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1、 2022年高一生物 生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)示范教案 新人教版 ●從容說課 關(guān)于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師在講述蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)時(shí),可以按照以下教學(xué)思路來設(shè)計(jì)教學(xué)過程：通過列舉日常生活中我們每天必須攝取的營養(yǎng)物質(zhì)入手使學(xué)生認(rèn)識到蛋白質(zhì)的重要性；指出對生物大分子結(jié)構(gòu)的研究,常采取分層認(rèn)識的方法；對蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的教學(xué),可從元素、基本單位——氨基酸、肽、肽鏈間的結(jié)合和卷曲折疊而成的空間結(jié)構(gòu)等幾個(gè)層次逐步深入。 在講述肽時(shí),要注意講清縮合、肽鍵、二肽和多肽的概念。要指出每種多肽具有特定的氨基酸種類、數(shù)目和排列順序,這種特點(diǎn)決定著肽的空間結(jié)構(gòu)。為學(xué)生理解多肽間的

2、區(qū)別和蛋白質(zhì)的多樣性打下基礎(chǔ)。 對于蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),教師不必詳細(xì)講述,可以讓學(xué)生通過對教材中某種胰島素空間結(jié)構(gòu)示意圖的觀察,了解蛋白質(zhì)具有一定的空間結(jié)構(gòu)就可以了。但是應(yīng)該對學(xué)生指出,蛋白質(zhì)的生理作用依賴于其自身特定的空間結(jié)構(gòu)。 在講述蛋白質(zhì)的功能時(shí),應(yīng)該注意從列舉典型的、易于理解的例子中,概括出蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要結(jié)構(gòu)成分和在生命活動中發(fā)揮的重要作用。 另外,在關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)容的教學(xué)中,要充分利用剪貼圖、投影片和教材中的示意圖,來幫助學(xué)生理解動態(tài)的、抽象的知識內(nèi)容。 ●三維目標(biāo) 1.知識與技能 （１）氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。 （２）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

3、和功能。 2.過程與方法 （１）培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科的分析綜合能力。 （２）收集資料、分析資料的能力。 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀 （１）認(rèn)同蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。 （２）關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展。 ●教學(xué)重點(diǎn) 1.氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。 2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。 ●教學(xué)難點(diǎn) 1.氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。 2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性的原因。 ●教具準(zhǔn)備 肽鍵形成的動畫課件。 ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過程 ［課前準(zhǔn)備］ 教師準(zhǔn)備幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)圖；學(xué)生準(zhǔn)備一些食品的成分說明書。 ［情境創(chuàng)設(shè)］ 蛋白質(zhì)是構(gòu)成原生質(zhì)的最重要的物質(zhì)之一，它在

4、細(xì)胞中的含量只比水少，大約占細(xì)胞干重的50％以上。（1）它的基本組成是什么呢？（2）蛋白質(zhì)含量這么大，在生命活動中承擔(dān)什么作用呢？ ［師生互動］ 展示說明書，讓大家分析問題討論：蛋白質(zhì)由哪些化學(xué)元素組成？ 從蛋白質(zhì)的化學(xué)元素組成上看，它主要是由C、H、O、N 4種元素組成的，很多重要的蛋白質(zhì)。此外，有些蛋白質(zhì)還含有Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。 蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量很大，下面可以通過比較得到證明。 投影： 計(jì)算下面幾種物質(zhì)的相對分子質(zhì)量：H2O（水）、H2SO4（硫酸）、C30H4 816O872N280S8Fe4（血紅蛋白） 問：蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量比起其他化合物有何特點(diǎn)？

5、 答：它的相對分子質(zhì)量較大，是高分子化合物。 （課本圖示：顯示胰島素結(jié)構(gòu)模型圖，幫助學(xué)生理解什么是高分子化合物） 討論：通過胰島素這種蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，同學(xué)們可以看出，蛋白質(zhì)分子這種高分子化合物的結(jié)構(gòu)確實(shí)是相當(dāng)復(fù)雜，它是由很多氨基酸組成的，所以氨基酸就是組成蛋白質(zhì)的基本單位。那么氨基酸的結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢？下面請同學(xué)們寫出一個(gè)甲烷的結(jié)構(gòu)式。 （一位學(xué)生在黑板上寫出甲烷結(jié)構(gòu)簡式：） 講述：用一個(gè)氨基、一個(gè)羧基、一個(gè)R基分別取代甲烷中的三個(gè)H，就組成蛋白質(zhì)分子的基本單位氨基酸的結(jié)構(gòu)通式： （投影：幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)式） 甘氨酸 丙氨酸

