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第二章 組成細(xì)胞的分子
第四節(jié) 蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者
學(xué)習(xí)目標(biāo)\教學(xué)目標(biāo)
1.通過比較不同氨基酸的結(jié)構(gòu)，歸納得出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式及特點。
2.通過模擬活動和模型構(gòu)建活動，說明脫水縮合的過程，闡明蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。
3.通過模型構(gòu)建討論蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因，說明結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。
4.通過安徽阜陽毒奶粉事件，三鹿奶粉事件，認(rèn)同蛋白質(zhì)與人體營養(yǎng)、健康等關(guān)系密切。
教學(xué)重點
1.蛋白質(zhì)的功能和結(jié)構(gòu)。
2.氨基酸的結(jié)構(gòu)特點及其形成蛋白質(zhì)的過程。
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)和功能多樣性的原因。
教學(xué)方法
講授、演示、視頻播放、小組討論。
教學(xué)過程
【新課導(dǎo)入：情景設(shè)置，導(dǎo)入新課】
觀看視頻《細(xì)胞膠原蛋白縫合線》，從常見醫(yī)用工具的生產(chǎn)出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
【新課講授】
問題探究：通過問題探究，小組討論調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。
從某些動物組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術(shù)縫合線。手術(shù)后過一段時間，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。
1.為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？
提示：用某些動物組織提取的膠原蛋白制作手術(shù)縫合線，能夠被人體組織吸收，是因為組成動物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。
2.這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收？這對你認(rèn)識蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示？
提示：這種手術(shù)縫合線要變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)才能被吸收，初中學(xué)習(xí)過食物中的蛋白質(zhì)要分解為氨基酸才能被吸收，因此說蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分為更小的分子。
資料分析：“大頭娃娃”事件
2004年3月份，安徽阜陽連續(xù)7天報道了當(dāng)?shù)卮罅繈胗變菏秤昧淤|(zhì)奶粉后變成“大頭娃娃”的消息，有關(guān)部門經(jīng)對阜陽當(dāng)?shù)?003年 3月1日以后出生、以奶粉喂養(yǎng)為主的嬰兒進(jìn)行的營養(yǎng)狀況普查和免費體檢顯示，這些大頭娃娃是長期食用蛋白質(zhì)含量嚴(yán)重不足的劣質(zhì)奶粉而患上“重度營養(yǎng)不良綜合癥”。根據(jù)我國現(xiàn)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，0—6個月的嬰兒奶粉蛋白質(zhì)含量應(yīng)為12%-18%，而某款劣質(zhì)奶粉蛋白質(zhì)含量為1.74%。
提出疑問：為什么假奶粉會使嬰兒營養(yǎng)不良，變成“大頭娃娃”？
過渡：蛋白質(zhì)是什么？對生物體有何功能？進(jìn)而引出蛋白質(zhì)功能的學(xué)習(xí)。
一、蛋白質(zhì)的功能
教師帶領(lǐng)學(xué)生閱讀教材P28頁，引導(dǎo)學(xué)生嘗試歸納概括蛋白質(zhì)的功能。
學(xué)生歸納總結(jié)蛋白質(zhì)的功能。
通過圖解舉例分析蛋白質(zhì)的5大功能，提高學(xué)生對知識點的理解。
1.結(jié)構(gòu)蛋白：構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)。如肌肉、頭發(fā)、羽毛等。
展示羽毛，孔雀羽毛，蛛絲，肌肉，頭發(fā)等圖片，引導(dǎo)學(xué)生說出孔雀羽毛，蛛絲，肌肉，頭發(fā)都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，進(jìn)而歸納蛋白質(zhì)的第一個功能。
2.催化：絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)，如胃蛋白酶。
展示胃蛋白酶結(jié)晶圖片，引導(dǎo)學(xué)生說出細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)離不開酶的催化，進(jìn)而歸納蛋白質(zhì)的第二個功能。
3.運輸：如血紅蛋白能運輸氧氣。
展示血紅蛋白結(jié)構(gòu)圖片，引導(dǎo)學(xué)生說出有些蛋白質(zhì)具有運輸功能，進(jìn)而歸納蛋白質(zhì)的第三個功能。
4.信息傳遞：能夠調(diào)節(jié)機體的生命活動，如胰島素。
展示胰島素顯微鏡下圖片，引導(dǎo)學(xué)生說出有些蛋白質(zhì)能夠調(diào)節(jié)機體的生命活動，進(jìn)而歸納蛋白質(zhì)的第四個功能。
5.免疫：人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，能幫助人體抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
展示抗原和抗體圖片，引導(dǎo)學(xué)生說出人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，進(jìn)而歸納蛋白質(zhì)的第五個功能。
