高中生物《生命活动的主要承担者蛋白质》教案10 新人教版必修1.docx
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高中生物《生命活动的主要承担者蛋白质》教案10新人教版必修1
2019-2020年高中生物《生命活动的主要承担者——蛋白质》教案10新人教版必修1
【考点解读】
1.说明氨基酸的结构特点,以及氨基酸形成蛋白质的过程。
2.概述蛋白质的结构和功能。
3.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
4.关注蛋白质研究的新进展。
5.学习重点是氨基酸的结构特点,以及氨基酸形成蛋白质的过程和蛋白质的结构和功能。
6.学习难点是氨基酸形成蛋白质的过程和蛋白质结构多样性的原因。
【自主探究】
1、学海导航：
知识点
观察与思考
归纳与结论
蛋白质在细胞中的含量
占细胞鲜重的7～10%；
占细胞干重的50%以上。
蛋白质是细胞中含量__________的有机化合物。
蛋白质的组成
基本组成单位：
__________。
在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有__________种
元素组成：
主要含有____________________，
有的含P和S。
氨基酸
氨基酸的结构有什么特点？
1、每种氨基酸分子至少都含有一个_______（）和一个_________（）；
并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
这个碳原子还连接一个___________和一个____________。
各种氨基酸的区别：
____________不同。
氨基酸分子的结构通式：
_______________________________。
什么是必需氨基酸？
什么是非必需氨基酸？
必需氨基酸：
有___种氨基酸，是人体细胞______合成的，必须从外界环境________获取。
非必需氨基酸：
有______种氨基酸，是人体细胞_________合成。
蛋白质的结构
20种氨基酸怎样构成种类
如此众多的蛋白质？
写出氨基酸脱水缩合的示意图：
______________________
______________________
1．氨基酸分子相互结合的方式是：
________________和____________________相连接，同时脱去______________，这种结合方式叫做____________。
2．连接两个氨基酸分子的化学键（____________）叫做___________。
3．由两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫做_____________。
4．由多个氨基酸分子缩合而成，含有多个肽键的化合物叫做____________。
5．多肽通常呈链状结构，叫做__________。
n个氨基酸形成一条肽链时，脱掉_________个水分子，形成__________个肽键；如果n个氨基酸形成m条肽链时,脱掉_________个水分子，形成__________个肽键。
肽键数=_________________
=___________—__________。
吃熟鸡蛋容易消化吗？
高温使蛋白质发生变性后，蛋白质的空间结构变化了吗？
肽键变化了吗？
容易消化。
原因是高温使蛋白质分子的__________变得伸展、松散，容易被_________水解。
空间结构________________。
肽键_________________。
蛋白质结构的多样性
为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？
原因：
1．_________________________________；
2．_________________________________；
3．_________________________________；
4．_________________________________。
蛋白质功能的多样性
为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？
阅读课本23页图2-7
功能：
1．_________________________________；
2．_________________________________；
3．_________________________________；
4．_________________________________；
5．_________________________________。
2、例题精析：
