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第2节生命活动的主要承担者蛋白质,教师参考 新课导入 导入1:通过上节课的学习,我们知道在构成细胞的有机化合物中含量最多的是蛋白质,大约占细胞干重的50%以上,那么它的基本组成单位是什么呢?在生命活动中承担什么作用呢?这将是本节课学习的内容。 导入2:你可听说过“大头娃娃”事件?本来出生健康的孩子,在喂养期间,四肢开始变得短小,身体瘦弱,尤其是婴儿的脑袋显得偏大。人们把这些孩子称为“大头娃娃”。调查发现出现这一事件的原因是婴儿天天吃的奶粉里蛋白质含量极低导致的。那么你知道蛋白质在生命活动中的主要作用有哪些?这节课将学习蛋白质的相关知识。,【教学目标】 1.通过观察几种氨基酸的结构,运用归纳与概括的方法,让学生总结出氨基酸的结构特点,写出氨基酸的结构通式。科学思维 2.利用“氨基酸形成蛋白质的示意图”,运用归纳与概括的方法,让学生明确氨基酸和蛋白质的关系以及蛋白质结构多样性的原因,形成“氨基酸是组成蛋白质的基本单位”的自然观。生命观念、科学思维 3.引导学生阅读教材中蛋白质主要功能的示例,让学生结合自身的生命活动,运用归纳与概括的方法,总结出蛋白质的多种多样的功能,形成“一切生命活动离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者”的自然观。生命观念、科学思维 4.引导学生阅读教材中的科学史话和科学前沿内容,渗透情感教育,让学生提升社会担当意识。社会责任,形成学科核心素养,凝练素养,自主学习,图说教材,自主学习 读教材学基础,一、氨基酸的结构及其种类 请仔细阅读教材第2021页“氨基酸及其种类”,完成下面的问题。,2.结构 (1)结构通式: 。 (2)结构特点 数量关系:每种氨基酸分子中至少都有一个 和一个 。 位置关系:都有一个氨基和一个羧基连接在 上。 差异性:各种氨基酸之间的区别在于 的不同。 思考 玉米中含有丰富的谷氨酸,谷氨酸的分子中含有两个羧基 (COOH),请思考它们在分子结构中的位置如何? 提示:其中一个羧基和一个氨基连在同一个碳原子上,另一个羧基在R基上。,氨基,羧基,同一个碳原子,R基,二、蛋白质的结构及其多样性 请仔细阅读教材第2123页“蛋白质的结构及其多样性”,完成下面的问题。 1.蛋白质的结构层次 氨基酸,脱水缩合,链,空间结构,2.蛋白质种类多样性的原因 (1)氨基酸方面 (2)肽链方面:肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 千差万别。,空间结构,判断 (1)生物体内组成蛋白质的氨基酸中,不同的氨基酸之间的差异是由R基引起的。( ) (2)生物体内组成蛋白质的氨基酸中,有些氨基酸不能在人体细胞中合成。( ) (3)肽链的盘曲折叠被解开时,肽链特定功能并未发生改变。( ) (4)生物体的每一种蛋白质都至少由20种氨基酸构成。( ),三、蛋白质的功能 请仔细阅读教材第2324页“蛋白质的功能”,完成下面的问题。 一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要 。蛋白质主要功能如下:,承担者,结构蛋白,催化,运输,信息传递,抗体,选择 1.下列生理活动与蛋白质功能无关的是() A.氧气在血液中的运输 B.细胞内的遗传物质 C.催化淀粉生成葡萄糖 D.构成细胞和生物体的重要组成物质,B,2.下面列举了不同种类的蛋白质及其功能,错误的是() A.抗体免疫作用 B.胃蛋白酶调节作用 C.血红蛋白运输作用 D.唾液淀粉酶催化作用,B,凝练素养 解疑难提能力,主题一 氨基酸的结构特点分析 教师参考 问题引领: 1.一个氨基酸由哪几部分组成?各组成部分有何位置关系? 2.判断构成蛋白质的氨基酸的依据有哪些?,1.组成元素 组成蛋白质的氨基酸都含有C、H、O、N四种元素,有的还含有S。 2.结构通式图解分析,3.结构特点分析,【典例1】 如图为组成生物体蛋白质的氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是() A.由于是可变的,所以构成氨基酸分子的基本元素是不确定的 B.只要含有的化合物就是构成蛋白质的氨基酸 C.结构中也可以有氨基或羧基 D.