過渡：現(xiàn)在我們已經(jīng)了解的蛋白質(zhì)的功能，認(rèn)識到蛋白質(zhì)對我們的重要性，那么蛋白質(zhì)怎樣才能被人體吸收呢？
學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)嘗試回答：蛋白質(zhì)不能直接被人體消化與利用，必須經(jīng)過消化才能被人體吸收。
追問：那么，蛋白質(zhì)經(jīng)過消化分解成什么呢？而通過預(yù)習(xí)我們知道氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位。進(jìn)而引出蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
二、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸
思考討論——氨基酸的結(jié)構(gòu)特點
利用甘氨酸等4種氨基酸的結(jié)構(gòu)式圖解，分析氨基酸的基本特征，概括氨基酸的概念。
學(xué)生根據(jù)圖解分析，結(jié)合教材，歸納氨基酸的結(jié)構(gòu)特點。
結(jié)構(gòu)特點：
（1）至少有一個氨基和一個羧基。
（2）都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。
（3）R基不同，氨基酸的種類也不相同。
學(xué)生閱讀教材，說出氨基酸的種類。
20種氨基酸：
非必需氨基酸：人體可自身合成的氨基酸，共12種。
必需氨基酸：人體細(xì)胞自身不能合成的氨基酸。共8種。
強調(diào)：不是每種蛋白質(zhì)都含有20種氨基酸
思考討論：判斷下面哪些是能組成蛋白質(zhì)的氨基酸？若是，寫出它的R基。（甘氨酸，丙氨酸，亮氨酸，纈氨酸圖解）
課堂檢測：判斷下列分子是不是氨基酸？
學(xué)生判斷所示分子是不是氨基酸。
閱讀教材P30-31，小組討論，思考以下問題：
（1）氨基酸如何構(gòu)成蛋白質(zhì)？
（2）若要將氨基酸連成長鏈，需要借助氨基酸的共有部分？還是它的個性部分？
展示氨基酸脫水縮合的過程圖解，初步了解脫水縮合的概念。
播放《脫水縮合反應(yīng)過程》，進(jìn)一步加深學(xué)生對脫水縮合的理解。
三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和多樣性
展示氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程圖解，引導(dǎo)學(xué)生概述蛋白質(zhì)的形成過程。
教師講解：
由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物，叫做二肽。
由三個氨基酸分子縮合而成的化合物，叫做三肽
通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫做肽鏈。
圖解方式分析氨基酸脫水縮合合成肽鏈過程。
學(xué)生通過圖解和教師講解，總結(jié)肽鍵的結(jié)構(gòu)式。
①一條肽鏈不管長短，一端至少有一個游離的氨基，另一端有一個游離的羧基。
②由多少個氨基酸脫水縮合而成，就叫做幾肽。
學(xué)生完成下列空白處的填寫
2個氨基酸形成____，脫去__個水分子，形成__個肽鍵，
3個氨基酸形成____ ，脫去__個水分子，形成__個肽鍵，
4個氨基酸形成____ ，脫去__個水分子，形成__個肽鍵，
多（n）個氨基酸形成____ ，脫去___個水分子，形成___個肽鍵。
教師：通過圖解展示1條肽鏈，2條肽鏈，m條肽鏈時，脫去水分子數(shù)，肽鍵數(shù)和氨基酸數(shù)，引導(dǎo)學(xué)生歸納脫去水分子數(shù)，肽鍵數(shù)和氨基酸數(shù)之間的數(shù)目關(guān)系。
提示：脫去的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)
小組討論，問題探究
1.從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？
提示：氨基酸脫水縮合形成二肽、三肽……多肽，一條肽鏈按照一定形態(tài)折疊、盤曲構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)，多條肽鏈構(gòu)成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。
2.進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過哪些消化酶的作用才能分解為氨基酸？這些氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，需經(jīng)過怎樣的過程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì)？人體中的蛋白 質(zhì)和食物中的蛋白質(zhì)會一樣嗎？
提示：食物中的蛋白質(zhì)要經(jīng)過胃蛋白酶、胰蛋白酶、腸肽酶等多種水解酶的作用，才能分解為氨基酸。這些氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，要脫水縮合形成二肽、三肽……多肽，由多肽鏈構(gòu)成人體蛋白質(zhì)。人體蛋白質(zhì)與食物中的蛋白質(zhì)不一樣，其具有完成人體生命活動的結(jié)構(gòu)和功能。
3. 如果用21個不同的字母代表21種氨基酸，若寫出由10個氨基酸組成的長鏈， 可以寫出多少條互不相同的長鏈？試著說出蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因（提示：一個蛋 白質(zhì)分子往往含有成百上千個氨基酸）。
提示：10個氨基酸能夠組成2110條互不相同的長鏈。氨基酸的數(shù)目、種類、排列順序的多樣性，以及蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因。
教師通過展示不同形狀的模型，引導(dǎo)學(xué)生歸納蛋白質(zhì)分子多樣性的原因。
蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因：氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序，肽鏈的空間結(jié)構(gòu)。
進(jìn)而得出結(jié)論：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多種多樣，蛋白質(zhì)的功能多種多樣