6、 半胱氨酸 問：請同學(xué)們觀察這幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)式，它們在結(jié)構(gòu)上有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？ 答：共同點(diǎn)：每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)C上；不同點(diǎn)：R基不同） 總結(jié)得出：由于R基的不同，構(gòu)成了氨基酸的種類不同，在生物體中組成的蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種。R基上可以有氨基，也可以有羧基，所以造成了氨基酸在溶液中呈現(xiàn)不同的pH。在人體內(nèi)有的氨基酸是列有辦法在人體細(xì)胞內(nèi)合成的，如賴氨酸、色氨酸等，但是它又是構(gòu)成蛋白質(zhì)必不缺少的，所以要對這類沒法合成的氨基酸（必需氨基酸）要有一定量的補(bǔ)充，這樣才能滿足生長發(fā)育的需要。 討論：蛋白質(zhì)分

7、子作為一種高分子化合物，往往是由很多個(gè)氨基酸構(gòu)成的，那些氨基酸之間是如何連接在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的呢？ 是通過一種叫做脫水縮合的化學(xué)反應(yīng)來完成連接的。（展示動畫課件） （教師以板圖形式講解兩個(gè)氨基酸之間的脫水縮合反應(yīng)。并請同學(xué)注意肽鍵是如何形成的，以及把形成的產(chǎn)物叫做二肽的原因） （教師再以同樣的方法，演示三肽化合物的形成） 該過程由學(xué)生寫出由四個(gè)氨基酸通過脫水縮合形成的四肽化合物結(jié)構(gòu)式，并注明生成的水分子數(shù)和形成肽鍵的數(shù)目。學(xué)生到黑板上演示，如有錯(cuò)誤予以糾正。 許多的氨基酸通過肽鍵相互連接成多肽鏈，多肽鏈盤曲折疊構(gòu)成了蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)。 師生共同歸納出： 氨基酸肽鏈（一條或多條

8、）蛋白質(zhì) 討論：既然蛋白質(zhì)都是按照上述方式構(gòu)成的，那么，為什么會有那么多種類的蛋白質(zhì)呢？ （投影：血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)圖） 問：學(xué)生對血紅蛋白和胰島素的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，分析組成這兩種蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列次序是否相同？ 答：因?yàn)榻M成每種蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)量、排列次序不同。 組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目很多，由于數(shù)目、種類、排列順序不同，會不會形成不同種類的蛋白質(zhì)。再加上構(gòu)成蛋白質(zhì)的肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬別，這些都是細(xì)胞中的蛋白質(zhì)種類繁多的原因。 小結(jié)：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因： （1）組成每種蛋白質(zhì)的氨基酸種類、數(shù)目不相同； （2）組成每種蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序不同；

9、（3）每種蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)均不相同。 討論：根據(jù)生物學(xué)中結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的原理，蛋白質(zhì)有多種結(jié)構(gòu)，必然會有多種功能，請大家回憶初中生物學(xué)中涉及了蛋白質(zhì)分子的哪些功能？ 〔學(xué)生經(jīng)過討論可舉出如抗體、酶、激素（胰島素）作用的例子，教師加以歸納，總結(jié)出蛋白質(zhì)的多種功能，即功能的多樣性〕 （教師引導(dǎo)學(xué)生去看課后的科學(xué)史話，使學(xué)生了解我國在人工合成蛋白質(zhì)上取得的成就，增強(qiáng)民族自豪感） ［教師精講］ 蛋白質(zhì)作為生命活動的主要體現(xiàn)者，它在生命活動中擔(dān)當(dāng)無可替代的作用，它的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ①有些蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)（結(jié)構(gòu)蛋白）； ②有些蛋白質(zhì)有催化作用（酶）；

