4種可能，第二、第三個(gè)位置上的氨基酸也有4種可能，因此，最多可以合成不同結(jié)構(gòu)的三肽有64種。答案為

14、B。 典型例題呈現(xiàn)：胰島素是一種蛋白質(zhì)分子，它含有2條多肽鏈，A鏈含有21個(gè)氨基酸，B鏈含有30個(gè)氨基酸，2條多肽鏈間通過2個(gè)二硫鍵(二硫鍵是由2個(gè)-SH連接而成的)連接，在A鏈上也形成1個(gè)二硫鍵，如右圖所示為結(jié)晶牛胰島素的平面結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)此回答: (1)這51個(gè)氨基酸形成胰島素后，分子質(zhì)量比原來減少了 。 (2)胰島素分子中含有肽鍵 個(gè)，肽鍵可表示為 。 (3)從理論上分析，胰島素分子至少有 個(gè)-NH2，至少有 個(gè)-COOH。 參考答案：(1) 888；(2) 49 -CO-NH-；(3) 2 2附：板書設(shè)計(jì)：（簡潔明了，適于學(xué)生記憶鞏固知識(shí)。）第2節(jié) 生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)C、H、O、N，有的還含F(xiàn)e、S、P等組成元素：必需氨基酸8種（嬰兒9種）種類：20種非必需氨基酸12種氨基酸結(jié)構(gòu)通式：基本單位：脫水縮合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多肽（肽鏈）盤曲折疊蛋白質(zhì)氨基酸種類、數(shù)目、排列順序不同結(jié)構(gòu)多樣性肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)不同 蛋白質(zhì)（空間結(jié)構(gòu)）決定結(jié)構(gòu)蛋白催化作用功能多樣性運(yùn)輸載體的功能信息傳遞作用免疫功能生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者七、課堂小結(jié)本節(jié)是第2章的重點(diǎn)內(nèi)容。教學(xué)應(yīng)從學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)明確蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多種多樣，在生命活動(dòng)中承擔(dān)著多種多樣的功能，是非常重要的生物大分子。由于學(xué)生缺乏