新教材蘇教版生物必修1課件1-3-1細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和核酸-細(xì)胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成

第3節(jié)細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和核酸第1課時(shí)細(xì)胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成從某些動(dòng)物組織中提取的膠原蛋白，可以用來(lái)制作手術(shù)縫合線。手術(shù)后過一段時(shí)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。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(duì)你認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示針對(duì)醫(yī)學(xué)中的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察分析并提出問題，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。闡明蛋白質(zhì)通常由20種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸序列及其形成的空間結(jié)構(gòu)，細(xì)胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成。1.通過對(duì)蛋白質(zhì)的學(xué)習(xí)，建立生命的物質(zhì)性的觀點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)與功能觀角度理解蛋白質(zhì)的多樣性。（生命觀念）2.從氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)理解氨基酸脫水縮合的過程，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型解答與蛋白質(zhì)有關(guān)的計(jì)算問題。（科學(xué)思維）3.從蛋白質(zhì)功能多樣性角度明確蛋白質(zhì)與人體健康的關(guān)系。（社會(huì)責(zé)任）

體會(huì)課堂探究的樂趣，汲取新知識(shí)的營(yíng)養(yǎng)，讓我們一起吧！進(jìn)走課堂CHCHH2NOHO甘氨酸CHCH2NOHOCH3CH3纈氨酸CHCH2NOHOCH3丙氨酸CHCH2NOHOCH2CH3CH3亮氨酸CHCH觀察以下氨基酸的分子結(jié)構(gòu)式，說出蛋白質(zhì)由什么元素組成？通過對(duì)氨基酸的結(jié)構(gòu)式進(jìn)行觀察、提問，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。1．組成元素：除含有______________外，大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有____。2．基本單位(1)蛋白質(zhì)的基本組成單位是________。(2)種類：自然界中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的氨基酸有______，而在生物體內(nèi)，蛋白質(zhì)通常由常見的____種氨基酸分子組成。一、蛋白質(zhì)的組成元素和基本單位C、H、O、NS

氨基酸

幾百種20

決定氨基酸種類連接在同一個(gè)碳原子上3.氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：基于生物學(xué)事實(shí)運(yùn)用模型與建模等方法，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)。①元素組成上：②結(jié)構(gòu)組成上：③氨基和羧基的連接上：分析氨基酸，從以下三個(gè)方面探究其共同點(diǎn)。都含有Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ四種元素。都含有一個(gè)中心碳原子和Ｒ基，都至少含有一個(gè)氨基、一個(gè)羧基。都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一碳原子上。對(duì)氨基酸元素組成、結(jié)構(gòu)組成等特點(diǎn)進(jìn)行歸納與概括，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)。氨基酸的結(jié)構(gòu)通式中只含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，為什么說“每個(gè)氨基酸中至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基”呢？？R基中也可能含有氨基或羧基。如：谷氨酸賴氨酸含有2個(gè)羧基含有2個(gè)氨基對(duì)氨基酸的結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)進(jìn)行觀察分析并提出問題，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。蘇氨酸CH3CHOHCH

NH2COOH苯丙氨酸CH2CH

NH2COOH請(qǐng)寫出下面兩種氨基酸的R基決定氨基酸種類R基分析①R基的判斷：排除法，即找出氨基酸的共同體(連接在同一碳原子上的—NH2、—COOH和—H)，剩下的部分為R基。②決定氨基酸的種類和理化性質(zhì)。③決定氨基酸中所含氨基和羧基的數(shù)量：除了連接在同一個(gè)碳原子上的氨基和羧基外，多余的氨基和羧基一定位于R基中。④決定氨基酸的組成元素：氨基酸結(jié)構(gòu)通式中含有C、H、O、N四種元素，若含有其他元素則一定位于R基中。【歸納提升】【例1】下列物質(zhì)中，不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的是(

)B構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸，至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，連接在同一碳原子上。氨基酸如何形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)呢？針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1.氨基酸形成蛋白質(zhì)的方式：CHCH2NOHOR1CHCNOHOR2H2HH脫水縮合－OHH－－HOH－CHCH2NOR1CHCNOHOR2HH2O肽鍵二肽脫水縮合反應(yīng)觀看動(dòng)畫，回答下列問題：氨基酸脫水縮合過程中參與“脫水”的結(jié)構(gòu)是哪部分？提示：相鄰氨基酸中一個(gè)氨基酸的-COOH(羧基)提供的“-OH”與另一個(gè)氨基酸的-NH2(氨基)提供的“-H”結(jié)合產(chǎn)生水。對(duì)氨基酸的脫水縮合這種生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察分析并提出問題，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。CCHR1NH2COCHR2HNO肽鍵CHCOOHR3HN肽鍵三肽以此類推，由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的含有多個(gè)肽鍵的化合物，叫多肽。多肽通常呈鏈狀，叫作肽鏈。基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用模型與建模等方法，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)。肽鏈中的肽鍵數(shù)與氨基酸個(gè)數(shù)的關(guān)系：氨基酸肽鍵肽鍵數(shù)=6－1肽鍵數(shù)=8－2肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)=脫去水分子個(gè)數(shù)肽鍵數(shù)=3－1基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用模型與建模等方法，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)?！窘Y(jié)論】脫水?dāng)?shù)＝肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量＝氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量×氨基酸數(shù)－18×脫水?dāng)?shù)m個(gè)氨基酸分子脫水縮合形成的1條肽鏈至少含有___個(gè)游離的氨基和