〖例1〗下列为某一多肽化合物的分子结构式，请回答有关问题：
（1）上述结构中，代表氨基的结构式为_________；代表羧基的结构式为_________；
代表肽键的结构式为____________；其中________________、_____________为R基。
（2）上述化合物是由__________种氨基酸组成。
（3）该化合物是由______个氨基酸失去_______分子水形成的，该化合物称为________，
这样的反应叫做___________。
水分子中的氧来自于__________，氢来自于___________。
解析：
（1）考查氨基酸的结构通式。
（2）氨基酸的种类是由R基决定的，根据R基结构可以数出有2种氨基酸。
（3）要知道构成该化合物的氨基酸的数目，应首先找到肽键（—CO—NH—）的位置，从图中可以看出有3个氨基酸通过2个肽键连接，肽的命名和构成该化合物的氨基酸的数目相同，因此该化合物称为三肽。
脱水缩合时前一个氨基酸的—COOH提供羟基（—OH），后一个氨基酸的—NH2提供氢（—H），“—OH”和“—H”结合生成水。
答案：
（1）—NH2—COOH—CO—NH——CH3—CH2OH
（2）两（3）三两三肽脱水缩合—COOH—NH2和—COOH
〖例2〗某一条多肽链中共有肽键151个，则此分子中—NH2和—COOH的数目至少有（）
A．152；152 B．151；151C．1；1 D．2；2
解析：
每两个相邻的氨基酸之间会形成一个肽键。
因此在肽链的两端一定是（—NH2）和（—COOH），如果构成多肽的每个氨基酸分子的R基上没有（—NH2）和（—COOH），这时该多肽所含的（—NH2）和（—COOH）数最少。
答案：
C
〖例3〗现已知构成蛋白质的氨基酸共20种，它们的平均分子量为128，由50个氨基酸形成的某蛋白质的一条多肽链的分子量是（）
A．6400 B．2560C．5518 D．2218
解析：
氨基酸形成蛋白质的过程是一个脱水缩合的过程，通过相邻的氨基酸脱去一分子水、形成肽键而连接起来。
因此，在计算氨基酸一条多肽链的分子量时，仅仅算出氨基酸的总分子量是不够的，还要计算出脱去的水的分子量，两值相减才是多肽链的分子量。
即：
一条多肽链的分子量=氨基酸的总分子量-脱去的水的总分子量，因此本题的计算过程为：
128×50-18×49=5518。
若为一条肽链时，则脱水数=肽键数=n-1（n表示氨基酸数）
若为m条肽链时，则脱水数=肽键数=n-m（n表示氨基酸数,m表示肽链数）
答案：
C
【自我诊断】
●基础题
1．下列哪项不是蛋白质在人体内的主要生理功能（）
A．调节作用 B．免疫作用C．运输作用 D．遗传作用
答案：
D
2．某蛋白质分子由四条肽链组成，共含氨基酸分子500个，在脱水缩合形成该蛋白质分子过程中，形成的肽键和水分子数分别是（）
A．504个和498个 B．496个和499个C．499个和499个 D．496个和496个
答案：
D
3．能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字是（）。
①氨基酸②C、H、O、N等元素③氨基酸分子相互结合④多肽
⑤形成一定的空间结构
A．①③④⑤②B．②①④③⑤C．②①③⑤④D．②①③④⑤
答案：
D
4．鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，这是由于高温破坏了蛋白质的（）
A．肽键B．肽链C．空间结构D．氨基酸
答案：
C
5．血液中的血红蛋白和肌肉中的蛋白质的结构不相同的原因（）
A.所含氨基酸的种类不同B．所含氨基酸的数目不同
C．所含氨基酸的排列顺序不同
D．所含氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构都不同
答案：
D
6．R基为—C3H5O2的一个谷氨酸分子中，含有C、H、O、N的原子数分别为（）
A．5、9、4、1B．4、8、5、2C．5、8、4、1D．4、9、4、1
答案：
A
7．甘氨酸和丙氨酸最多能形成二肽（）
A．1种B．2种C．4种D．6种
答案：
C
8.由一分子丙氨酸、一分子甘氨酸、一分子精氨酸,可以组成多少种三肽（）
A．6种B．9种C．12种D．27种
答案：
A
9.赖氨酸的分子式为C6H14O2N2,则赖氨酸的R基为（）
A．—C4H10NB．—C4H10OC．—C4H10OND．—C5H11N
答案：
A
10.某蛋白质的分子式为C63H103O65N17S2，他最多可含有几个肽键（）
A．16B．17C．18D．19
答案：
A
11．组成生物体蛋白质的氨基酸中，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于
A.两者的R基组成不同B.酪氨酸的氨基多
C.两者的结构完全不同D.精氨酸的羧基多
