高一生物必修一2.2生命活动的主要承担者-蛋白质.doc

第二章 组成细胞的分子第二节 生命活动的主要承担者蛋白质一、教学目标1、说明氨基酸的结构特点，氨基酸的种类以及氨基酸形成蛋白质的过程。2、归纳总结蛋白质的结构和功能。3、理解蛋白质是生命活动的主要承担者。4、分析蛋白质的分子结构和种类的多样性。二、教学重点和难点 1、教学重点（1）氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。（2）蛋白质的结构和功能。 2、教学难点（1）氨基酸形成蛋白质的过程。（2）蛋白质的结构多样性的原因。三、教学方法：探究学习法，讲解法。四、教具：大头娃娃与肾结石婴儿的图片。五、教学过程 1、课题引入：上课，同学们好，请坐。首先我们来看一组图片。 第一张图片，大家都不陌生，这是2004年发生的大头娃娃事件，图中的婴儿因长期服用蛋白质含量不达标的劣质奶粉，造成了营养不良，头部肿大的严重后果，从而危害了婴儿的生命。 第二张图片，则是2008年发生的肾结石婴儿事件，不法商贩用三聚氰胺代替蛋白质，从而达到国家对奶粉中含氮量的要求，如此一来，“蛋白质”是达标了，但是，假蛋白对人体的危害却是巨大的。不难看出，这两起残害婴幼儿的事故中都提到了一个词，那就是蛋白质，那么蛋白质到底是什么呢？蛋白质在生命活动中又担任着怎样的角色呢？蛋白质又有哪些功能呢？2、新课讲解：上节课我们已经初步了解到蛋白质是细胞中含量最多的有机物，本节课我们将学习第二节生命活动的主要承担者蛋白质。本节课需要大家掌握蛋白质的化学元素组成、基本单位、分子结构以及它的主要功能。恩格斯曾经说过：“生命是蛋白质的存在方式。”没有蛋白质，就没有生命。蛋白质分子在生命活动当中几乎是无处不在的，那是因为它有着诸多重要的功能。同学们把书翻到23页，观察图2-7，根据图中给出的信息，你能说出蛋白质有哪些功能吗？同学们思考一下。（提问）大家回答的非常正确，我们来总结一下。我们平常每餐都要吃一些肉类，比如说猪肉、鱼肉等，其实就是为了补充蛋白质，那也就说明了蛋白质是构成肌肉的重要成分，因此，我们说，蛋白质能够参与构成细胞和生物体，这是它的一项基本作用，与肌肉类似的还有人的毛发，动物的羽毛以及蜘蛛吐出的丝等等。所以蛋白质的第一个功能就是构成细胞和生物体。我们动物体的生命活动需要每时每刻进行调节，才能保持一定稳定的状态，而最常见的调节生命活动的物质就是各种各样的激素。比如同学们都听说过胰岛素，它能够参与血糖的代谢调节，降低血液中葡萄糖的含量，从而达到降低血糖的效果。胰岛素如果分泌不足，人就会得糖尿病，而胰岛素就是一种蛋白质。因此，我们说，蛋白质还能够调节我们的生命活动，所以蛋白质的第二个功能就是调节生命活动。我们说，生命活动的本质就是细胞中所进行的各种各样的有序的化学反应，而这些化学反应之所以能在我们机体这样一个相对温和的条件下，快速地顺利地进行着，主要就是有一种强有力的催化剂，也就是酶，而催化新陈代谢的酶绝大多数都是蛋白质。因此，蛋白质还有催化作用。我们人体呼吸是为了获得氧气，排出二氧化碳，而氧气进入血液中就要靠红细胞中的血红蛋白来运输。因此，蛋白质还能够参与运输某些物质，我们称之为载体蛋白。所以，蛋白质还有运输作用。我们人体和其他动物生活在这个世界上，每时每刻都有可能受到外来病原体的侵染，但是我们机体内就能够产生专门针对这些病原体的强有力的抗体，来对其进行清除，而抗体正是一种蛋白质，也称免疫球蛋白。因此，蛋白质还有一种功能就是免疫作用。以上只是几个例子，就已经充分体现出蛋白质在生命活动中的重要作用，真的是无处不在。那么，除了上述功能外，你还知道蛋白质的其他功能吗？同学们讨论一下。（提问）好，蛋白质的功能还有很多，比方说蛋白质还能够调节或控制细胞的生长、分化和遗传信息的表达，阻遏蛋白就是一种。可以说，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。