2018-2019學(xué)年高中生物 第2章 組成細(xì)胞的分子 第2節(jié) 生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者—蛋白質(zhì)課件 新人教版必修1.ppt

第2節(jié)生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì),教師參考 新課導(dǎo)入 導(dǎo)入1:通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道在構(gòu)成細(xì)胞的有機(jī)化合物中含量最多的是蛋白質(zhì),大約占細(xì)胞干重的50%以上,那么它的基本組成單位是什么呢?在生命活動(dòng)中承擔(dān)什么作用呢?這將是本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容。 導(dǎo)入2:你可聽(tīng)說(shuō)過(guò)“大頭娃娃”事件?本來(lái)出生健康的孩子,在喂養(yǎng)期間,四肢開(kāi)始變得短小,身體瘦弱,尤其是嬰兒的腦袋顯得偏大。人們把這些孩子稱為“大頭娃娃”。調(diào)查發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這一事件的原因是嬰兒天天吃的奶粉里蛋白質(zhì)含量極低導(dǎo)致的。那么你知道蛋白質(zhì)在生命活動(dòng)中的主要作用有哪些?這節(jié)課將學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的相關(guān)知識(shí)。,【教學(xué)目標(biāo)】 1.通過(guò)觀察幾種氨基酸的結(jié)構(gòu),運(yùn)用歸納與概括的方法,讓學(xué)生總結(jié)出氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),寫(xiě)出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式。科學(xué)思維 2.利用“氨基酸形成蛋白質(zhì)的示意圖”,運(yùn)用歸納與概括的方法,讓學(xué)生明確氨基酸和蛋白質(zhì)的關(guān)系以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因,形成“氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位”的自然觀。生命觀念、科學(xué)思維 3.引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中蛋白質(zhì)主要功能的示例,讓學(xué)生結(jié)合自身的生命活動(dòng),運(yùn)用歸納與概括的方法,總結(jié)出蛋白質(zhì)的多種多樣的功能,形成“一切生命活動(dòng)離不開(kāi)蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”的自然觀。生命觀念、科學(xué)思維 4.引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中的科學(xué)史話和科學(xué)前沿內(nèi)容,滲透情感教育,讓學(xué)生提升社會(huì)擔(dān)當(dāng)意識(shí)。社會(huì)責(zé)任,形成學(xué)科核心素養(yǎng),凝練素養(yǎng),自主學(xué)習(xí),圖說(shuō)教材,自主學(xué)習(xí) 讀教材學(xué)基礎(chǔ),一、氨基酸的結(jié)構(gòu)及其種類 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第2021頁(yè)“氨基酸及其種類”,完成下面的問(wèn)題。,2.結(jié)構(gòu) (1)結(jié)構(gòu)通式: 。 (2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 數(shù)量關(guān)系:每種氨基酸分子中至少都有一個(gè) 和一個(gè) 。 位置關(guān)系:都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在 上。 差異性:各種氨基酸之間的區(qū)別在于 的不同。 思考 玉米中含有豐富的谷氨酸,谷氨酸的分子中含有兩個(gè)羧基 (COOH),請(qǐng)思考它們?cè)诜肿咏Y(jié)構(gòu)中的位置如何? 提示:其中一個(gè)羧基和一個(gè)氨基連在同一個(gè)碳原子上,另一個(gè)羧基在R基上。,氨基,羧基,同一個(gè)碳原子,R基,二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第2123頁(yè)“蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性”,完成下面的問(wèn)題。 1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次 氨基酸,脫水縮合,鏈,空間結(jié)構(gòu),2.蛋白質(zhì)種類多樣性的原因 (1)氨基酸方面 (2)肽鏈方面:肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的 千差萬(wàn)別。,空間結(jié)構(gòu),判斷 (1)生物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸中,不同的氨基酸之間的差異是由R基引起的。