结构并不是组成生物体蛋白质的氨基酸所必需的,解析:组成生物体蛋白质的氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N;每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子(中心碳原子)上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同,R基上可以有氨基或羧基。 答案:C,方法透析 构成生物体蛋白质的氨基酸判断标准 (1)“至少”有一个氨基和一个羧基。 (2)有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。,备选例题 我们日常烹调中使用的味精主要成分是谷氨酸钠,已知谷氨酸分子的R基为-C3H5O2,则一分子谷氨酸中含有的C、H、O、N原子数依次是( ) A.5、9、4、1B.4、8、5、1 C.5、8、4、1D.4、9、4、1 解析:氨基酸通式的分子式是C2H4O2NR,不同的氨基酸其R基不同,根据R基的组成可以写出相应的氨基酸的简式。由题意可知,谷氨酸的R基为-C3H5O2,代入C2H4O2NR中整理得谷氨酸的分子式是C5H9O4N。,A,D,解析:A、B两项中都是有羧基没有氨基,C项中有羧基也有氨基,但二者不是连在同一个碳原子上,不是构成生物体内蛋白质的氨基酸;D项中有羧基也有氨基并且连在同一个碳原子上,是组成蛋白质的氨基酸,其R基是“HOOCCH2CH2”。,B,主题二 氨基酸的脱水缩合过程及数量关系分析 教师参考 问题引领: 1.你能写出两个氨基酸脱水缩合形成二肽的过程吗? 2.脱水缩合过程中形成的肽键和失去的水分子存在怎样的数量关系? 3.你能总结出肽键数与氨基酸数和肽链条数之间的数量关系吗?,1.氨基酸脱水缩合中应注意的几个问题,2.蛋白质合成过程中的数量关系分析 (1)氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数。 (2)蛋白质中游离氨基或羧基数的计算 至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。 游离氨基或羧基数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。,(3)蛋白质中含有N、O、H、C原子数的计算 N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数。 O原子数=肽键数+2肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数。 H原子数=各氨基酸中H原子的总数-脱去水分子数2。 C原子数=氨基酸数2+R基上的C原子数。 (4)蛋白质相对分子质量的计算(通常情况) 蛋白质相对分子质量=氨基酸数目氨基酸的平均相对分子质量-脱去水分子数18。,【典例2】 根据下列化合物的结构,分析回答问题。 (1)该化合物中,表示,表示。 (2)该化合物由个氨基酸失去个水分子而形成,这种反应叫做,该化合物水解时,需个水分子。 (3)该化合物中的氨基酸种类不同,是由决定的,其编号是 。,(4)该化合物称为,含个肽键,编号是。 解析:据图分析可知,是氨基、是羧基。图中表示3个肽键,说明该多肽链是由4个氨基酸通过脱水缩合过程脱去3个水分子形成的。该化合物水解时,需3个水分子。根据氨基酸的结构通式可知决定氨基酸种类的是R基团,图中表示R基团的是。该化合物是由4个氨基酸形成的四肽,含有3个肽键。 答案:(1)氨基羧基(2)43脱水缩合3 (3)R基团(4)四肽3,方法透析 解答肽链图题目的一般方法 (1)找出肽键,以确定氨基酸的数量。 (2)找出R基以确定氨基酸的种类和数量。如果多肽链较长,要抓住“NCC”这一主线,排除其他化学符号的干扰,中间的C原子上所连的必为R基和H。注意同一肽链中可能有相同的R基,因此回答氨基酸种类时要考虑此种可能。,备选例题 某蛋白质由两条环肽形成,并且两条环肽之间有侧链形成的肽键和二硫键连接,具体如图所示,现已知该蛋白质由m个氨基酸组成,那么形成该蛋白质过程中相对分子质量减少了( ) A.m18B.m18+2 C.(m+2)18+2D.m18-2 解析:该蛋白质由m个氨基酸形成,含有2条环状肽链且2条环状肽链间还有2个肽键,可知形成该蛋白质时的脱水数=肽键总数=2条环状肽上的肽键数+2条环状肽链间的肽键数=(m+2)个,形成SS时,脱去的氢原子为2个,所以形成该蛋白质过程中相对分子质量减少(m+2)18+2。,C,方法透析 有关环状肽的计算 肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。