在上节课我们做过一个实验，实验的内容是检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的含量，我们发现在豆浆、花生种子原浆等生物组织中蛋白质含量较高。在我们的日常饮食中，许多食品都富含蛋白质，那么，你能说出几种富含蛋白质的食品吗？（提问）好，比如说瘦肉、牛奶、鸡蛋等都富含蛋白质，我们可以把他们归为三大类，也就是大豆制品，肉制品，奶制品。有的食品，如切面、面包为什么要在包装上特别标明添加某种氨基酸呢？（提问）那是因为氨基酸是人体进行生命活动所必需的成分，而有的氨基酸无法在人体内合成，必须从食物中获取。由此我们可以看出，蛋白质和氨基酸对于人体进行生命活动都有着极其重要的作用，那么二者之间是否存在某种联系呢？（提问）同学们思考一下。我们人体从食物中获取蛋白质，并不能直接吸收，必须要经过消化、分解成为各种氨基酸，才能被我们人体利用。因此，我们说，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。下面，我们就来学习氨基酸的知识。蛋白质之所以具有这么多重要的功能，其实是源于它有着多种多样的分子结构，那么作为组成蛋白质的基本单位，氨基酸又有着怎样的分子结构呢？同学们把书翻到20页，思考与讨论中已经给出了四种氨基酸的分子结构式，我们一起来写一下，分别是甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸。首先，我们看这四种氨基酸中都有哪些元素？（提问）很显然，有、四种元素，那也就意味着所有的蛋白质都含有这四种元素。因此，我们说，构成蛋白质的基本元素就是、。接下来，我们来仔细观察这四种氨基酸的分子结构式，比较那部分相同，那部分不同。通过对比，我们发现四种氨基酸的分子结构式中都含有一个（）和一个（）。在这里，（）叫做羧基，有羧基的就是酸，（）叫做氨基，有氨基的羧酸就是氨基酸。我们还发现，在的上方都连接着一个，是1价的，是4价的，为了保持平衡，在的下方必须连接一个1价的原子或原子团，也可以是一个侧链。比如在甘氨酸中连接了一个，保持了平衡；在丙氨酸中连接了一个,也保持了平衡。现在，我们将它们相同的也就是共有的部分抽离出来，那部分相同呢，我们一起来看，有一个羧基（），一个氨基（），还有一个，然后，将它们彼此不同的部分用一个字母来表示，由此，我们就得到了参与组成蛋白质的氨基酸的结构通式。我们来仔细观察这个通式，既然是通式，那也就意味着所有参与组成蛋白质的氨基酸都是这种形式的。因此，我们能够归纳出这类氨基酸的结构特点，在每个氨基酸中至少有一个氨基（）和一个羧基（），并且这个氨基和这个羧基一定是连接在同一个上的。我们归纳一下就是：每种氨基酸至少都含有一个氨基（）和一个羧基（），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。这句话非常的重要，通常我们用它来判断一个分子式是否为氨基酸。在考试当中，经常会给你一些分子式，让你来判断哪些是氨基酸，那些不是氨基酸，这个时候就要用到这句话，所以大家要重点掌握。在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有二十种，其中八种氨基酸是必须从食物中获取的，如赖氨酸、苯丙氨酸等。这八种氨基酸就叫做必需氨基酸。剩余的十二种氨基酸就属于非必需氨基酸，因为人体内的细胞可以相互转化，从而保证机体的正常活动。那么有同学要问了，如何补充这八种必需氨基酸呢？其实不用刻意去补充，因为在我们的日常饮食中就含有这八种必需氨基酸，比如一些动物性食物，像瘦肉、牛奶等都能够提供人体所需。我们说，氨基酸是组成蛋白质的基本单位，而蛋白质就是由好多个氨基酸分子相互连接在一块儿形成的，那么，氨基酸之间是如何连接的呢？这就是我们接下来要学习的：蛋白质的结构。我们一起来看氨基酸之间是怎样连接的。首先，我给出两个氨基酸分子，它们必须在特定的条件下，也就是催化剂酶的作用之下，才能发生化学反应。