2022年高一生物 生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)示范教案 新人教版
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1、 2022年高一生物 生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)示范教案 新人教版 ●從容說(shuō)課 關(guān)于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師在講述蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)時(shí),可以按照以下教學(xué)思路來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程:通過(guò)列舉日常生活中我們每天必須攝取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)入手使學(xué)生認(rèn)識(shí)到蛋白質(zhì)的重要性;指出對(duì)生物大分子結(jié)構(gòu)的研究,常采取分層認(rèn)識(shí)的方法;對(duì)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(gè)層次逐步深入。 在講述肽時(shí),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(lèi)、數(shù)目和排列順序,這種特點(diǎn)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(duì)于蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),教師不必詳細(xì)講述,可以讓學(xué)生通過(guò)對(duì)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(duì)學(xué)生指出,蛋白質(zhì)的生理作用依賴(lài)于其自身特定的空間結(jié)構(gòu)。 在講述蛋白質(zhì)的功能時(shí),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(xì)胞和生物體的重要結(jié)構(gòu)成分和在生命活動(dòng)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(lái)幫助學(xué)生理解動(dòng)態(tài)的、抽象的知識(shí)內(nèi)容。 ●三維目標(biāo) 1.知識(shí)與技能 (1)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過(guò)程。 (2)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)
3、和功能。 2.過(guò)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(jià)值觀 (1)認(rèn)同蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。 (2)關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展。 ●教學(xué)重點(diǎn) 1.氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過(guò)程。 2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。 ●教學(xué)難點(diǎn) 1.氨基酸形成蛋白質(zhì)的過(guò)程。 2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性的原因。 ●教具準(zhǔn)備 肽鍵形成的動(dòng)畫(huà)課件。 ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)程 [課前準(zhǔn)備] 教師準(zhǔn)備幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)圖;學(xué)生準(zhǔn)備一些食品的成分說(shuō)明書(shū)。 [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(xì)胞中的含量只比水少,大約占細(xì)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(dòng)中承擔(dān)什么作用呢? [師生互動(dòng)] 展示說(shuō)明書(shū),讓大家分析問(wèn)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(duì)分子質(zhì)量很大,下面可以通過(guò)比較得到證明。 投影: 計(jì)算下面幾種物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量:H2O(水)、H2SO4(硫酸)、C30H4 816O872N280S8Fe4(血紅蛋白) 問(wèn):蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量比起其他化合物有何特點(diǎn)?
5、 答:它的相對(duì)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(guò)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(shí)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(qǐng)同學(xué)們寫(xiě)出一個(gè)甲烷的結(jié)構(gòu)式。 (一位學(xué)生在黑板上寫(xiě)出甲烷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:) 講述:用一個(gè)氨基、一個(gè)羧基、一個(gè)R基分別取代甲烷中的三個(gè)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(wèn):請(qǐng)同學(xué)們觀察這幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)式,它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)? 答:共同點(diǎn):每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)C上;不同點(diǎn):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(lèi)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(xì)胞內(nèi)合成的,如賴(lài)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(duì)這類(lèi)沒(méi)法合成的氨基酸(必需氨基酸)要有一定量的補(bǔ)充,這樣才能滿(mǎn)足生長(zhǎng)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(gè)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(guò)一種叫做脫水縮合的化學(xué)反應(yīng)來(lái)完成連接的。(展示動(dòng)畫(huà)課件) (教師以板圖形式講解兩個(gè)氨基酸之間的脫水縮合反應(yīng)。并請(qǐng)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(guò)程由學(xué)生寫(xiě)出由四個(gè)氨基酸通過(guò)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(cuò)誤予以糾正。 許多的氨基酸通過(guò)肽鍵相互連接成多肽鏈,多肽鏈盤(pán)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(huì)有那么多種類(lèi)的蛋白質(zhì)呢? (投影:血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)圖) 問(wèn):學(xué)生對(duì)血紅蛋白和胰島素的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比,分析組成這兩種蛋白質(zhì)的氨基酸的種類(lèi)、數(shù)目、排列次序是否相同? 答:因?yàn)榻M成每種蛋白質(zhì)的氨基酸的種類(lèi)、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(lèi)、排列順序不同,會(huì)不會(huì)形成不同種類(lèi)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(wàn)別,這些都是細(xì)胞中的蛋白質(zhì)種類(lèi)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(lèi)、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(huì)有多種功能,請(qǐng)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(guò)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(huà),使學(xué)生了解我國(guó)在人工合成蛋白質(zhì)上取得的成就,增強(qiáng)民族自豪感) [教師精講] 蛋白質(zhì)作為生命活動(dòng)的主要體現(xiàn)者,它在生命活動(dòng)中擔(dān)當(dāng)無(wú)可替代的作用,它的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: ①有些蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)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(yùn)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(duì)于生物體來(lái)說(shuō),蛋白質(zhì)是必不可少的,這在生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)中都擔(dān)當(dāng)重要的作用,所以可以說(shuō)一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì),這是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。 [評(píng)價(jià)反饋] 1.根據(jù)下列化學(xué)簡(jiǎn)式回答: (1)此化合物名稱(chēng)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(xiě)方框內(nèi)的名稱(chēng):①__________;②__________;③__________。 (3)每個(gè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為180,該物質(zhì)的相對(duì)
11、分子質(zhì)量約為_(kāi)_________。 2.xx年春季發(fā)生了非典疫情,講衛(wèi)生達(dá)到了前所未有的重視。當(dāng)時(shí)滅毒消毒產(chǎn)品供不應(yīng)求,為了達(dá)到滅毒消毒的效果,家中每天把吃過(guò)的碗筷等進(jìn)行蒸煮,你認(rèn)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(dá)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(shí)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(gè)氨基酸的氨基與另1個(gè)氨基酸的羧基以肽鍵(即酰胺鍵)結(jié)合成肽鏈,再由1個(gè)或1個(gè)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(zhǎng)期研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的結(jié)果,已確認(rèn)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可分為一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。 一級(jí)結(jié)構(gòu) 又稱(chēng)初級(jí)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(jí)結(jié)構(gòu)中,一致公認(rèn)肽鍵(—CO—NH—)是主要連接鍵,而多肽鏈(由多個(gè)
13、氨基酸以肽結(jié)合形成的長(zhǎng)鏈)無(wú)疑是一級(jí)結(jié)構(gòu)的主體。 二級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的二級(jí)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(shí)驗(yàn)證明,多肽鏈的二級(jí)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(wú)規(guī)則卷曲。在二級(jí)結(jié)構(gòu)中有氫鍵參加以維持其穩(wěn)定性。 三級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指螺旋肽鏈結(jié)構(gòu)盤(pán)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(jí)結(jié)構(gòu) 是指蛋白質(zhì)的亞基(subunit,亦稱(chēng)亞單位)聚合成大分子蛋白質(zhì)的方式。 ●板書(shū)設(shè)計(jì) 第2節(jié) 生命活動(dòng)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)
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