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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)的重點和難點。教師在講述蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)時,可以按照以下教學(xué)思路來設(shè)計教學(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(shù)目和排列順序,這種特點決定著肽的空間結(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,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
1.知識與技能
(1)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點,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)度與價值觀
(1)認同蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。
(2)關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進展。
●教學(xué)重點
1.氨基酸的結(jié)構(gòu)特點,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
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。
●教具準備
肽鍵形成的動畫課件。
●課時安排
1課時
●教學(xué)過程
[課前準備]
教師準備幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)圖;學(xué)生準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(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?
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(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(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:因為組成每種蛋白質(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)在以下幾個方面:
①有些蛋白質(zhì)是構(gòu)成細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)生達到了前所未有的重視。當(dāng)時滅毒消毒產(chǎn)品供不應(yīng)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(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個氨基酸的氨基與另1個氨基酸的羧基以肽鍵(即酰胺鍵)結(jié)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(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,一致公認肽鍵(—CO—NH—)是主要連接鍵,而多肽鏈(由多個
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)已有的實驗證明,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
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)