蛋白质的结构与功能-教案

蛋白质的结构与功能[教学目标]知识目标：（1）概述氨基酸的基本结构。（2）阐述氨基酸是如何构成蛋白质的。（氨基酸的缩合反应）（3）通过操作和观察多肽合成的模拟实验，解释蛋白质分子结构多样性的原因以及结构多样性与功能复杂性的关系。（4）通过分析蛋白质的结构多样性和功能的多样性，形成生物体结构和功能相统一的观点。能力目标（1）通过比较氨基酸的分子结构模型和结构简式，总结出氨基酸的共同点，初步学会比较分析和推理能力。（2）能使用常见材料，制作蛋白质的结构模型，体会其结构的多样性，以提高学生的动手操作能力。情感目标通过研究蛋白质营养与健康的关系，确立积极的生活态度和健康的生活方式。[教学重点]（1）氨基酸的结构通式和氨基酸所和形成多肽的过程（2）蛋白质分子结构多样性的原因。[教学难点]（1）探究活动中，通过比较得出不同氨基酸分子结构的共同点，总结得出通式（2）通过或学生自己动手构建蛋白质分子模型并比较得出不同模型之间差异产生的原因，从而得出蛋白质分子多样性的原因。[教学方法]讲述法，谈话法，多媒体教学，探究学习法，启发式教学，习题巩固[课时安排]1课时[教学过程]活动内容备注教师活动首先请同学们帮我作个选择：我要带一份可见加餐来上班，如果从营养价值的角度来考虑，在一个馒头、两个鸡蛋，一个苹果，该选择哪一份呢？学生活动两个鸡蛋。教师活动提问：为什么选择鸡蛋呢？学生活动因为它们蛋白质含量多，营养价值高。教师活动对了。我们的机体，每天都需要足量的蛋白质。蛋白质是占细胞鲜重最多的有机物，如果细胞失去水分，它可以占细胞干重的50%以上。单纯从比例上推测，蛋白质对细胞和生物体一定很重要，那蛋白质有什么重要功能呢？它的结构又是怎样呢？今天我们学习第一节《蛋白质的结构与功能》一、蛋白质结构（展示表格：玉米叶片中氨基酸的种类与含量）这是玉米叶片蛋白质中氨基酸的种类与含量，分析表中信息回答“玉米体内不同蛋白质的水解产物有什么共同点？有何区别？”学生活动蛋白质的水解产物都是氨基酸，氨基酸的种类与数量不同。也就是说：氨基酸是蛋白质的基本组成单位。教师活动生物体是由种类与数量不同的细胞构成的，细胞是构成生物体的基本单位。蛋白质的基本组成单位是什么？学生活动氨基酸。教师活动什么是氨基酸？它具有怎样的分子结构呢？探究活动：氨基酸的共同点（展示四种氨基酸的结构简式）请大家观察着四个氨基酸分子结构，思考下列问题。问题设计：1、氨基酸中有哪些共同元素？2、四种氨基酸在结构上有哪些共同之处？3、四种氨基酸在结构上有什么区别？学生活动1、氨基酸中共有的元素有C、H、O、N教师活动氨基酸是蛋白质的基本组成单位，蛋白质的基本组成单位是什么呢？学生活动也是C、H、O、N。教师活动[板书]〈一〉元素组成基本元素C、H、O、N讲述：其实，在某些蛋白质中还含有少量P、S。甚至有些蛋白质中，还含有Fe、Cu、Mn、Zn等金属元素。如血红蛋白含铁。这些基本元素是怎样构成氨基酸的呢？演示文稿退回上一页。请大家再次观察这四种氨基酸，他们有哪些共同点？（用红方框、蓝方框标记出结构相同的部分。）关于羧基，我们可以从二氧化碳来说起。CO2的结构简式可以写成O=C=O，如果其中一个碳氧键断裂，氧原子连上一个H，这样就会形成羧基（结构式），也可以简化成-COOH，它可以电离出氢离子，显示出酸性。请大家找一下，在这四种氨基酸中，还有没有其他相似的化学结构呢？学生活动都含有-COOH和-NH2。或者学生上黑板写出答案。教师活动讲评：这个结构叫羧基，在表示时，短线表示连接的共价键，不能少。H2N-这个结构叫作氨基，同样，短线表示共价键，而且要连接在N元素上。请大家继续观察，这4种氨基酸的羧基和氨基连接位置有何规律？学生活动每个氨基酸分子都有一个氨基和一个羧基，连在同一个碳原子上。教师活动这个C原子我们可称为中心碳原子。再观察，这四种氨基酸结构有什么区别？学生活动中心碳原子上连接的第四个结构（下面的结构）不一样。教师活动（用虚线框出不同结构）我们把各氨基酸的不同部分（如第一个氨基酸的甲基）称作为R基（-R）。