高中第二节 生命活动的主要承担者教案

生命活动的主要承担者——蛋白质

一、教学目标

1. 掌握氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程

2. 蛋白质的结构和功能

3.培养学生跨学科的分析综合能力

4.尝试运用所学知识解释有关生活中遇到的问题

5.认同蛋白质是生命活动的主要承担者

6.关注蛋白质研究的新进展

二、教学重点、难点：

1.氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程

2.蛋白质的结构和功能

3．氨基酸形成蛋白质的过程

4．蛋白质的结构多样性的原因

三、教学流程

师：一个长期吃斋念佛的老奶奶突然晕倒，医生症断：营养不均衡导致的。根据你的经验判断：老奶奶主要缺乏什么营养物质？

生：蛋白质

师：用学过的知识解释，为什么，蛋白质有什么功能？

生：长期吃素，植物中蛋白质含量较少，而蛋白质是组成细胞含量最多的有机物，对身体健康十分重要。

师：很好，但对蛋白质的功能了解得不详细，今天我们就一起学习生命活动的主要承担者——蛋白质

师：你能说出多少种富含蛋白质的食品？

生：根据联系生活，根据经验回答。（大豆制品，如豆浆、豆腐、腐竹；奶类制品，如奶粉、酸奶、袋装奶；还有肉、蛋类食品，如烤肉、肉肠、鸡蛋，等等）

师：同学们有没有见过单个蛋白质分子？展示蛋白质分子结构模式图，让学生对蛋白质的结构有初步的了解：

投影：计算下面几种物质的相对分子质量：
　　H₂O（水）、H₂SO₄（硫酸）、
　　C₃₀H₄₈₁₆O₈₇₂N₂₈₀S₈Fe₄（血红蛋白）

师：蛋白质的相对式量比起其它化合物有何特点

生：它的相对式量较大，是高分子化合物，结构十分复杂

师：蛋白质是高分子化合物，结构很复杂，通常由几千到几十万个原子组成，质量很大，也可以是几万到几百万

二、氨基酸及其种类

师：我们吃进了鸡蛋，，牛奶等等，吸收的是不是蛋白质？

生：不是，是氨基酸

师：蛋白质怎么变成氨基酸？

生：通过消化酶的水解消化

师：蛋白质水解的最终产物是氨基酸。我们吃了蛋白质，被吸收的是氨基酸，但我们的头发，肌肉等都是由蛋白质构成的，我们的身体需要蛋白质呀，那怎么办呢？

生：氨基酸重新合成蛋白质

师：大家对于氨基酸与蛋白质的联系有一定的认识。无论蛋白质分子结构多复杂，基本单位却都是氨基酸。展示课本图示图2－4，

请同学们找找氨基酸合成蛋白质过程中出现的不熟悉的专业名词。讨论下面几个问题：

两个氨基酸结合在一起形成什么？

三个氨基酸呢？

多个氨基酸？

蛋白质跟多肽链有什么联系？

构成蛋白质的氨基酸有多少种?

提问，小组代表回答。教师总结

（投影：几种氨基酸的结构式。）

师：请同学们观察这几种氨基酸的结构式，它们在结构上有什么相同点和不同点？提示：用R表示－H，－CH₃，－CHSH

生：观察回答

师：一个氨基酸上是不是只有一个氨基和一个羧基？

    展示

生：讨论回答

总结得出： 由于R基的不同，决定了氨基酸的种类不同，在生物体中组成的蛋白质的氨基酸约有20种。R基上可以有氨基，也可以有羧基。氨基酸的共同点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个竣基连在同一个C上；不同点：R基不同。R基不同，氨基酸不同。

练习：下列哪一个不是构成蛋白质的氨基酸 [　　　 ]（书本P24）

B．NH2—CH2—COOH

D．NH2—CH2—CH2—COOH

师：在人体内有的氨基酸是没有办法在人体细胞内合成，如赖氨酸，色氨酸等，但是它又是构成蛋白质必不缺少的，所以要对这类没法合成的氨基酸（必需氨基酸8种）要有一定量的补充，这样才能满足生长发育的需要。