個(gè)游離的羧基；m個(gè)氨基酸脫水縮合形成n條肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)中，至少含有______個(gè)游離的氨基和

個(gè)游離的羧基。11nn對(duì)蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算進(jìn)行歸納與概括，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)。二硫鍵HCCH2COHONHHSHCCH2COHONHHSHH半胱氨酸部分氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程中，要形成二硫鍵“—S—S—”，它是由2個(gè)“—SH”脫氫形成的。如果計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量題目要求考慮二硫鍵，注意每個(gè)二硫鍵形成時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量減少2。2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：觀察圖片，說說從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？針對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性，進(jìn)行觀察分析，并提出問題，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。？構(gòu)成肽鏈的氨基酸種類不同，肽鏈的結(jié)構(gòu)則不同；如果以代表不同的氨基酸，則下列幾種情況由氨基酸構(gòu)成的肽鏈?zhǔn)欠裣嗤坎⒄f明理由。構(gòu)成肽鏈的氨基酸數(shù)目不同，肽鏈的結(jié)構(gòu)則不同；構(gòu)成肽鏈的氨基酸排列順序不同，肽鏈的結(jié)構(gòu)則不同；多肽鏈形成后，往往要盤曲、折疊形成不同的空間結(jié)構(gòu)。針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問，。體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。氨基酸的排列與多肽種類的計(jì)算假若有A、B、C三種氨基酸，由這三種氨基酸組成多肽的情況可分為如下兩種情形分析：(1)每種氨基酸都無(wú)限的情況下,

可形成二肽的種類為

種，可形成三肽的種類為

種。(2)每種氨基酸只有一個(gè)的情況下，形成二肽的種類為

種，形成三肽的種類為

種。二肽：AA,AB,AC,BA,BB,BC,CA,CB,CC三肽：AAA,AAB,AAC,ABA,ABB,ABC,ACA,ACB,ACC,BAA,BAB,BAC,BBA,BBB,BBC,BCA,BCB,BCC,CAA,CAB,CAC,CBA,CBB,CBC,CCA,CCB,CCC92766基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用模型與建模，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)。A．含有兩條肽鏈B．共有126個(gè)肽鍵C．R基中共含17個(gè)氨基D．形成該蛋白質(zhì)時(shí)共脫掉125個(gè)水分子【例2】有關(guān)下圖中蛋白質(zhì)的敘述，正確的是(

)A蛋白質(zhì)中羧基數(shù)共有17個(gè)，其中R基上有15個(gè)，說明肽鏈末端有2個(gè)，每條多肽鏈至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，故此蛋白質(zhì)分子含有2條肽鏈。肽鍵數(shù)＝126(氨基酸數(shù))－2(肽鏈數(shù))＝124。R基中氨基數(shù)＝17－2＝15。肽鍵數(shù)＝脫去的水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝126－2＝124(個(gè))，形成該蛋白質(zhì)時(shí)共脫掉124個(gè)水分子。