( ) (2)生物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸中,有些氨基酸不能在人體細(xì)胞中合成。( ) (3)肽鏈的盤曲折疊被解開(kāi)時(shí),肽鏈特定功能并未發(fā)生改變。( ) (4)生物體的每一種蛋白質(zhì)都至少由20種氨基酸構(gòu)成。( ),三、蛋白質(zhì)的功能 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第2324頁(yè)“蛋白質(zhì)的功能”,完成下面的問(wèn)題。 一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要 。蛋白質(zhì)主要功能如下:,承擔(dān)者,結(jié)構(gòu)蛋白,催化,運(yùn)輸,信息傳遞,抗體,選擇 1.下列生理活動(dòng)與蛋白質(zhì)功能無(wú)關(guān)的是() A.氧氣在血液中的運(yùn)輸 B.細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì) C.催化淀粉生成葡萄糖 D.構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要組成物質(zhì),B,2.下面列舉了不同種類的蛋白質(zhì)及其功能,錯(cuò)誤的是() A.抗體免疫作用 B.胃蛋白酶調(diào)節(jié)作用 C.血紅蛋白運(yùn)輸作用 D.唾液淀粉酶催化作用,B,凝練素養(yǎng) 解疑難提能力,主題一 氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 教師參考 問(wèn)題引領(lǐng): 1.一個(gè)氨基酸由哪幾部分組成?各組成部分有何位置關(guān)系? 2.判斷構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的依據(jù)有哪些?,1.組成元素 組成蛋白質(zhì)的氨基酸都含有C、H、O、N四種元素,有的還含有S。 2.結(jié)構(gòu)通式圖解分析,3.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析,【典例1】 如圖為組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式,下列敘述正確的是() A.由于是可變的,所以構(gòu)成氨基酸分子的基本元素是不確定的 B.只要含有的化合物就是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸 C.結(jié)構(gòu)中也可以有氨基或羧基 D.結(jié)構(gòu)并不是組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸所必需的,解析:組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N;每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子(中心碳原子)上,這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫和一個(gè)R基,氨基酸的不同在于R基的不同,R基上可以有氨基或羧基。 答案:C,方法透析 構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸判斷標(biāo)準(zhǔn) (1)“至少”有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。 (2)有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上。,備選例題 我們?nèi)粘Ｅ胝{(diào)中使用的味精主要成分是谷氨酸鈉,已知谷氨酸分子的R基為-C3H5O2,則一分子谷氨酸中含有的C、H、O、N原子數(shù)依次是( ) A.5、9、4、1B.4、8、5、1 C.5、8、4、1D.4、9、4、1 解析:氨基酸通式的分子式是C2H4O2NR,不同的氨基酸其R基不同,根據(jù)R基的組成可以寫(xiě)出相應(yīng)的氨基酸的簡(jiǎn)式。由題意可知,谷氨酸的R基為-C3H5O2,代入C2H4O2NR中整理得谷氨酸的分子式是C5H9O4N。,A,D,解析:A、B兩項(xiàng)中都是有羧基沒(méi)有氨基,C項(xiàng)中有羧基也有氨基,但二者不是連在同一個(gè)碳原子上,不是構(gòu)成生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的氨基酸;D項(xiàng)中有羧基也有氨基并且連在同一個(gè)碳原子上,是組成蛋白質(zhì)的氨基酸,其R基是“HOOCCH2CH2”。,B,主題二 氨基酸的脫水縮合過(guò)程及數(shù)量關(guān)系分析 教師參考 問(wèn)題引領(lǐng): 1.你能寫(xiě)出兩個(gè)氨基酸脫水縮合形成二肽的過(guò)程嗎? 2.脫水縮合過(guò)程中形成的肽鍵和失去的水分子存在怎樣的數(shù)量關(guān)系? 3.你能總結(jié)出肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)和肽鏈條數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系嗎?,1.氨基酸脫水縮合中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題,2.