展示：
血紅蛋白，肌動蛋白，胃蛋白酶，胰島素圖片，
正常血紅蛋白和異常血紅蛋白氨基酸組成圖解，
胰島素資料：目前注射胰島素是唯一的給藥方式，口服胰島素似乎是很多“糖友”的渴求和心聲。但是很多人不清楚胰島素為什么不能口服？
學(xué)生通過圖片分析，資料分析和思考討論，得出結(jié)論。即結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)
四、課堂練習(xí)
1.生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)千差萬別，其原因不可能是（ ）
A.連接相鄰氨基酸的化學(xué)鍵不同
B.組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類和數(shù)量不同
C.氨基酸排列順序不同
D.蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同
提示：連接相鄰氨基酸分子的化學(xué)鍵是肽鍵，A符合題意；在生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同，是蛋白質(zhì)千差萬別的原因之一，B不符合題意；組成蛋白質(zhì)的氨基酸的數(shù)目可能成千上萬，形成肽鏈時，不同種類氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別（教材P31），這些都是細(xì)胞中蛋白質(zhì)種類繁多的原因，C、D不符合題意。
2.下列能正確表示蛋白質(zhì)分子由簡到繁的結(jié)構(gòu)層次的是（ ）
①氨基酸　②C、H、O、N等元素　③氨基酸分子之間脫水縮合　④多肽　⑤形成一定的空間結(jié)構(gòu)
A.①③④②⑤　 　B.②①④③⑤
C.②①③⑤④　　 D.②①③④⑤
提示：蛋白質(zhì)分子由簡到繁的結(jié)構(gòu)層次是：②C、H、O、N等元素→①氨基酸→③氨基酸分子之間脫水縮合→④多肽→⑤形成一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。D正確。
3.已知蛋白質(zhì)受熱、酸堿、重金屬鹽、某些有機物(乙醇、甲醛等)、紫外線等作用時，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，這種情況稱為蛋白質(zhì)變性。蛋白尿是診斷腎炎的重要依據(jù)，也是評定腎炎治療效果的重要指標(biāo)之一，鑒定尿中是否有蛋白質(zhì)常用加熱法來檢驗。以下說法正確的是（ ）
A.加熱使蛋白質(zhì)的肽鏈充分伸展并斷裂
B.加熱使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，其原理與水解相同
C.加熱后的蛋白質(zhì)仍然可與雙縮脲試劑發(fā)生作用并產(chǎn)生紫色反應(yīng)
D.加熱后的蛋白質(zhì)肽鏈的盤曲和折疊被解開后，其特定功能并未發(fā)生改變
提示：加熱會使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，但是肽鏈不會斷裂，A錯誤。加熱變性后的蛋白質(zhì)，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，但其肽鍵沒有斷裂，仍能與雙縮脲試劑作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)；水解后的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，肽鍵被破壞，不能與雙縮脲試劑反應(yīng)顯現(xiàn)紫色，B錯誤，C正確。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，蛋白質(zhì)肽鏈的盤曲和折疊被解開后，其結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，特定功能也將發(fā)生改變，D錯誤。
五、課堂小結(jié)
1.結(jié)構(gòu)蛋白：構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)。如肌肉、頭發(fā)、羽毛等。
2.催化：絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)，如胃蛋白酶。
3.運輸：如血紅蛋白能運輸氧氣。
4.信息傳遞：能夠調(diào)節(jié)機體的生命活動，如胰島素。
5.免疫：人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，能幫助人體抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
6.脫水縮合：一個氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一個氨基酸分子的氨基（—NH2）
相連接，同時脫去一分子的水。
7.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次：氨基酸分子（成百上千）肽鏈（多肽）蛋白質(zhì)（由一條或多條肽鏈構(gòu)成，具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)）
8.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)不同。
板書設(shè)計
第四節(jié) 蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者
一、蛋白質(zhì)的功能
（1）結(jié)構(gòu)蛋白：構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)
（2）功能蛋白：
①催化功能
②運輸功能
③信息傳遞、調(diào)節(jié)作用
④免疫功能
二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸
1.結(jié)構(gòu)通式：
2.組成元素：C、H、O、N，有的含有S等。
三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性
1.脫水縮合
2.氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序，肽鏈的空間結(jié)構(gòu)

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