蛋白质结构与功能.doc

苏教版必修1第二章 细胞的化学组成第二节 蛋白质的结构与功能一、教学目标 说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程二、教学重点 1、氨基酸的结构特点 2、氨基酸形成蛋白质的过程三、教学难点 氨基酸形成蛋白质的过程四、教学方法 PPT、板书五、教学过程1、导入新课师：首先请同学们来看看一副大头婴儿的图片，从图片中你能发现这个小宝宝在的神情、面部方面跟正常婴儿有什么不同之处？生：面部肌肉松弛、表情眼神呆滞。师：生活中大头婴儿对外界事物的刺激反应较低、反应迟钝，并且最大的特征是他的头较正常婴儿大，我们知道大头婴儿是因为长期吃劣质奶粉而出现的症状，那这是为什么呢？（提示学生优质奶粉中富含蛋白质，蛋白质对人体生长发育至关重要）生：劣质奶粉中蛋白质含量极低，导致发育不良，身体浮肿，脑袋大。师：由此我们可以看出蛋白质对生物生长发育十分重要，科学家们称他是生命活动的承担者。我们每天吃的食物中含有糖类、脂质、蛋白质等，这些都是能源物质。XX同学，你今天早上吃早饭了嘛？你吃的什么？你吃的哪些食物含有蛋白质呢？营养学家建议我们每天早饭要吃一个鸡蛋一个牛奶，大家有没有吃啊？平时大家要多吃一些鸡蛋、牛奶、豆腐、大都、鱼、肉食品，你们现在正处于生长发育期，大家要多多补充蛋白质。2、新课讲授1）、蛋白质的基本单位师：既然蛋白质这么重要，那么今天我们就来学习细胞中的另一种重要的生物大分子蛋白质师：请同学阅读课本20页的第二段话，并思考这两个问题蛋白质的基本单位是什么呢？以及组成生物体蛋白质的氨基酸有多少种？生：氨基酸；约20种。师：生物体蛋白质是由这20中氨基酸中的一些氨基酸经过一系列的反应结合而成，那蛋白质完全水解的产物就是-氨基酸（试着让学生回答），那现在我喝了一杯牛奶下肚，牛奶中的蛋白质经过人体消化道的降解的最终产物是什么呢？注意：是最终产物，我们说物质被降解并不是一下子就把它降解成很小的，而是先降解成一些稍小的物质，再继续进一步降解成小的，那这个最终产物就是降解的不能再降解了。生：氨基酸。师：接下来我们来看几个氨基酸的结构式，请同学们来一起看一看找一找，氨基酸的组成元素有哪些呢？答：C、H、O、N，大多数含有S 师：我们前面学习的糖类只含有CHO这三种元素，而脂质主要有CHO，有 些含有NP，今天学习的蛋白质含有CHON，大多数含有S有些还含有Fe例 如血红蛋白。 师：在生物体中蛋白质的含量仅次于水，占细胞干重的50%以上，是生物体中含量最多的含N化合物，也是生物体中含量最多的有机化合物。师：我们再来观察观察这些氨基酸，大家试着找找这些氨基酸的共性与不同点。答：都有一个相同的NH2-CH-COOH这一结构。师：我们用长方形把他们标出来，不同的地方也就是我们这些-H,-CHSH,-CH2COOH,CH3基团，我们同样用三角形把他们标出来。现在大家发现每一个氨基酸都有一个长方形标出来的NH2-CH-COOH这样的结构，我们用-R代表这些不同的地方，这个R不能其他的英文字母ABC来代替，这是大家约定俗成的。那现在我们能不能试着推倒出氨基酸的结构通式呢？我们请两个同学上黑板来写一写这个氨基酸的结构通式，其他的同学在下面写一写。氨基酸是有一个中心C原子，与中心C相连的有一个-H、-NH2、-COOH我们就称-NH2这个含有N的基团为氨基，-COOH为羧基，这个羧字大家别写错，其中C=O这个是两条线代表C与O有两对公用电子对，大家不能写成一条线。我们称-R为R基。氨基酸的结构式是非常重要的，考试经常考，大家一定要记住。师：那再请同学上黑板来写一写这些氨基酸的R基是什么呢？生：-H, -CH-SH, -CH2-COOH, -CH3（要注意小横线的书写，不能漏掉）师：那我们来检测检测同学们学的怎么样，请大家分小组讨论下哪些是组成蛋白质的氨基酸？哪些不是氨基酸？生：第一组不是，没有氨基，第二组是，与C相连的有氨基、羧基和H，第三组是，第四组不是，没有羧基。师： 第一组和第四组不是氨基酸是因为他们一个没有氨基一个没有羧基，那是不是氨基酸中要有一个氨基跟一个羧基啊，那NH2-C-CH-COOH这样一个结构式是不是氨基酸呢？对照氨基酸的结构通式，我们发现这个氨基不是与羧基连在同一个C原子上，所以这个不是氨基酸，氨基酸的氨基跟羧基必须连在同一个C原子上，同时我们还发现这个C原子还连着一个H与一个R基。 这个R基可以是任何基团，那NH2-CHCOOH-COOH是不是氨基酸呢？是的，这个氨基酸的R基凑巧了，就是羧基。所以我们说氨基酸中至少含有一个氨基跟一个羧基，就是因为R基上可能含有氨基或羧基。 那如果我写成这样呢？H-CR-COOH NH2他是氨基酸，只不过我把氨基跟H的位置换了下，氨基跟羧基还是连在同一个C上，这个C原子还连着R基跟H,他是氨基酸。那我们为什么能写成这样呢？