蛋白質(zhì)合成過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系分析 (1)氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關(guān)系 肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)。 (2)蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)的計(jì)算 至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)。 游離氨基或羧基數(shù)目=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)。,(3)蛋白質(zhì)中含有N、O、H、C原子數(shù)的計(jì)算 N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中N原子總數(shù)。 O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中O原子總數(shù)-脫去水分子數(shù)。 H原子數(shù)=各氨基酸中H原子的總數(shù)-脫去水分子數(shù)2。 C原子數(shù)=氨基酸數(shù)2+R基上的C原子數(shù)。 (4)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算(通常情況) 蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量-脫去水分子數(shù)18。,【典例2】 根據(jù)下列化合物的結(jié)構(gòu),分析回答問(wèn)題。 (1)該化合物中,表示,表示。 (2)該化合物由個(gè)氨基酸失去個(gè)水分子而形成,這種反應(yīng)叫做,該化合物水解時(shí),需個(gè)水分子。 (3)該化合物中的氨基酸種類不同,是由決定的,其編號(hào)是 。,(4)該化合物稱為,含個(gè)肽鍵,編號(hào)是。 解析:據(jù)圖分析可知,是氨基、是羧基。圖中表示3個(gè)肽鍵,說(shuō)明該多肽鏈?zhǔn)怯?個(gè)氨基酸通過(guò)脫水縮合過(guò)程脫去3個(gè)水分子形成的。該化合物水解時(shí),需3個(gè)水分子。根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知決定氨基酸種類的是R基團(tuán),圖中表示R基團(tuán)的是。該化合物是由4個(gè)氨基酸形成的四肽,含有3個(gè)肽鍵。 答案:(1)氨基羧基(2)43脫水縮合3 (3)R基團(tuán)(4)四肽3,方法透析 解答肽鏈圖題目的一般方法 (1)找出肽鍵,以確定氨基酸的數(shù)量。 (2)找出R基以確定氨基酸的種類和數(shù)量。如果多肽鏈較長(zhǎng),要抓住“NCC”這一主線,排除其他化學(xué)符號(hào)的干擾,中間的C原子上所連的必為R基和H。注意同一肽鏈中可能有相同的R基,因此回答氨基酸種類時(shí)要考慮此種可能。,備選例題 某蛋白質(zhì)由兩條環(huán)肽形成,并且兩條環(huán)肽之間有側(cè)鏈形成的肽鍵和二硫鍵連接,具體如圖所示,現(xiàn)已知該蛋白質(zhì)由m個(gè)氨基酸組成,那么形成該蛋白質(zhì)過(guò)程中相對(duì)分子質(zhì)量減少了( ) A.m18B.m18+2 C.(m+2)18+2D.m18-2 解析:該蛋白質(zhì)由m個(gè)氨基酸形成,含有2條環(huán)狀肽鏈且2條環(huán)狀肽鏈間還有2個(gè)肽鍵,可知形成該蛋白質(zhì)時(shí)的脫水?dāng)?shù)=肽鍵總數(shù)=2條環(huán)狀肽上的肽鍵數(shù)+2條環(huán)狀肽鏈間的肽鍵數(shù)=(m+2)個(gè),形成SS時(shí),脫去的氫原子為2個(gè),所以形成該蛋白質(zhì)過(guò)程中相對(duì)分子質(zhì)量減少(m+2)18+2。,C,方法透析 有關(guān)環(huán)狀肽的計(jì)算 肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)。環(huán)狀肽主鏈中無(wú)氨基和羧基,環(huán)狀肽中游離氨基、羧基數(shù)取決于構(gòu)成環(huán)狀肽氨基酸R基中的氨基、羧基的數(shù)目。,【題組演練】 1.下面是三種氨基酸的結(jié)構(gòu)式,由這三種氨基酸按順序脫水縮合所形成的化合物中,含有氨基、羧基和肽鍵的數(shù)目依次是( ) A.1,1,2B.1,1,3C.1,2,2D.2,2,2 解析:三個(gè)氨基酸脫水縮合形成三肽化合物,失去兩個(gè)水分子,形成兩個(gè)肽鍵,在不考慮氨基酸中R基的情況下,三肽化合物有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,由于其中一個(gè)氨基酸的R基中含有一個(gè)羧基,故氨基、羧基和肽鍵的數(shù)目依次為1、2、2。,C,2.一條由59個(gè)氨基酸形成的環(huán)狀多肽,其中有4個(gè)谷氨酸(R基為CH2CH2COOH),則該多肽( ) A.有58個(gè)肽鍵B.至多有56種氨基酸 C.至少有5個(gè)游離羧基D.可能沒(méi)有游離氨基 解析:在環(huán)狀多肽合成過(guò)程中,失去水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù),該環(huán)狀多肽有肽鍵59個(gè);環(huán)狀多肽中,只有多肽內(nèi)部的R基中可能有游離的氨基和游離的羧基,因?yàn)楣劝彼岬腞基上有游離的羧基,所以該多肽至少有4個(gè)游離羧基,可能沒(méi)有游離氨基;構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸最多只有20種。