      另外12种氨基酸叫做什么？

    生：非必需氨基酸

师：非必需氨基酸是不是人体不需要的？

生：人体需要，是人体细胞能够合成的，不完全依赖外界食物的供给

三、蛋白质的结构

师：生物界的蛋白质有10¹²～10¹⁴种。20多种氨基酸之间是如何连接在一起构成蛋白质分

子的呢？展示动画课件。引导学生观察。请学生进行脱水缩合反应的描述。

教师以板图形式讲解两个氨基酸之间的脱水缩合反应。并请同学注意肽键是如何形成的，以及把形成的产物叫做二肽的原因。请学生写出由三个氨基酸通过脱水缩合形成的四肽化合物结构式，并注明生成的水分子数和形成肽键的数目

生：黑板上演示

师：引导学生纠正错误

练习：下面不能作为肽键的表示式是：

师：请同学们想一想肽链形成过程中相关的氨基酸（氨基酸残基）数，肽键数，水分子数之间有什么关系？

练习：1、一条多肽链含有 162个肽键，那么形成这条肽链的基本单位和产生的水分子数分别为　 [　B  ]

A．161个和160个                     B．163个和162个

C．163个和1个                     D．162个和161个

2、牛胰岛素有A、B两条链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，这两条链共有多少个肽键 [ 　B  ]         （书P24）

A．48         B．49         C．50        D．51

师：变式题“M个氨基酸形成两条肽链，形成多少个肽键？”

生：思考回答

师：用数学上的方程就很容易理解了，设其中一条链含有X个氨基酸，那么形成X－1个肽键，另一条链则含有M－X个氨基酸，形成的肽键有M－X－1个肽键，则总共形成的肽键有N－2个肽键。那么如果是形成3条链、4条肽链、N条链呢？

师： 请大家总结肽链形成过程中相关的氨基酸（氨基酸残基）数，肽键数，水分子数之间的关系式。

生：回答

师生总结：

练习：3、已知20种氨基酸的平均分子量是128，现在有一蛋白质由两条肽链构成，共有肽键98个，则此蛋白质的相对分子量接近于（   C   ）

A、1280        B、12544         C、11036           D、12288

         N个氨基酸缩合形成m条肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质的相对分子质量为：n×a－（n－m）×18。

4、一个六肽化合物中至少应含有氨基和羧基各至少   1   个

许多的氨基酸通过肽链相互连接成多肽链，多肽链盘曲折叠构成了蛋白质分子的结构。

师生共同归纳出：

投影：血红蛋白和胰岛素的空间结构图及其分子量。

学生讨论：既然蛋白质都是按照上述方式构成的，为什么会有那么多种类的蛋白质呢？

师：以字母代替氨基酸，展按不同种类/数目/排列顺序脱水缩合形成的多肽链。引导学生应用数学排列组合理解氨基酸的组合方式多样性

生：因为组成每种蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列次序不同导致蛋白质的结构多种多样。

师：以相同的铁线代替多肽链按照不同的折叠方式进行折叠，问还有什么因素导致蛋白质结构的多样性？

生：蛋白质的空间结构不同。

师生总结蛋白质结构多样性的原因组成每种蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列次序不同，蛋白质的空间结构不同

师：蛋白质的空间结构不是很稳定，蛋白质在重金属（汞盐、银盐、铜盐）、酸、碱、乙醇、尿素等的作用下，或高温（70℃以上）或在X射线、紫外线等射线的作用下，其空间结构发生变化和破坏，导致蛋白质变性，使蛋白质的生物活性丧失。例如：酒精、高温灭菌；疫苗冷藏，鸡蛋加入食盐和煮熟。

师：根据生物学中结构和功能相适应的原理，蛋白质有多种结构，必然会有多种功能，请大家回忆初中生物学中涉及了蛋白质分子的哪些功能？

生：抗体、酶、激素（胰岛素）作用

师：加以归纳，总结出蛋白质的多种功能，即功能的多样性。蛋白质作为生命活动的主要体现者，它在生命活动中担当无可替代的作用，它的作用主要表现在以下几个方面：

A：有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质（结构蛋白）；

B：有些蛋白质有些蛋白质有催化作用（酶）；

C：有些蛋白质有运输作用（载体蛋白）

D：有些蛋白质有调节作用（激素蛋白）

E：有些蛋白质有免疫作用（抗体）。

功能的多样性是由结构的多样性决定的

对于生物体来说，蛋白质是必不可少的，这在生物体的各项生命活动中都担当重要的作用，所以可以说一切生命活动离不开蛋白质，这是生命活动的主要承担者。