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第2章 组成细胞的分子

第1节 生命活动的主要承担者——蛋白质一节教学设计

黔阳一中 向春花

教学目标：

（一）知识与技能：

1、说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。

2、概述蛋白质的结构和功能。

（二）过程与方法：

培养学生分析和处理信息的能力，养成学生自主探究学习的能力。 （三）情感态度方面：

1、认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

2、关注蛋白质的新进展，培养学生的爱国主义精神，增强民族自尊心和自豪感。。

教学重点：氨基酸的结构及其形成蛋白质过程、蛋白质的结构和功能。

教学难点：氨基酸形成蛋白质的过程和蛋白质的结构多样性的原因。

教学过程

一、结合教材P20～21图文，比较各类氨基酸的结构，总结氨基酸的结构特点。

1.各种氨基酸共有的元素是 C、H、O、N ，其中有的还含有 S、P 元素。由此推知，蛋白质的组成中，一定含有 C、H、O、N 四种元素，可能含有 S、P 元素，还可能含有 Fe 等微量元素，如血红蛋白。

2.观察各种氨基酸的分子结构会发现：每种氨基酸分子至少都含有一个

氨基 (—NH2)和一个

羧基 (—COOH)，并且都有一个

氨基 和一个 羧基 连接在

同一个 个碳原子上。这个碳原子还连接一个 氢原子 和一个侧链基团，这个侧链基团用 R 表示。各种氨基酸之间的区别在于 R基 的不同。

3.结合以上共同点，画出氨基酸分子结构通式(各氨基酸的不同部分用R基表示)。

1

归纳总结：组成蛋白质的氨基酸的判断标准

(1)数量标准：至少含有一个—NH2和一个—COOH。

(2)位置标准：一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上。

练一练：

1、判断下列相关说法的正误。

(1)在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种(

) (2)人体细胞不能合成的氨基酸称为必需氨基酸，共8种(

) (3)每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上(

) (4) 各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基不同(

) (5)氨基、羧基、R基的书写格式分别是：NH2、COOH、R(

) 2、下列有几种是属于组成蛋白质的氨基酸(

B

)

A.4

B.3

C.2

D.1

二、分析图2－4、图2－5，理解氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程，并能进行相关计算。

1.描述从氨基酸到蛋白质的形成过程

氨基酸→二肽(由

两个氨基酸分子

缩合而成的化合物)→多肽(由多个氨基酸分子缩合而成，含有多个

肽键 的化合物，通常呈

链状

结构)→肽链

盘曲、折叠 →具有一定 空间结构 的蛋白质。

(1)肽：氨基酸脱水缩合所形成的化合物。肽以组成的_氨基酸数_来命名，如含有7个氨基酸的多肽称为七肽。

(2)肽链： 多肽所呈的链状结构 。

2.第一个氨基酸分子的 羧基 和第二个氨基酸分子的

氨基 相连接，同时脱去一分子 水 的结合方式，叫做

脱水缩合 。该反应过程具有以下特点：

(1) R 基团未参与反应。

2

(2)第一个氨基酸分子的

羧基 (基团)脱去

羟基 ，第二个氨基酸分子的

氨基

(基团)脱去 H ，两氨基酸的脱去部分结合形成

水

。两个氨基酸之间新形成的化学键称作 肽键 ，可表示为

–CO-NH- 。新形成的化合物叫做

二肽

。

(3)若不考虑R基团，该二肽分子中还含有 一个

游离的氨基和_一个_游离的羧基，分别位于肽链的两端。

3.结合上面分析讨论

(1)若3个氨基酸分子脱水缩合形成一条肽链，会脱去 2 分子水，形成 2 个肽键，产物是

三肽 。

(2)若m个氨基酸分子形成1条肽链，会脱去 m-1 分子水，形成 m-1 个肽键，产物是 多肽 。

(3)若m个氨基酸分子形成2条肽链，会脱去 m-2 分子水，形成 m-2 个肽键。

(4)若m个氨基酸分子形成n条肽链，会脱去 m-n 分子水，形成 m-n 个肽键。

4.假设氨基酸的平均分子量为a，则m个氨基酸分子形成n条肽链时，所形成肽链的分子量为 ma-18(m-n) 。

5.m个氨基酸分子脱水缩合形成的1条肽链至少含有 1 个游离的氨基和 1 个游离的羧基；m个氨基酸脱水缩合形成n条肽链构成的蛋白质中，至少含有 n 个游离的氨基和 n 个游离的羧基。