,D,3.如圖是由n個(gè)氨基酸組成的某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖,其中二硫鍵“SS”是蛋白質(zhì)中連接兩條肽鏈之間的一種化學(xué)鍵(SH+SHSS+2H),則下列說(shuō)法正確的是( ) A.該蛋白質(zhì)至少含有n-2個(gè)氧原子 B.合成該蛋白質(zhì)時(shí)生成n-2個(gè)水分子 C.該蛋白質(zhì)至少含有n+2個(gè)羧基 D.該蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物增加2n-4個(gè)氫原子 解析:圖中蛋白質(zhì)由2條肽鏈和一個(gè)環(huán)狀肽組成,則該蛋白質(zhì)含有n-2個(gè)肽鍵,至少含有n-2+2=n(個(gè))氧原子;合成該蛋白質(zhì)時(shí)生成n-2個(gè)水分子;該蛋白質(zhì)至少含有2個(gè)羧基;該蛋白質(zhì)水解時(shí)增加氫原子數(shù)為(n-2)2+22= 2n(個(gè))。,B,生物界中的蛋白質(zhì)高達(dá)10101012種,20種氨基酸是如何形成種類繁多的蛋白質(zhì)的呢?下圖中“”或者“”代表不同的氨基酸,分析各圖代表的含義,歸納蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。,圖說(shuō)教材:蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因,(1)圖甲說(shuō)明:氨基酸的種類不同,構(gòu)成的肽鏈不同。 (2)圖乙說(shuō)明:氨基酸的數(shù)量不同,構(gòu)成的肽鏈不同。 (3)圖丙說(shuō)明:氨基酸的排列順序不同,構(gòu)成的肽鏈不同。 (4)圖丁說(shuō)明:肽鏈的數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)不同,構(gòu)成的蛋白質(zhì)不同。,【跟蹤訓(xùn)練】 關(guān)于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.不同蛋白質(zhì)含有的氨基酸數(shù)量不盡相同 B.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性和氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)有關(guān) C.組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合 D.高溫會(huì)使蛋白質(zhì)變性,因此煮熟的食物容易被人體消化 解析:不同蛋白質(zhì)含有的氨基酸數(shù)量可能不同;蛋白質(zhì)的多樣性與組成蛋白質(zhì)的氨基酸的數(shù)量、排序、種類以及多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)有關(guān);組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間的連接方式相同,都是通過(guò)脫水縮合反應(yīng)由肽鍵連接;高溫使蛋白質(zhì)變性后,分子結(jié)構(gòu)變得伸展松散,易被蛋白酶水解,但不會(huì)影響氨基酸的結(jié)構(gòu),易于人體吸收。,C,形成學(xué)科核心素養(yǎng),(一)重要生物學(xué)概念 1.氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。 2.氨基酸的結(jié)構(gòu)通式為: 。 3.每種氨基酸分子至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上。 4.蛋白質(zhì)中含有C、H、O、N等元素。 5.蛋白質(zhì)多樣性的原因:組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同及肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)不同。 6.蛋白質(zhì)的功能:組成細(xì)胞和生物體、催化、運(yùn)輸、調(diào)節(jié)和免疫等。,(二)學(xué)科核心素養(yǎng) 1.生命觀念:形成“一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”的自然觀。 2.科學(xué)思維:運(yùn)用歸納和概括的思維方法,能說(shuō)出氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),明確氨基酸和蛋白質(zhì)的關(guān)系,解釋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能多樣性的原因。 3.社會(huì)責(zé)任:關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展,增強(qiáng)愛(ài)國(guó)主義情感。,(三)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 請(qǐng)嘗試構(gòu)建本課時(shí)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。,謝謝觀賞！,