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1、2.4蛋白质是生命活动的主要承担者一、教学目标：学习目标：1 .理解蛋白质是生命活动的主要承担者。2 .说明细胞中蛋白质种类多种多样的原因。3 .概述氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。核心素养：生命观念：认知蛋白质是生命活动的主要承担者。科学思维：通过推导氨基酸的结构、脱水缩合过程，培养归纳与推理的能力。二、教学过程：【导入】提出问题，激发学生兴趣：从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线:手术后过一段时 间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。讨论：1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？2.这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收?这对你认识蛋白质
2、的化学组 成有什么启示？提问学生能够说出多少种富含蛋白质的食品？富含蛋白质的食品有大豆制品，如 豆浆、豆腐、腐竹.：奶类制品，如奶粉、酸奶、纯牛奶；还有肉、蛋类食品，如 烤肉、肉肠、鸡蛋等。蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最强大的分子。细胞核中的遗传信息， 往往要表达成蛋白质才能起作用。【新课】一、蛋白质的功能结合课本P28图2-8引导学生归纳蛋白质的功能：类别功能举例结构蛋白许多蛋白质是构成细胞和 生物体结构的重要物质肌动蛋白、肌球蛋白等功 能 蛋 白调节作用对细胞和生物体的生命活动有重要的调节作用胰岛素、生长激素等催化作用催化细胞内的多种化学反 应大多数酶等运输作用有些蛋白质具有运输的功
3、 能血红蛋白等免疫作川能抵御侵入人体或高等动 物体内的抗原物质抗体等酶、激素与蛋白质的关系（1）并非所有酶的本质都是蛋白质，只是大多数酶的本质是蛋白质。并非所有激素的本质都是蛋白质，如性激素的本质不是蛋白质，而是固醇。 蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、 防御等重要功能；人体内有数万种不同的蛋白质，能够承担多种多样的功能，细 胞的各项生命活动都离不开蛋白质。所以说说蛋白质是生命活动的主要承担者。 蛋白质能够承担如此多的功能，与它的多样性有关。生物界的蛋白质种类多达 10110立种，这与它的组成和结构有关。二、蛋白质的基本单位氨基酸1.氨基酸的种类组成蛋白质
4、的氨基酸有21种，其中8种是人体细胞不能合成的，称为必需氨基 酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取；另外，13种氨基酸是人体细胞能够合 成的，称为非必需氨基酸。通过顺口溜记8种必需氨基酸：甲（甲硫氨酸）来（赖氨酸）写（缴氨酸）一（异凫氨 酸）本（苯丙氨酸）亮（亮氨酸）色（色氨酸）书（苏氨酸）。通过对课本P29甘氨酸、缀氨酸、丙氨酸和壳氨酸的结构特点进行分析，引导学 生归纳出氨基酸的元素组成及结构特点：组成氨基酸的共有元素是C、H、0、X,有的氨基酸含有S等元素。（2）氨基酸的结构特点：每种氨基酸分子至少含有一个氨基（-NH：）和一个竣基（-C00H） o每种氨基酸分子中都有一个氨基和一个竣基连接
5、在同一个碳原子上，该碳原子 还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。各种氨基酸的区别在于R基的不同。H R O I I I H N C C OH氨基酸的结构通式：O把氨基酸分子比喻成人帮助学生理解氨基酸的结构通式，两只手分别代表氨基和竣基，两条腿代表氢，头代表R基，躯干代表中心碳原子。如图所示：I决定氢茶陵的种类(可支IR基NH, 虬基)IIH强调氨基、竣基、R基的书写中要注意的问题：(1)正确的格式：一COOH、一R(千万不要忘记在原子团前面加一 )o(2)避免两种错误格式写成如二、COOH、Ro写成NV NH3, HC00H等。结构通式及氨基和竣基不同表达形式的辨别RH R
6、0III IIHN C COOH H N C C OilIIHHH0III-NH2 - H N COOH - C OH 氨基援基(3)通过练习分辨氨基酸分子，进一步巩固理解氨基酸的结构。尽管氨基酸的种类有限，但却构成了种类繁多、功能多样的蛋白质。三、蛋白质的结构及其多样性利用PPT展示氨基酸脱水缩合过程，解释相关名词，理解每一种蛋白质承担的功 能与它独特的空间结构有关。1 .脱水缩合一个氨基酸分子的竣基(一COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(一NH。相连接，同 时脱去一分子的水。H OH HH O H HI II rI 施 I II I IH,N-C-C-K)H + H-N-C-COOH-H2
7、N-C-CtN-C-COOH + H2O |1t.iRiRaRi肽健宜2(1)这种结合方式称为脱水缩合，两个氨基酸分子经该过程形成的产物是二肽和水Q(2)产物中连接两个氨基酸的化学键名称是肽键。(3)H2中H的来源：一个来自氨基，一个来自竣基；H2中0来源于竣基。2 .蛋白质的结构层次蛋白质的形成过程：氨基酸一二肽一三肽一一多肽一多肽链盘曲、折叠一 具有一定空间结构的蛋白质。(2)许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相 互结合在一起，同时.，由于氨基酸之间能够形成氢键，使得肽链能盘曲折叠，因 此，肽链不呈直线，也不在同一平面上，而是形成更为复杂的空间结构。3 .蛋白
8、质种类多样性的原因在细胞中，氨基酸的数目成千上万，氨基酸形成肽链时，其排列顺序千变万化， 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构 极其多样。举例说明蛋白质结构改变会引起蛋白质功能的变化。如果氨基酸的序列改变或蛋 白质的空间结构改变，就会影响其功能，如：人正常血红蛋白的空间结构呈球状, 正常红细胞呈两面网的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缎氨酸取代，就 可能形成异常的血红蛋白，呈纤维状，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状; 运输氧气的能力降低。再如：鸡蛋、肉类经煮熟后再吃容易被消化，原因是高温 使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解4 .补充
9、说明什么是蛋白质盐析、变性和水解：盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发 生了不可逆的变化，肽链变得松散，蛋白质丧失了生物活性，但是肽键一般不会 断裂。水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水 缩合的过程是相反的。5 .拓展延伸有关蛋白质的一些计算：(1)假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条链状多肽 或m条链状多肽时：形成肽链效形成法键数脱去水分子效蛋白质相对分子质量1n-1H-1na-18(n- 1)IDn-mn-mna-18(n-m)计算多肽的相对分子
10、质量时，除了考虑水分子的减少外，还要考虑其他化学变 化过程，如肽链上出现一个二硫键(一SS)时，要再减去2(两个氢原子)，若 无特殊说明，不考虑二硫键。若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式皿 18 (nm)中的肽链数(m)视 为零，再进行相关计算。(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：在一个氨基酸中，若不考虑R基，则 含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽 时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量 关系如下：碳原子数=氨基酸的分子数X2+R基上的碳原子数。氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数一脱去的水分子数X2。氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数一脱去的水分子数。氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。 由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子 数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。2.多肽种类的计算题以20种氨基酸构成四肽的种类为例：若每种氨基酸数目不限，可形成四肽的种类有：20,种。若每种氨基酸只有一个，可形成四肽的种类有(20X19X18X17)种。第1页/共5页