那么它们之间如何发生化学反应呢？我们看，一个氨基酸分子中的羧基中的羟基与另一个氨基酸分子中的氨基中的氢发生了结合，我们用虚线画出来，结合之后呢，很显然就是水了，并且脱去，剩下的两部分之间就形成了一道化学键，将它们连接在了一起，这个过程就叫做脱水缩合。我们看，脱去了一分子水，两个氨基酸便缩合在了一起，这种新物质我们称之为肽。因为是由两个氨基酸脱水缩合连接在一块儿形成的，所以也叫做二肽，我们把它标明二肽。那如果再连接一个氨基酸就是三肽。依此类推如果好多个氨基酸脱水缩合连接在一块儿形成的就叫多肽。显然，多肽呈链状，我们也称之为肽链。在肽链当中负责将一个一个氨基酸连接在一块儿的化学键，我们把它叫做肽键，也就是二肽中这一部分，要注意在书写时中间的连字符一定不能省略，否则就是四个字母的排列，没有任何意义。好，我们来一起归纳一下脱水缩合的反应过程。想像一下，长长的肽链就像一列火车，一个一个氨基酸就是一节一节车厢，而车厢与车厢连接的挂钩部分就是肽键。现在老师给出一道计算题，在一个十肽中有多少个肽键？很明显，连接的部分有九个，那么它就有九个肽键。那如果是肽呢？当然就是（）个肽键了。然而一个蛋白质分子当中并非只有一条肽链，也可能有多条肽链，此时，我们就有必要给出求蛋白质分子中肽键数的公式。整个蛋白质分子中氨基酸的数量减去肽链的数量就等于肽键的数量。这个公式非常的实用，在考试当中，通常已知其中两个量求第三个量，因此，同学们在熟练掌握的基础上，要灵活运用。现在我们已经了解了肽链的结构，但是肽链并不是最终的蛋白质。在蛋白质分子中，肽链必须卷曲、折叠，形成特定的空间结构，也就是一个三维立体的空间结构，你、并且是正确的，才能成为一个有活性、有功能的蛋白质。由此，我们可以归纳出由氨基酸形成蛋白质的一般过程。首先是氨基酸脱水缩合形成二肽，连接一个氨基酸形成三肽，一直延伸到多肽，肽链并非只有一条，因此是一条或多条肽链卷曲、折叠，最后形成蛋白质。生活经验告诉我们，吃熟鸡蛋更容易消化，这就涉及到了蛋白质的变性问题。其实在高温条件下，蛋白质会发生不可逆的变性，其实质就是这种三维立体的空间结构遭到了破坏，其中破坏的是氢键，而不是肽键。由此，我们总结出，变性问题的实质就是维持蛋白质分子结构的氢键遭到破坏，而不是肽键。这一点要特别注意，不能混淆，肽键是不会被破坏的。现在老师有一个问题，为什么蛋白质分子的结构具有多样性呢？为什么有那么多种蛋白质呢？（提问）其实，人体中构成蛋白质的氨基酸有20种，氨基酸形成的肽链排列顺序成百上千，肽链的卷曲、折叠方式及其形成的空间结构又千差万别，因此，蛋白质分子的结构是多种多样的，从而体现出蛋白质种类的多样性。3、小结：以上就是本节课的内容。本节课要重点掌握氨基酸的结构通式，二胎的脱水缩合反应过程，肽键的结构和计算方法，以及蛋白质的主要功能。4、作业：24页1、2、3下课。六、板书设计第二节 生命活动的主要承担者蛋白质一、 蛋白质的功能1、 构成细胞和生物体2、 调节生命活动3、 催化作用4、 运输作用5、 免疫作用 甘氨酸 缬氨酸丙氨酸 亮氨酸二、 氨基酸组成蛋白质的基本单位1、 构成蛋白质的基本元素：C、H、O、N2、 结构通式：3、 特点：每种氨基酸至少都含有一个氨基（）和一个羧基（），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。4、 分类：氨基酸：20种必需氨基酸：8种非必需氨基酸：12种三、 蛋白质的结构1、 脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基与另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。2、 二肽多肽（肽链）、肽键CONH3、 氨基酸的数量-肽链数=肽键数4、 过程：氨基酸二肽三肽多肽一条或多条肽链卷曲、折叠蛋白质5、 变性问题：维持蛋白质分子结构的氢键遭到破坏，而不是肽键。