1．多肽中氨基數(shù)、羧基數(shù)、氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)和脫水?dāng)?shù)的計(jì)算【歸納提升】2．蛋白質(zhì)中含有N、O原子數(shù)的計(jì)算(1)N原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)(肽鏈一端游離的氨基數(shù))＋R基上的N原子數(shù)＝各氨基酸中N原子總數(shù)。(2)O原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)(肽鏈一端游離的羧基數(shù))＋R基上的O原子數(shù)＝各氨基酸中O原子總數(shù)－脫去水分子數(shù)(肽鍵數(shù))。(3)H原子數(shù)＝各氨基酸H原子總數(shù)－2×肽鍵數(shù)(－2×二硫鍵數(shù))。對(duì)蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算進(jìn)行歸納與概括，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)。(1)蛋白質(zhì)的水解可看作蛋白質(zhì)合成的逆過程，即合成過程中脫去水分子的數(shù)目，就是水解過程中需加入水分子的數(shù)目。(2)若肽鏈間有二硫鍵(—S—S—)，則蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量＝na－18(n－m)－2k(k為二硫鍵的個(gè)數(shù)，n為氨基酸數(shù)，m為肽鏈數(shù)，a為氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量)。(3)涉及多肽結(jié)構(gòu)圖的問題，首先，從圖中準(zhǔn)確辨認(rèn)出肽鍵；其次，確定圖中共有多少個(gè)氨基酸及每個(gè)氨基酸的R基，尤其注意R基上有無(wú)氨基、羧基；最后審清題目，按要求解答。【易錯(cuò)提醒】三、蛋白質(zhì)的功能許多蛋白質(zhì)參與組成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)，并具有特定的生理功能，稱為結(jié)構(gòu)蛋白。例如，肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)。胰島素空間結(jié)構(gòu)示意圖圖中黃色區(qū)域的部分細(xì)胞能分泌胰島素有些蛋白質(zhì)能夠調(diào)控機(jī)體的生命活動(dòng)，如胰島素。細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)離不開酶的催化。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，如胃蛋白酶、胰蛋白酶。胃蛋白質(zhì)酶結(jié)晶加酶洗衣粉有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸功能。如血紅蛋白能運(yùn)輸氧。血紅蛋白有些蛋白質(zhì)有免疫功能。人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，可以幫助人體抵御病菌和病毒等抗原的侵害。抗體結(jié)構(gòu)示意圖細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì)1、結(jié)構(gòu)蛋白：肌肉、頭發(fā)、羽毛等2、催化作用：絕大多數(shù)酶3、運(yùn)輸功能：血紅蛋白4、調(diào)控生命活動(dòng)：胰島素5、防御功能：抗體蛋白質(zhì)的功能【歸納總結(jié)】對(duì)蛋白質(zhì)的功能進(jìn)行歸納與概括，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)。【例3】下列關(guān)于人體中蛋白質(zhì)功能的敘述,錯(cuò)誤的是 ()2+形成的血紅蛋白參與O2運(yùn)輸C蛋白質(zhì)結(jié)合Fe2+形成的血紅蛋白參與O2運(yùn)輸。組成元素C、H、O、N（P、S）導(dǎo)致氨基酸種類：20種通式：特點(diǎn)：脫水縮合多肽氨基酸種類不同氨基酸的數(shù)目不同氨基酸排列順序不同多肽的空間結(jié)構(gòu)不同折疊盤曲蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性功能多樣性構(gòu)成生物體：如結(jié)構(gòu)蛋白。運(yùn)輸作用：如血紅蛋白催化作用：如酶。調(diào)控作用：如胰島素。防御作用：如抗體組成導(dǎo)致至少有一個(gè)－NH2和一個(gè)－COOH并且都有一個(gè)－NH2和一個(gè)－COOH連在同一個(gè)碳原子上1.在組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸中，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產(chǎn)生取決于(

)A．兩者的R基組成不同B．酪氨酸的氨基多C．兩者的結(jié)構(gòu)完全不同 D．精氨酸的羧基多A從氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可以看出，R基的不同導(dǎo)致了氨基酸結(jié)構(gòu)和功能的不同。2.人體內(nèi)含有多種多樣的蛋白質(zhì)，每種蛋白質(zhì)（）C蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸，氨基酸根據(jù)R基不同共有20種；氨基酸通過脫水縮合反應(yīng)形成肽鏈，一條或幾條肽鏈盤曲折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)多樣性與組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定功能多樣性。3.下列物質(zhì)中,有的屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸,有的不是。若將其中構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸縮合成蛋白質(zhì),則其中至少含有的氨基、羧基和肽鍵的數(shù)目依次是()(1)H2N-CH2-COOH(2)H2N-CH2-CH2OH(3)H2N-CH-CH2-COOHCOOH(4)H2N-CH-CH2-COOH(5)H2N-CH-(CH2)4-NH2NH2COOHA.2,2,2B.3,3,2C.4,3,3D.3,4,3A（2）（4）不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。由（1）、（3）含2個(gè)羧基、（5）含2個(gè)氨基的三個(gè)氨基酸形成的三肽含有2個(gè)氨基、2個(gè)羧基和2個(gè)肽鍵。4.某蛋白質(zhì)由2條肽鏈，n個(gè)氨基酸組成。下列敘述正確的是(

)A．該蛋白質(zhì)至少有(n－2)個(gè)氧原子B．合成該蛋白質(zhì)時(shí)生成(n－2)個(gè)水分子C．該蛋白質(zhì)與雙縮脲發(fā)生作用后呈現(xiàn)紫色反應(yīng)D．該蛋白質(zhì)至少含有(n－2)個(gè)氨基Bn個(gè)氨基酸形成2條肽鏈，有(n－2)個(gè)肽鍵，1個(gè)肽鍵中有1個(gè)氧原子，2個(gè)游離的羧基中有4個(gè)氧原子，該蛋白質(zhì)至少有(n＋2)個(gè)氧原子；n個(gè)氨基酸形成2條肽鏈，有(n－2)個(gè)肽鍵，對(duì)應(yīng)生成(n－2)個(gè)水分子；雙縮脲不同于雙縮脲試劑，它不能與蛋白質(zhì)呈現(xiàn)紫色反應(yīng)；該蛋白質(zhì)有2條肽鏈，游離的氨基至少是