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1、
2022年高一生物 生命活動的主要承擔者——蛋白質示范教案 新人教版
●從容說課
關于蛋白質的結構是本節(jié)教學的重點和難點。教師在講述蛋白質的組成和結構時,可以按照以下教學思路來設計教學過程:通過列舉日常生活中我們每天必須攝取的營養(yǎng)物質入手使學生認識到蛋白質的重要性;指出對生物大分子結構的研究,常采取分層認識的方法;對蛋白質的組成和結構的教學,可從元素、基本單位——氨基酸、肽、肽鏈間的結合和卷曲折疊而成的空間結構等幾個層次逐步深入。
在講述肽時,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、數目和排列順序,這種特點決定著肽的空間結構。為學生理解多肽間的
2、區(qū)別和蛋白質的多樣性打下基礎。
對于蛋白質的空間結構,教師不必詳細講述,可以讓學生通過對教材中某種胰島素空間結構示意圖的觀察,了解蛋白質具有一定的空間結構就可以了。但是應該對學生指出,蛋白質的生理作用依賴于其自身特定的空間結構。
在講述蛋白質的功能時,應該注意從列舉典型的、易于理解的例子中,概括出蛋白質是構成細胞和生物體的重要結構成分和在生命活動中發(fā)揮的重要作用。
另外,在關于蛋白質結構內容的教學中,要充分利用剪貼圖、投影片和教材中的示意圖,來幫助學生理解動態(tài)的、抽象的知識內容。
●三維目標
1.知識與技能
(1)氨基酸的結構特點,以及氨基酸形成蛋白質的過程。
(2)蛋白質的結構
3、和功能。
2.過程與方法
(1)培養(yǎng)學生跨學科的分析綜合能力。
(2)收集資料、分析資料的能力。
3.情感態(tài)度與價值觀
(1)認同蛋白質是生命活動的主要承擔者。
(2)關注蛋白質研究的新進展。
●教學重點
1.氨基酸的結構特點,以及氨基酸形成蛋白質的過程。
2.蛋白質的結構和功能。
●教學難點
1.氨基酸形成蛋白質的過程。
2.蛋白質的結構多樣性的原因。
●教具準備
肽鍵形成的動畫課件。
●課時安排
1課時
●教學過程
[課前準備]
教師準備幾種氨基酸的結構圖;學生準備一些食品的成分說明書。
[情境創(chuàng)設]
蛋白質是構成原生質的最重要的物質之一,它在
4、細胞中的含量只比水少,大約占細胞干重的50%以上。(1)它的基本組成是什么呢?(2)蛋白質含量這么大,在生命活動中承擔什么作用呢?
[師生互動]
展示說明書,讓大家分析問題討論:蛋白質由哪些化學元素組成?
從蛋白質的化學元素組成上看,它主要是由C、H、O、N 4種元素組成的,很多重要的蛋白質。此外,有些蛋白質還含有Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。
蛋白質的相對分子質量很大,下面可以通過比較得到證明。
投影:
計算下面幾種物質的相對分子質量:H2O(水)、H2SO4(硫酸)、C30H4 816O872N280S8Fe4(血紅蛋白)
問:蛋白質的相對分子質量比起其他化合物有何特點?
5、
答:它的相對分子質量較大,是高分子化合物。
(課本圖示:顯示胰島素結構模型圖,幫助學生理解什么是高分子化合物)
討論:通過胰島素這種蛋白質分子的結構,同學們可以看出,蛋白質分子這種高分子化合物的結構確實是相當復雜,它是由很多氨基酸組成的,所以氨基酸就是組成蛋白質的基本單位。那么氨基酸的結構又是怎樣的呢?下面請同學們寫出一個甲烷的結構式。
(一位學生在黑板上寫出甲烷結構簡式:)
講述:用一個氨基、一個羧基、一個R基分別取代甲烷中的三個H,就組成蛋白質分子的基本單位氨基酸的結構通式:
(投影:幾種氨基酸的結構式)
甘氨酸 丙氨酸
6、 半胱氨酸
問:請同學們觀察這幾種氨基酸的結構式,它們在結構上有什么相同點和不同點?
答:共同點:每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基,并且都有一個氨基和一個羧基連在同一個C上;不同點:R基不同)
總結得出:由于R基的不同,構成了氨基酸的種類不同,在生物體中組成的蛋白質的氨基酸約有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不同的pH。在人體內有的氨基酸是列有辦法在人體細胞內合成的,如賴氨酸、色氨酸等,但是它又是構成蛋白質必不缺少的,所以要對這類沒法合成的氨基酸(必需氨基酸)要有一定量的補充,這樣才能滿足生長發(fā)育的需要。
討論:蛋白質分
7、子作為一種高分子化合物,往往是由很多個氨基酸構成的,那些氨基酸之間是如何連接在一起構成蛋白質分子的呢?