6、蛋白质结构多样性

氨基酸的种类、数目和排列顺序不同及肽链的盘曲、折叠方式和空间结构不同

三、蛋白质的功能

①结构物质，结构蛋白

②催化功能，如酶

③运输功能，如血红蛋白、载体

④调节功能，如胰岛素、生长激素

⑤免疫功能，如抗体

蛋白质结构的多样性决定蛋白质功能的多样性

归纳提炼：

1.蛋白质的结构层次

3

C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→三肽→多肽→蛋白质。

2.肽键的表达式可表示为：—CO—NH—、—NH—CO—，但不能忽略其中的“—”。

3.参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。

练一练：

1、血红蛋白分子有574个氨基酸，4条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键数分别是(

D

) A.573和573

B.573和570

C.570和573

D.570和570

2、如图，甲为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图乙为部分肽链放大图，请据图判断下列叙述中正确的是( D )

A.该蛋白质中含有1条肽链124个肽键

B.图乙中含有的R基是①②④⑥⑧

C.从图乙可推知该肽链至少含有2个游离的羧基

D.图乙②中的—NH2不参与脱水缩合反应

(1)图甲中有 1 条肽链， 124 个氨基酸， 123 个肽键。

(2)图乙中

②④⑥⑧

代表R基，

③⑤⑦

代表肽键。

(3)图乙中肽链右端有 1 个羧基，R基 ⑥⑧

上也有羧基，据此推理该肽链至少含有 3 个羧基。

板书设计 第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质

一、组成元素：

主要由C、H、O、N四种化学元素组成。

二、基本单位：氨基酸

1、结构通式：

4

3、结构特点

①

每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基；

②

每种氨基酸分子都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上；

③

不同的氨基酸分子，具有不同的R基。

2、种类：大约有20种

三、蛋白质的形成过程：

氨基酸

巩固练习：

1.谷氨酸的R基为—C3H5O2，一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是( A ) A.5、9、4、1 B.4、8、5、1 C.5、8、4、1 D.4、9、4、1 脱水缩合多肽(肽

链)折叠蛋白质。

2.两个氨基酸缩合成肽并生成水，这个水分子中的氧原子来自氨基酸的( B ) A.氨基

C.R基

B.羧基

D.氨基和羧基

3.下列物质中，有的是组成蛋白质的氨基酸，有的不是，若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成化合物，则其含有的氨基、羧基和肽键数目是( B ) ①NH2—CH2—COOH ②NH2—CH2—CH2OH

⑤NH2—CH2—CH2—COOH A.3、3、2 B.1、2、1 C.1、3、2 D.3、4、2 4.请根据下图所示的化合物结构简式，回答问题。

(1)该化合物属于_三肽_，由__3__种氨基酸构成，形成这种化合物的不同氨基

5

酸的R基编号是___b、d、g_。

(2)该化合物是由_3_个氨基酸失去_2_分子的水形成的，这种反应叫做_脱水缩合__。

(3)该化合物中有_2_个肽键，编号是_c、e_。

(4)经检测，人和其他哺乳动物胰岛素的氨基酸组成比较如下：

马：β链第30位氨基酸和α链第9位氨基酸与人的不同；

羊：β链第8、9、10位氨基酸与人的不同。

鼠：α链有8个氨基酸、β链有10个氨基酸与人的不同。

不同物种的胰岛素不同，反映在多肽链的氨基酸组成上主要是_氨基酸的排列顺序不同_。上述几种动物中__鼠__和人的亲缘关系最远。

5、某蛋白质分子由3条多肽链组成，内有肽键109个，则此分子中含有—NH2或—COOH的数目至少为(

D

) A.112、112

B.109、109

C.9、9

D.3、3 6、现已知构成蛋白质的氨基酸共20种，它们的平均分子量为128，由50个氨基酸构成的某蛋白质的一条多肽链的分子量是(

C

) A.6 400

B.2 560

C.5 518

D.2 218

6