答案：
A
12．下列关于蛋白质的论述，正确的是（）
A．每种蛋白质都含有C、H、O、N、S等元素B．每种蛋白质的分子结构中都有肽键
C．蛋白质是调节生物体新陈代谢的唯一物质D．酶都是蛋白质
答案：
B
●拓展题
13．现有1000个氨基酸，其中氨基1020个，羧基1050个，则由此合成的4条多肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目分别是（）
A．999、1016、1046B．999、1、1C．996、24、54D．996、1016、1046
答案：
C
14．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.CO2进入叶绿体
C.葡萄糖在细胞内氧化分解D.细胞识别
答案：
B
15．蛋白质的结构具有多样性，下列各项与决定蛋白质多样性无关的是
A．DNA中脱氧核苷酸的排列顺序B．RNA中核糖核苷酸的排列顺序
C．组成肽键的化学元素D．组成多肽的肽键数量
答案：
C
16．从某种真核细胞中提取出大量核糖体，放入含下列几种有机物（其中的氮原子已被15N标记）的培养液里，假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件。
请回答：
①NH2-CH2-COOH②NH2-CH2-CH2OH③NH2-CH（COOH）-CH2-COOH
④NH2-CH（NH2）-CH2-COOH⑤NH2-CH（COOH）-CH2SH
（1）实验中，核糖体所要完成的功能就是把上述物质中的____________（填序号），通过_____________方式合成多肽（蛋白质）。
（2）上述有机物合成的多肽至少含有____________个氨基和___________个羧基。
（3）实验中，检测到某一多肽含20个15N，则该多肽最多有__________________个肽键。
肽键的化学结构式是____________________________________。
（4）实验结果分析，培养液中生成了多种产物，这说明了蛋白质的分子结构具有__________________，这种结构特点决定了__________________。
答案：
（1）1、3、5脱水缩合
（2）1 2 （3）19—CO—NH—
（4）多样性功能的多样性（蛋白质分子具有多种功能）
【相关链接】
1、蛋白质分子的复杂结构
蛋白质分子的多样性是由蛋白质分子的复杂结构决定的。
蛋白质分子结构十分复杂，可以分为四级结构：
一级结构是指蛋白质分子的多肽链中氨基酸的种类和排列顺序；二级结构是指蛋白质分子中多肽链本身的折叠方式（包括螺旋结构）；三级结构是指螺旋的肽链结构再盘绕折叠成复杂的空间结构；四级结构是指含有两条或多条肽链的蛋白质中，各条肽链之间依靠电引力、分子引力、氨基酸侧链的相互作用，联合成更为复杂的空间构象的大分子。
所以，蛋白质分子的多样性是由氨基酸的种类、数目和排列顺序以及多样、复杂的空间结构决定的。
2、蛋白质的主要理化性质
（1）两性
因为蛋白质是α氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，分子内存在—NH2和—COOH，所以蛋白质具有酸碱两性。
（2）盐析
由于蛋白质分子的直径达到了胶体微粒的大小，所以蛋白质溶液是胶体。
加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来，这个过程叫盐析。
盐析作用主要破坏蛋白质的水化层，所以当盐析沉淀出的蛋白质重新用水处理时，沉淀重新溶解、性质不变。
因此盐析是可逆反应。
利用此法可以分离、提取蛋白质。
（3）变性和凝固
蛋白质分子在一定的生理或化学因素的影响下，其分子结构发生改变，从而改变蛋白质的性质，这个变化叫做蛋白质的变性。
蛋白质变性后就失去了生理活性，也不再溶于水，从溶液中凝结沉淀出来，这个过程叫蛋白质的凝固。
高温灭菌消毒，就是利用加热使蛋白质凝固从而使细胞死亡。
（4）水解反应
蛋白质在酸、碱或酶的作用下，能生成一系列中间产物，最后生成α氨基酸。
（5）显色反应
蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。
例如分子中有苯环的蛋白质与硝酸作用时呈黄色。
蛋白质与水合成茚三酮反应显紫色。
2019-2020年高中生物《生命活动的主要承担者——蛋白质》教案11新人教版必修1
一、教学目标的确定
在课程标准的具体内容标准中，与本节内容相对应的条目是“概述蛋白质的结构和功能”。
要达成这一目标，讲授过程中就应该以结构与功能相适应的生物学观点为主线，首先联系初中知识引导学生说出蛋白质有哪些重要功能，再结合教材中蛋白质主要功能示例，进行这一部分的学习。
在了解了蛋白质多种多样的功能后，重点学习蛋白质的结构。