环状肽主链中无氨基和羧基,环状肽中游离氨基、羧基数取决于构成环状肽氨基酸R基中的氨基、羧基的数目。,【题组演练】 1.下面是三种氨基酸的结构式,由这三种氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中,含有氨基、羧基和肽键的数目依次是( ) A.1,1,2B.1,1,3C.1,2,2D.2,2,2 解析:三个氨基酸脱水缩合形成三肽化合物,失去两个水分子,形成两个肽键,在不考虑氨基酸中R基的情况下,三肽化合物有一个氨基和一个羧基,由于其中一个氨基酸的R基中含有一个羧基,故氨基、羧基和肽键的数目依次为1、2、2。,C,2.一条由59个氨基酸形成的环状多肽,其中有4个谷氨酸(R基为CH2CH2COOH),则该多肽( ) A.有58个肽键B.至多有56种氨基酸 C.至少有5个游离羧基D.可能没有游离氨基 解析:在环状多肽合成过程中,失去水分子数=肽键数=氨基酸数,该环状多肽有肽键59个;环状多肽中,只有多肽内部的R基中可能有游离的氨基和游离的羧基,因为谷氨酸的R基上有游离的羧基,所以该多肽至少有4个游离羧基,可能没有游离氨基;构成蛋白质的氨基酸最多只有20种。,D,3.如图是由n个氨基酸组成的某蛋白质的结构图,其中二硫键“SS”是蛋白质中连接两条肽链之间的一种化学键(SH+SHSS+2H),则下列说法正确的是( ) A.该蛋白质至少含有n-2个氧原子 B.合成该蛋白质时生成n-2个水分子 C.该蛋白质至少含有n+2个羧基 D.该蛋白质水解产物增加2n-4个氢原子 解析:图中蛋白质由2条肽链和一个环状肽组成,则该蛋白质含有n-2个肽键,至少含有n-2+2=n(个)氧原子;合成该蛋白质时生成n-2个水分子;该蛋白质至少含有2个羧基;该蛋白质水解时增加氢原子数为(n-2)2+22= 2n(个)。,B,生物界中的蛋白质高达10101012种,20种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢?下图中“”或者“”代表不同的氨基酸,分析各图代表的含义,归纳蛋白质结构多样性的原因。,图说教材:蛋白质结构多样性的原因,(1)图甲说明:氨基酸的种类不同,构成的肽链不同。 (2)图乙说明:氨基酸的数量不同,构成的肽链不同。 (3)图丙说明:氨基酸的排列顺序不同,构成的肽链不同。 (4)图丁说明:肽链的数目和空间结构不同,构成的蛋白质不同。,【跟踪训练】 关于蛋白质的结构说法错误的是( ) A.不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同 B.蛋白质的结构多样性和氨基酸的种类、数量、排列顺序和肽链的空间结构有关 C.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合 D.高温会使蛋白质变性,因此煮熟的食物容易被人体消化 解析:不同蛋白质含有的氨基酸数量可能不同;蛋白质的多样性与组成蛋白质的氨基酸的数量、排序、种类以及多肽链的空间结构有关;组成蛋白质的氨基酸之间的连接方式相同,都是通过脱水缩合反应由肽键连接;高温使蛋白质变性后,分子结构变得伸展松散,易被蛋白酶水解,但不会影响氨基酸的结构,易于人体吸收。,C,形成学科核心素养,(一)重要生物学概念 1.氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 2.氨基酸的结构通式为: 。 3.每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。 4.蛋白质中含有C、H、O、N等元素。 5.蛋白质多样性的原因:组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同及肽链形成的空间结构不同。 6.蛋白质的功能:组成细胞和生物体、催化、运输、调节和免疫等。,(二)学科核心素养 1.生命观念:形成“一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者”的自然观。 2.科学思维:运用归纳和概括的思维方法,能说出氨基酸的结构特点,明确氨基酸和蛋白质的关系,解释蛋白质结构和功能多样性的原因。 3.社会责任:关注蛋白质研究的新进展,增强爱国主义情感。,(三)网络构建 请尝试构建本课时知识网络。,谢谢观赏！,
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