我们在学化学时知道化合物是有一定的空间结构的，这个一条小线是代表电子对是吧，其实事实上这个C、H、N原子之间是有一定角度的，就比如甲烷CH4，它是一个正四面体结构，C原子在正中心，（其余的，画个图或用粉笔比划下）。从不同的方向看他的结构图就不同。不管怎么变，大家只要记住氨基酸至少有一个氨基跟一个羧基连在同一个C上，并且这个C还连R基跟-H， 那我们现在知道要判断它是不是氨基酸要找到一个氨基一个羧基，并且氨基和羧基是连在同一个C原子上，这个C原子上还连着一个-H和一个侧链基团R基，很显然，氨基酸之间的区别就在R基上。请大家将这个判断依据写在导学案上并且要熟记。2）蛋白质的形成方式师：接下来我们来看张图片，这是一张胰岛素的图片，请一位同学为大家来读一下这些文字。生：师：我们国家在世界生第一个人工合成有生物活性的牛胰岛素在国际上的影响十分巨大，牛胰岛素有抗炎、抗动脉硬化、抗血小板聚集、治疗骨质增生、治疗精神疾病等作用，以前我们在医学上使用胰岛素都是从动物身上取，很贵，现在有人工合成的，疗效一样而且价格十分便宜。这为患者减轻了痛苦。可惜的是中国人并没有因此而获得诺贝尔奖，是英国一位科学家他因为测定了牛胰岛素中氨基酸的排列顺序而获得了诺贝尔奖。那这些氨基酸是如何结合在一起组成蛋白质的呢？师：在前面学习糖类的时候，多糖是有许多个单糖通过脱水缩合反应连在一起的，他们要脱去一分子的水，然后才能结合在一起。现在氨基酸也是这样通过脱水缩合反应来结合形成蛋白质。那我们现在就来看一看这个反应究竟是怎么进行的。这是两个氨基酸的结构通式，为了区别我们就用R1R2代表他们的R基，我们先把第一个氨基酸的羧基的结构式展开来写成这样，那他就露出了一个-OH，再把第二个氨基酸的氨基展开来。大家有没有发现什么？脱水缩合反应要脱去一分子的水，那这两个氨基酸能不能脱去一分子的水然后结合在一起呢？ 前一个氨基酸羧基中的-OH跟第二个氨基酸氨基中的-H正好在一起可以形成一分子的水，这个水中的氧很显然来自哪里？生：第一个氨基酸的羧基师：那水中的H呢？生：一个来自第一个氨基酸的羧基，另一个来自第二个氨基酸的氨基。师：那现在这两个氨基酸为了能够结合在一起，第一个氨基酸就把他羧基中的-OH给丢掉，他的末端还剩下一个-C=O。第二个氨基酸就把氨基中部高的-H给丢掉，还剩下-NH，这些被丢掉的-OH和-H就能形成一分子水，然后他们就能结合在一起，进而结合在一起形成如图这样的结构。而我们就给他们结合的中间部位 CO-NH-就给他起个名字叫肽键。而两个氨基酸的整体就叫做二肽。有几个氨基酸我们就称他为几肽。师：如果有8个氨基酸连在一起呢？15个呢？ 生：八肽、十五肽氨基酸通过脱去一分子的水而结合在一起的这种反应就叫做是脱水缩合反应，也就是蛋白质形成的方式。师：该二肽中至少含有几个氨基和羧基？有几个肽键？生：1、1、1 那现在又来了一个R3的氨基酸，它也想跟R1R2连在一起该怎么办呢？还是要通过这个脱水缩合反应。那R3是跟R1还是R2发生脱水缩合反应呢？R1的羧基中的-OH已经跟R2反应没了，现在只有R2有羧基的-OH还在，正好跟R3氨基中的-H合成一个水，这样R3就能跟大家连在一起了。中间也会形成一个肽键。而这个总的结构式还能不能叫二肽啦？应该是三肽。师：前面的二肽中有一个肽键，那现在在这个三肽中有几个肽键呢？生：如果是8肽呢？21肽呢？师：如果氨基酸越来越多这个结构式后面就要接的越来越多了，常常的像个链子，这样就形连成一个链状的结构，所以我们也常称氨基酸通过脱水缩合反应连在一起的结构叫做肽链。那大家以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的就叫做是多肽，就含有多个肽键。一般3个以上的我们就可以称之为多肽，但是注意了，考试的时候题目中给出有18个氨基酸组成的肽链，问你是几肽，你不能回答说是多肽，而是应该回答是十八肽。师：下面来考一考大家掌握的怎么样了，一.请写出肽键的结构式。请一个同学到黑板上来写一写，（擦掉氨基、羧基、肽键让学生重新写），其他人拿出草稿纸写一写。二.产物中的H跟O来源于哪呢？三尝试表述出脱水缩合的过程。4）课堂练习请大家来看看这道题。生：氨基、肽键、羧基、2、2、4、四肽氨基有1、9羧基：2R基2、4、9、8肽键：3、5、65）课后思考师：现在我们将氨基酸简化，那这条肽链中第一个氨基酸我们用长方形来表示，与他相连的是第二个是同一种氨基酸，因此我们还是用长方形表示，再接下来一个是不同种的了，我们就三角形表示，最后一个用圆形表示，那这里是有3个肽键，如果我再往后加3个氨基酸那是几个肽键呢？（不同形状）生：6， 师：那n个氨基酸呢？生：n-1师：如果我换成同一种氨基酸这个肽键数会变吗？生：不会师：对，肽链中肽键的数目与该条肽链中的氨基酸的种类是没有关系的，他只跟氨基酸的数目有关。那现在有两条肽链组成的蛋白质，一个是6肽一个是8肽，那他的肽键数是多少呢？如果有N个氨基酸形成M条肽链，那么肽键是多少呢？请大家在课