首先学习蛋白质的基本组成单位──氨基酸的结构特点，以及由氨基酸形成蛋白质的过程，然后,组织学生运用刚获取的知识对人工合成蛋白质进行探讨，在探讨过程中理解蛋白质结构多样性的原因，最后再次呼应“结构与功能的适应”的观点，引导学生发现实例中更深刻的知识，进而回归主题──蛋白质是生命活动的主要承担者。
根据以上对教材编排的理解，将本节知识目标定为:
1.说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸的种类。
2.概述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.关注蛋白质研究的新进展。
本节能力目标为：
1.尝试建立氨基酸结构通式的球棍模型（模仿水平）。
2.使用球棍模型演示脱水缩合过程，肽链形成具有空间结构的蛋白质（独立操作水平）。
3.能够利用多媒体搜集相关信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息。
本节情感目标为：
1.体验人工合成牛胰岛素的大致合成过程（感受水平）。
2.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
3.初步形成生物体的结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点。
树立辩证唯物主义自然观，逐步形成科学的世界观。
4.认识生物科学的价值，乐于学习生物科学，初步养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
二、教学设计思路
由于学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识（特别是对连接各原子间的化学键感到尤为困惑），细胞的分子组成又是微观的内容，比较抽象，所以在教学时，应注意联系学生的生活经验，利用模型模拟或图解加强教学的直观性，增加学生对微观内容的感性认识，使学生在主动获取知识的过程中完成重点、难点知识的学习，锻炼动手能力、提高思维能力，形成相应的观点。
引导回顾初中知识创设问题情境
↓
交流归纳蛋白质的功能
↓
播放一则洗发水广告
↓
激发思考蛋白质与氨基酸的关系
↓
引入氨基酸及其种类的学习
↓
学生活动:
观察四种氨基酸的结构式
↓
讨论、总结氨基酸的结构通式
↓
尝试用球棍模型模拟氨基酸的结构通式
↓
拓展思考氨基酸的结构特点及其他性质
↓
引出氨基酸种类的学习
↓
利用强烈的数据对比，过渡到氨基酸怎样形成蛋白质
↓
学生活动：
阅读课文并观察氨基酸脱水缩合示意图
↓
学生活动：
小组合作尝试描述
↓
启发引导完成旁栏思考，并讨论肽链的空间结构
↓
观察氨基酸形成蛋白质的示意图
↓
分析蛋白质的结构层次
↓
介绍人工合成蛋白质的过程
↓
师生共同探讨人工合成牛胰岛素的过程
↓
导出蛋白质的多样性原因
↓
总结、评价回归主题
三、教学实施过程
学习阶段
教师组织与引导
学生活动
教学意图
问题导学
主动获取知识
加工信息，主动探究，了解知识的应用价值。
阐明结构与功能的关系，促进理解
系统总结
教师投影一则洗发水的产品介绍。
启发思考：
在洗发水中都含有哪些成分?
为什么氨基酸能有效修复发质？
发膜的主要成分是什么？
评价回答，总结蛋白质和氨基酸都是生命活动所必需的生命物质。
它们之间存在着什么关系？
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
氨基酸有哪些特点呢？
展示四种氨基酸的结构式（甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸）
引导启发：
教师组织与引导
1.组成氨基酸的基本元素是什么？
2.四种氨基酸在结构上有哪些共同点？
又有哪些差别之处？
教师给与必要的补充，注意语言表述的准确性。
3.尝试写出氨基酸分子的结构通式。
教师巡查学生书写情况，启发学生依据书写情况与教材作对比来发现问题，强调结构通式的不同写法。
引导学生通过球棍模型加深对氨基酸结构的理解，特别要形成其空间结构的认识：
（通过对蛋白质的空间结构的理解，为下一步的理解肽链的空间结构做铺垫）
桔红色球：
氢原子
黑色球：
碳原子
绿色球：
氧原子
蓝色球：
氮原子
小铁棍：
化学键
弹簧棍：
碳氧双键
（要求）装配出一个甘氨酸或丙氨酸
深入探讨:
1.我们插装的甘氨酸的侧链基团是什么?
2.R基的不同如何决定氨基酸种类的不同?
尝试用模型变换（课下完成）
3.R基上能不能含有-NH2或-COOH?
课件展示特殊氨基酸
赖氨酸（含-NH2）
天冬氨酸（含-COOH）
启发引导:
生物体中组成蛋白质的氨基酸只有20种，而据估计，生物界的蛋白质种类多达1010～1012种。
氨基酸是怎样形成蛋白质的呢?