是通過一種叫做脫水縮合的化學反應來完成連接的。(展示動畫課件)
(教師以板圖形式講解兩個氨基酸之間的脫水縮合反應。并請同學注意肽鍵是如何形成的,以及把形成的產物叫做二肽的原因)
(教師再以同樣的方法,演示三肽化合物的形成)
該過程由學生寫出由四個氨基酸通過脫水縮合形成的四肽化合物結構式,并注明生成的水分子數和形成肽鍵的數目。學生到黑板上演示,如有錯誤予以糾正。
許多的氨基酸通過肽鍵相互連接成多肽鏈,多肽鏈盤曲折疊構成了蛋白質分子的結構。
師生共同歸納出:
氨基酸肽鏈(一條或多條
8、)蛋白質
討論:既然蛋白質都是按照上述方式構成的,那么,為什么會有那么多種類的蛋白質呢?
(投影:血紅蛋白的空間結構圖)
問:學生對血紅蛋白和胰島素的空間結構進行對比,分析組成這兩種蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列次序是否相同?
答:因為組成每種蛋白質的氨基酸的種類、數量、排列次序不同。
組成蛋白質的氨基酸數目很多,由于數目、種類、排列順序不同,會不會形成不同種類的蛋白質。再加上構成蛋白質的肽鏈的空間結構千差萬別,這些都是細胞中的蛋白質種類繁多的原因。
小結:蛋白質結構多樣性的原因:
(1)組成每種蛋白質的氨基酸種類、數目不相同;
(2)組成每種蛋白質的氨基酸排列順序不同;
9、(3)每種蛋白質分子的空間結構均不相同。
討論:根據生物學中結構和功能相適應的原理,蛋白質有多種結構,必然會有多種功能,請大家回憶初中生物學中涉及了蛋白質分子的哪些功能?
〔學生經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,總結出蛋白質的多種功能,即功能的多樣性〕
(教師引導學生去看課后的科學史話,使學生了解我國在人工合成蛋白質上取得的成就,增強民族自豪感)
[教師精講]
蛋白質作為生命活動的主要體現者,它在生命活動中擔當無可替代的作用,它的作用主要表現在以下幾個方面:
①有些蛋白質是構成細胞和生物體的重要物質(結構蛋白);
②有些蛋白質有催化作用(酶);
10、③有些蛋白質有運輸作用(載體蛋白);
④有些蛋白質有調節(jié)作用(激素蛋白);
⑤有些蛋白質有免疫作用(抗體)。
對于生物體來說,蛋白質是必不可少的,這在生物體的各項生命活動中都擔當重要的作用,所以可以說一切生命活動都離不開蛋白質,這是生命活動的主要承擔者。
[評價反饋]
1.根據下列化學簡式回答:
(1)此化合物名稱叫__________,生成此化合物的反應叫__________,反應所產生的化學鍵叫__________。
(2)填寫方框內的名稱:①__________;②__________;③__________。
(3)每個氨基酸的平均相對分子質量為180,該物質的相對
11、分子質量約為__________。
2.xx年春季發(fā)生了非典疫情,講衛(wèi)生達到了前所未有的重視。當時滅毒消毒產品供不應求,為了達到滅毒消毒的效果,家中每天把吃過的碗筷等進行蒸煮,你認為這樣做的理由是什么?
參考答案:
1.(1)二肽 縮合反應 肽鍵 (2)氨基 肽鍵 羧基 (3)342 2.能導致人體生病的微生物的主要成分是蛋白質,高溫能讓蛋白質變性,失去活性,達到滅菌消毒的功能。
[課堂小結]
元素(C、H、O、N等)氨基酸(約20種)多肽蛋白質(承擔各種功能)
[布置作業(yè)]
P24一、基礎題1、2、3。
[課后拓展]
查資料:當前蛋白質研究的現狀,以及研究它的
12、現實意義在哪?
蛋白質的結構
蛋白質結構的近代概念 已有證據證明,蛋白質是由α-氨基酸結合而成,水解后產生α-氨基酸。這種結合是1個氨基酸的氨基與另1個氨基酸的羧基以肽鍵(即酰胺鍵)結合成肽鏈,再由1個或1個以上的肽鏈按各自特殊的方式組合成為蛋白質分子。隨著氨基酸的分子數目、排列次序,以及肽鏈數目和空間結構的不同,遂形成了不同的蛋白質。
根據長期研究蛋白質結構的結果,已確認蛋白質的結構可分為一級結構、二級結構、三級結構和四級結構。
一級結構 又稱初級結構,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。在一級結構中,一致公認肽鍵(—CO—NH—)是主要連接鍵,而多肽鏈(由多個
13、氨基酸以肽結合形成的長鏈)無疑是一級結構的主體。
二級結構 蛋白質的二級結構是指蛋白質分子中多肽鏈本身的折疊方式。根據已有的實驗證明,多肽鏈的二級結構主要是α-螺旋結構,其次是β-折疊結構,還有β-轉角,Ω環(huán)和無規(guī)則卷曲。在二級結構中有氫鍵參加以維持其穩(wěn)定性。
三級結構 蛋白質的三級結構是指螺旋肽鏈結構盤繞、折疊成復雜的空間結構,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。
四級結構 是指蛋白質的亞基(subunit,亦稱亞單位)聚合成大分子蛋白質的方式。
●板書設計
第2節(jié) 生命活動的主要承擔者——蛋白質
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
結構通式:
4.蛋白質的結構:氨基酸連接方式
5.蛋白質的主要功能(具有多樣性)