10、③有些蛋白質(zhì)有運(yùn)輸作用（載體蛋白）； ④有些蛋白質(zhì)有調(diào)節(jié)作用（激素蛋白）； ⑤有些蛋白質(zhì)有免疫作用（抗體）。 對于生物體來說，蛋白質(zhì)是必不可少的，這在生物體的各項(xiàng)生命活動中都擔(dān)當(dāng)重要的作用，所以可以說一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，這是生命活動的主要承擔(dān)者。 ［評價(jià)反饋］ 1.根據(jù)下列化學(xué)簡式回答： （1）此化合物名稱叫__________，生成此化合物的反應(yīng)叫__________，反應(yīng)所產(chǎn)生的化學(xué)鍵叫__________。 （2）填寫方框內(nèi)的名稱：①__________；②__________；③__________。 （3）每個(gè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為180,該物質(zhì)的相對

11、分子質(zhì)量約為__________。 2.xx年春季發(fā)生了非典疫情，講衛(wèi)生達(dá)到了前所未有的重視。當(dāng)時(shí)滅毒消毒產(chǎn)品供不應(yīng)求，為了達(dá)到滅毒消毒的效果，家中每天把吃過的碗筷等進(jìn)行蒸煮，你認(rèn)為這樣做的理由是什么？ 參考答案： 1.（1）二肽 縮合反應(yīng) 肽鍵 （2）氨基 肽鍵 羧基 （3）342 2.能導(dǎo)致人體生病的微生物的主要成分是蛋白質(zhì)，高溫能讓蛋白質(zhì)變性，失去活性，達(dá)到滅菌消毒的功能。 ［課堂小結(jié)］ 元素（C、H、O、N等）氨基酸（約20種）多肽蛋白質(zhì)（承擔(dān)各種功能） ［布置作業(yè)］ P24一、基礎(chǔ)題1、2、3。 ［課后拓展］ 查資料：當(dāng)前蛋白質(zhì)研究的現(xiàn)狀，以及研究它的

12、現(xiàn)實(shí)意義在哪？ 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的近代概念 已有證據(jù)證明，蛋白質(zhì)是由α－氨基酸結(jié)合而成，水解后產(chǎn)生α－氨基酸。這種結(jié)合是1個(gè)氨基酸的氨基與另1個(gè)氨基酸的羧基以肽鍵（即酰胺鍵）結(jié)合成肽鏈，再由1個(gè)或1個(gè)以上的肽鏈按各自特殊的方式組合成為蛋白質(zhì)分子。隨著氨基酸的分子數(shù)目、排列次序，以及肽鏈數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)的不同，遂形成了不同的蛋白質(zhì)。 根據(jù)長期研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的結(jié)果，已確認(rèn)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可分為一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。 一級結(jié)構(gòu) 又稱初級結(jié)構(gòu)，是指氨基酸如何連接成肽鏈以及氨基酸在肽鏈中的排列順序。在一級結(jié)構(gòu)中，一致公認(rèn)肽鍵（—CO—NH—）是主要連接鍵，而多肽鏈（由多個(gè)

13、氨基酸以肽結(jié)合形成的長鏈）無疑是一級結(jié)構(gòu)的主體。 二級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子中多肽鏈本身的折疊方式。根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)證明，多肽鏈的二級結(jié)構(gòu)主要是α－螺旋結(jié)構(gòu)，其次是β－折疊結(jié)構(gòu)，還有β－轉(zhuǎn)角，Ω環(huán)和無規(guī)則卷曲。在二級結(jié)構(gòu)中有氫鍵參加以維持其穩(wěn)定性。 三級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指螺旋肽鏈結(jié)構(gòu)盤繞、折疊成復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，包括肽鏈中一切原子的空間排列方式，即原子在分子中的空間排列和組合的方式。 四級結(jié)構(gòu) 是指蛋白質(zhì)的亞基（subunit，亦稱亞單位）聚合成大分子蛋白質(zhì)的方式。 ●板書設(shè)計(jì) 第2節(jié) 生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì) 1.含量50%以上（干重） 2.元素組成 主要有元素C、H、O、N等 3.基本組成單位氨基酸，大約20種 結(jié)構(gòu)通式： 4.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：氨基酸連接方式 5.蛋白質(zhì)的主要功能（具有多樣性）