根据由部分到整体的认知规律，
先引导:
两个相同或不同的氨基酸分子脱水缩合过程
讨论:
1.氨基酸形成蛋白质的大致过程是怎样的?
2.两个氨基酸脱水缩合反应生成一个二肽，失去几分子水?
3.三个氨基酸脱水缩合，失去几分子水?
4.N个氨基酸脱水缩合反应呢?
演示:
氨基酸分子脱水缩合形成两条链的过程
1.拿一条两头系有不同颜色紧扣的绳子表示一条多肽链
2.拿剪刀从中间剪开表示肽键的断裂
思考:
肽键断裂后需要作出哪些修饰，使其形成两条完整的多肽链?
评价学生回答加以总结教师组织与引导
引导学生观察:
“氨基酸形成蛋白质的示意图”
完成“思考与讨论”
利用课前搜集的有关人工合成蛋白质材料，联系本书的科学家访谈:
1.如果你是中国人工合成牛胰岛素科研领导小组的成员，你认为首先应做哪些方面的工作以免少走弯路?
2.设计一个怎样的方案，以期更科学、更合理?
（方案要合理）
3.如果人工合成的牛胰岛素没有达到预期的结果，你应该做哪些方面的分析?
评价学生回答，总结出蛋白质结构多样性的四大原因。
引导学生再次思考蛋白质功能实例中如何体现结构与功能的适应这一生物学观点。
讨论:
1.对于蛋白质的功能，你还能作出补充吗?
2.人类研究蛋白质的功能有什么意义?
教师组织与引导。
展示知识概念图。
本节课要理解:
氨基酸形成蛋白质的过程，蛋白质的结构和功能多样性的原因。
思考回答：
许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白,如羽毛、肌肉、头发的成分主要是蛋白质。
思考回答：
C、H、O、N等。
观察对比，尝试用语言描述。
倾听，并以小组为单位，合作完成。
总结氨基酸在空间结构上的特点。
学生思考回答:
1.甘氨酸的侧链基团是氢基
2.学生初步思考
3.R基上可以含有-NH2或-COOH，进一步理解“每个氨基酸分子至少都含有一个-NH2和-COOH”
获取信息，主动思考，体会巨大的数字差别蕴含有哪些信息。
观察“氨基酸脱水缩合示意图”，阅读氨基酸脱水缩合过程的文字、图解，以小组为单位，讨论交流，并尝试利用手中的模型模拟此过程。
根据模型作出描述。
思考作答。
总结得出公式:
形成肽键数（脱去的水分子数）=氨基酸分子数-肽链条数。
主动参与交流表达，更深入理解氨基酸形成蛋白质的过程，运用已学知识，解决实际问题。
1.整合资料信息，能说出几个关键步骤。
2.方案要合乎生物学原理，合成后的牛胰岛素要验证其是否有活性。
3.合成多肽链时少一个氨基酸分子。
合成多肽链时，氨基酸的连接顺序出现错误。
合成多肽链时，未严格按照规定的17种氨基酸进行合成。
未严格按照其肽链折叠方式进行合成（意思对即可）。
能够深层挖掘，作出相应描述。
回答问题，了解“国际人类蛋白质组计划”的研究进展及成就。
学生能回答出组成蛋白质的基本单位──氨基酸，氨基酸分子的结合方式，蛋白质的结构层次，蛋白质结构多样性的原因，及其与蛋白质功能多样性的关系。
激发学生的学习兴趣，寓教于乐，同时为知识点的切入提供了良好的素材，为讲述氨基酸是组成蛋白质的基本单位做铺垫。
考虑到这里出现的“基本单位”一词，学生接受可能有些许困难，所以采取了直接讲授的方法。
这一环节的教学属于本节的重难点，培养学生处理信息的能力。
使其主动感知知识的形成。
由于学生的化学知识有限，通过动手环节会更直观，突破学习难点，进而加深对各学科间相互关系的认识。
激发学生思维，加深对教材的理解，培养学生吃透知识的能力。
通过强烈的数字对比启发学生主动发现问题提出问题，进而解决问题。
在实际动手操作中享受学习的快乐。
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