【教案】（新教材北師大版必修1）：蛋白質(zhì)（ 教學(xué)設(shè)計）

1、3.3蛋白質(zhì)一、教學(xué)目標：學(xué)習(xí)目標：1.理解蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。2.說明細胞中蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因。3.概述氨基酸的結(jié)構(gòu)特點，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。核心素養(yǎng)：生命觀念：認知蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者?？茖W(xué)思維：通過推導(dǎo)氨基酸的結(jié)構(gòu)、脫水縮合過程，培養(yǎng)歸納與推理的能力。二、教學(xué)過程：【導(dǎo)入】提出問題，激發(fā)學(xué)生興趣：從某些動物組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術(shù)縫合線:手術(shù)后過一段時間，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。討論：1. 為什么這種縫合線可以被人體組織吸收?2. 這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收?這對你認識蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示?提問

2、學(xué)生能夠說出多少種富含蛋白質(zhì)的食品？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、純牛奶；還有肉、蛋類食品，如烤肉、肉腸、雞蛋等。蛋白質(zhì)是目前已知的結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、功能最強大的分子。細胞核中的遺傳信息，往往要表達成蛋白質(zhì)才能起作用。【新課】一、蛋白質(zhì)的功能結(jié)合課本P28圖2-8引導(dǎo)學(xué)生歸納蛋白質(zhì)的功能：類別功能舉例結(jié)構(gòu)蛋白許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)肌動蛋白、肌球蛋白等功能蛋白調(diào)節(jié)作用對細胞和生物體的生命活動有重要的調(diào)節(jié)作用胰島素、生長激素等催化作用催化細胞內(nèi)的多種化學(xué)反應(yīng)大多數(shù)酶等運輸作用有些蛋白質(zhì)具有運輸?shù)墓δ苎t蛋白等免疫作用能抵御侵入人體或高等動物體

3、內(nèi)的抗原物質(zhì)抗體等酶、激素與蛋白質(zhì)的關(guān)系(1)并非所有酶的本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，只是大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。(2)并非所有激素的本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，如性激素的本質(zhì)不是蛋白質(zhì)，而是固醇。蛋白質(zhì)是細胞的基本組成成分，具有參與組成細胞結(jié)構(gòu)、催化、運輸、信息傳遞、防御等重要功能；人體內(nèi)有數(shù)萬種不同的蛋白質(zhì)，能夠承擔(dān)多種多樣的功能，細胞的各項生命活動都離不開蛋白質(zhì)。所以說說蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。蛋白質(zhì)能夠承擔(dān)如此多的功能，與它的多樣性有關(guān)。生物界的蛋白質(zhì)種類多達10101012種，這與它的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。二、蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸1.氨基酸的種類組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其中8種是人體細胞不能合成的，稱

4、為必需氨基酸，這些氨基酸必須從外界環(huán)境中獲取；另外，13種氨基酸是人體細胞能夠合成的，稱為非必需氨基酸。通過順口溜記8種必需氨基酸：甲(甲硫氨酸)來(賴氨酸)寫(纈氨酸)一(異亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)書(蘇氨酸)。通過對課本P29甘氨酸、纈氨酸、丙氨酸和亮氨酸的結(jié)構(gòu)特點進行分析，引導(dǎo)學(xué)生歸納出氨基酸的元素組成及結(jié)構(gòu)特點：(1)組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)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點： 每種氨基酸分子至少含有一個氨基(NH2)和一個羧基(COOH)。每種氨基酸分子中都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，該碳原子還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團

5、，這個側(cè)鏈基團用R表示。各種氨基酸的區(qū)別在于R基的不同。氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：。把氨基酸分子比喻成人幫助學(xué)生理解氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，兩只手分別代表氨基和羧基，兩條腿代表氫，頭代表R基，軀干代表中心碳原子。如圖所示：(2)強調(diào)氨基、羧基、R基的書寫中要注意的問題：(1)正確的格式：NH2、COOH、R(千萬不要忘記在原子團前面加“”)。(2)避免兩種錯誤格式寫成NH2、COOH、R。寫成NH3、NH3、HCOOH等。(3)結(jié)構(gòu)通式及氨基和羧基不同表達形式的辨別(3)通過練習(xí)分辨氨基酸分子，進一步鞏固理解氨基酸的結(jié)構(gòu)。盡管氨基酸的種類有限，但卻構(gòu)成了種類繁多、功能多樣的蛋白質(zhì)。三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性