同学们再进一步观察，是不是每个氨基酸都只有一个氨基和一个羧基呢？大家发现，除了R基团略有差别，这四种氨基酸的结构基本一致，可以用一个共同的结构式来表示出来，我们称之为氨基酸的结构通式。学生活动不一定。教师活动所以氨基酸的结构特点可以表述为：一个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且它们都连在同一个碳原子上。大家能不能结合我们的上述分析，尝试归纳出氨基酸的结构通式呢？学生活动自己尝试归纳。一个学生上黑板写出。教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动教师活动学生活动氨基酸的种类不同，氨基酸的数目成百上千，氨基酸的排列顺序变化多端，肽链的空间结构也千差万别。教师活动根据前面学习过的生物学基本观点之一：生物体的结构与功能总是相适应的。请推测蛋白质的功能特点。学生活动蛋白质的生理功能也具有多样性。教师活动[板书]三、蛋白质的生理功能具有多样性请大家快速阅读课本34页内容，了解蛋白质的功能。然后我们做一个小测验。学生活动阅读课本，了解功能。教师活动连线练习设置催化功能角蛋白调节功能酶结构功能血红蛋白运输功能肌动蛋白和肌球蛋白运动功能胰岛素免疫功能激素与相关受体信息传递功能抗体学生活动完成连线题教师活动点评。通过练习我们可以看到，几乎所有生理功能的完成都离不开蛋白质。所以我们说蛋白质是一切生命活动的体现者。问题设计：如果我们把蛋白质的结构破坏掉，它还能发挥作用吗？为什么？学生活动不能。因为结构与功能相适应。没有一定的空间结构，蛋白质也就失去其生理作用了。教师活动请大家结合刚学过的知识，解释一个问题1、为什么医院使用的蛋白质类药剂都要制成针剂？不能口服？学生活动因为蛋白质药物如果口服，在消化道内，其结构就会被破坏，失去功能。教师活动所以，当蛋白质具有一定空间结构时，才能表现特有的生物学活性，执行特定的生理功能。新知识的学习就到这里，小结以下我们学习的内容。教师活动蛋白质的基本组成单位是________。构成蛋白质的基本元素是：C、H、O、N。但是当氨基酸形成的蛋白质，其元素组成中还含有：P、S。氨基酸的结构通式是___,共有_____种、化学性质是_______氨基酸通过缩合形成多肽，其反应方程式：（学生上黑板）多肽经过折叠形成蛋白质，蛋白质在结构和功能方面具有什么特性？___________结构的多样性决定了功能多样性。这在分子水平上进一步证明了生物体结构与功能总是相适应的。关于蛋白质的初步认识就到这里，现在请大家做一下课堂检测。附：课堂检测第一节蛋白质的结构与功能课堂检测班级_______姓名__________学号_________1.过度肥胖者的脂肪组织中,占细胞重量50%以上的物质是（）A．蛋白质B．脂肪C．糖类D．水2.谷氨酸的R基为-C3H5O2,在谷氨酸分子中,碳和氧的原子数分别是（）A．4、4B．5、4C．4、5D．53.下列不属于蛋白质的功能的是（）A．载体在主动运输中运载矿质离子B．调节同化作用C．组成人和动物肌肉的主要成分D．性激素促进生殖器官的发育和生殖细胞的生成4.临床通过检测尿液中一定时间内的含氮量，可粗略的估算下列哪一营养物质在该段时间内的氧化分解量（）A．蛋白质B．脂肪C．糖D．维生素D5.合成蛋白质是细胞的一个重要生理过程，下列细胞不可能发生该过程的是（）A．神经细胞B．肝细胞C成熟的红细胞D，脂肪细胞6.生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是（）A．组成肽键的化学元素不同B．组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同C．氨基酸的排列顺序不同D．蛋白质的空间结构不同7.某一多肽链内共有肽键109个，则此分子中含有—NH2和—COOH的数目至少为()A.110、110B.109、109C.9、9D.1、18.下图为一条多肽链的结构示意图，请回答有关问题：（1）该多肽称为，含有个氨