6、利用PPT展示氨基酸脫水縮合過程，解釋相關(guān)名詞，理解每一種蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能與它獨特的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。1.脫水縮合一個氨基酸分子的羧基(COOH)和另一個氨基酸分子的氨基(NH2)相連接，同時脫去一分子的水。(1)這種結(jié)合方式稱為脫水縮合，兩個氨基酸分子經(jīng)該過程形成的產(chǎn)物是二肽和水。(2)產(chǎn)物中連接兩個氨基酸的化學(xué)鍵名稱是肽鍵。(3)H2O中H的來源：一個來自氨基，一個來自羧基；H2O中O來源于羧基。2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次(1)蛋白質(zhì)的形成過程：氨基酸二肽三肽多肽多肽鏈盤曲、折疊具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。(2)許多蛋白質(zhì)分子都含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學(xué)鍵如二硫鍵相互結(jié)合在一起，同時，由于

7、氨基酸之間能夠形成氫鍵，使得肽鏈能盤曲折疊，因此，肽鏈不呈直線，也不在同一平面上，而是形成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。3.蛋白質(zhì)種類多樣性的原因在細胞中，氨基酸的數(shù)目成千上萬，氨基酸形成肽鏈時，其排列順序千變?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，因此，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)極其多樣。舉例說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變會引起蛋白質(zhì)功能的變化。如果氨基酸的序列改變或蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，就會影響其功能，如：人正常血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)呈球狀，正常紅細胞呈兩面凹的圓盤狀，如果血紅蛋白某一處的谷氨酸被纈氨酸取代，就可能形成異常的血紅蛋白，呈纖維狀，由它參與組成的紅細胞就會扭曲成鐮刀狀；運輸氧氣的能力降低。再如：雞蛋

8、、肉類經(jīng)煮熟后再吃容易被消化，原因是高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。4.補充說明什么是蛋白質(zhì)鹽析、變性和水解：鹽析：是由溶解度的變化引起的，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。變性：是由于高溫、過酸、過堿、重金屬鹽等因素導(dǎo)致的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了不可逆的變化，肽鏈變得松散，蛋白質(zhì)喪失了生物活性，但是肽鍵一般不會斷裂。水解：在蛋白酶作用下，肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽和氨基酸。水解和脫水縮合的過程是相反的。5.拓展延伸有關(guān)蛋白質(zhì)的一些計算：(1)假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽時：計算多肽的相對分子質(zhì)量時，除了考慮水分子的減少

9、外，還要考慮其他化學(xué)變化過程，如肽鏈上出現(xiàn)一個二硫鍵(SS)時，要再減去2(兩個氫原子)，若無特殊說明，不考慮二硫鍵。若為環(huán)狀多肽，則可將相對分子質(zhì)量計算公式na18(nm)中的肽鏈數(shù)(m)視為零，再進行相關(guān)計算。(2)利用原子守恒法計算肽鏈中的原子數(shù)：在一個氨基酸中，若不考慮R基，則含有2個碳原子、2個氧原子、4個氫原子和1個氮原子。在脫水縮合形成多肽時，要失去部分氫、氧原子，但是碳原子、氮原子的數(shù)目不會減少。其相關(guān)數(shù)量關(guān)系如下：碳原子數(shù)氨基酸的分子數(shù)2R基上的碳原子數(shù)。氫原子數(shù)各氨基酸中氫原子的總數(shù)脫去的水分子數(shù)2。氧原子數(shù)各氨基酸中氧原子的總數(shù)脫去的水分子數(shù)。氮原子數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)R基上的氮原子數(shù)各氨基酸中氮原子的總數(shù)。由于R基上的碳原子數(shù)不好確定，且氫原子