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生命活动的主要承担者——蛋白质

下关一中生物组 谭佳玲

一、教材分析：

在课程标准的具体内容标准中，与本节内容相对应的条目是“概述蛋白质的结构和功能”。“概述”属于理解水平，要达成这一目标，首先要理解蛋白质的基本单位——氨基酸的结构特点，以及由氨基酸形成蛋白质的过程，因此，本节的知识目标确定为：“说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程”、“概述蛋白质的结构和功能”。考虑到认同生命的物质性对于树立唯物主义观点具有重要意义，而本节内容恰好说明了生命活动是靠蛋白质来完成的，因此，在情感态度价值观方面，就确定了“认同蛋白质是生命活动的主要承担者”的目标。

二、学习目标：

（一）知识目标：

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）能力、情感目标：

1. 认同蛋白质是生命活动的主要承担者

2. 关注蛋白质研究的新进展

三、本节重难点

重点：（1）氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程；

（2）蛋白质的结构和功能

难点：（1）氨基酸形成蛋白质的过程；

（2）蛋白质的结构多样性的原因

四、知识框架：

组成元素 化学结构

结构特点 脱水缩合 空间结构

氨基酸 蛋白质

结构通式 蛋白质的多样性

种类 蛋白质的功能

五、知识点

一、组成蛋白质氨基酸的通式及特点分析

1.氨基酸的结构通式

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2.氨基酸结构特点的分析

分析

举例

R基含—COOH：

氨基酸分子中—NH2、

—COOH至少各有一个，因为R基中可能有—NH2、—COOH

R基含—NH2 ：

要有一个—NH2和一个反例：H2N—CH2—CH2—CH2—COOH

—COOH连在同一个碳原子上

非生物体内氨基酸

3.基本组成元素：C、H、O、N，有的还含有S、Fe等。氨基酸中只有甲硫氨酸等少数种类含S，但S是构成蛋白质的特征元素。

4.氨基酸经脱水缩合形成蛋白质。

在脱水缩合过程中一个氨基酸的非R基上羧基和另一个氨基酸非R基上的氨基分别脱下—OH和—H结合形成H2O，同时形成一个肽键。

特别提醒：根据氨基酸结构通式可解决肽链中所含氨基和羧基的数目问题，但一般限定于计算其最小值，因为R基所含的氨基和羧基数目一般不能确定。

二、氨基酸形成蛋白质的相关计算问题

(1)蛋白质类物质形成过程中肽键、水分子的计算

由氨基酸分子脱水缩合可知，蛋白质形成过程中每形成一个肽键，同时失去第

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一分子水，即形成的肽键数=失去水分子数。

(2)形成的蛋白质分子的相对分子质量

蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和－失去水分子的相对分子质量总和。注：有时还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键(—S—S—)形成等。

(2)可总结如下

氨基酸平均氨基酸数目

肽键数目

脱去水多肽相对氨基数目

羧基数目

相对分子质量

1条肽 a 链

n条肽 a 链

(3)氨基酸的排列与多肽的种类

假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分如下两种情形分析：

①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：

m m-n m-n m m-1 分子数分子质量

目

m-1 ma-18(m-至少1个

至少1个

1) ma-18(m-至少n个

至少n个

n)

②A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：

特别提醒：①蛋白质相对分子质量计算时要考虑特殊情况：如二硫键(-S-S-)的形成。

②碱基数目与氨基酸之间的关系中，由已知氨基酸推导出的DNA或mRNA的碱基数是至少数，比实际数要少。

三、蛋白质的结构和功能及多样性 l.蛋白质的分子结构

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氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系可归纳成下图：

肽键的结构式可表示如下：

(2)蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由1条肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键(肯定不是肽键)连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。

2.蛋白质的多样性

(1)蛋白质结构的多样性

①氨基酸的种类不同，构成的肽链不同

②氨基酸的数目不同，构成的肽链不同

③氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同

④肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同

两个蛋白质分子结构不同，则这两个蛋白质不是同种蛋白质。但并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备以上其中的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同。

总结：（1）蛋白质结构多样性直接接因

：

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氨基酸：种类、数量、排列顺序不同

肽链：空间结构不同（2）蛋白质结构多样性根本原因：DNA分子的多样性。

3.理解蛋白质的主要理化性质 蛋白质的主要理化性质为：

①两性：因为蛋白质是α-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，分子内存在—NH2和—COOH，所以蛋白质具有酸碱两性。

②盐析：由于蛋白质分子的直径达到了胶体微粒的大小，所以蛋白质溶液是胶体。加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来，这个过程叫盐析。盐析是可逆反应，利用此法可以分离、提取蛋白质。

③变性和凝固：蛋白质分子在一定的物理或化学因素的影响下，其分子结构发生改变，从而改变蛋白质的性质，这个变化叫蛋白质的变性。蛋白质变性后就失去了生理活性，也不再溶于水，从溶液中凝结沉淀出来，这个过程叫蛋白质的凝固。高温灭菌、消毒，就是利用加热使蛋白质凝固，从而使细胞死亡。

四、蛋白质的功能

一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。

1.结构蛋白：是构成细胞和生物体结构的重要物质，如肌肉、头发、羽毛等的成分。

2.催化作用：绝大多数酶的本质是蛋白质。

3.运输作用：具有运输载体的功能，如血红蛋白能运输氧。

4.信息传递作用：调节机体的生命活动，如胰岛素等激素。

5.免疫功能：如人体内的抗体。

【知识拓展】教材中常见蛋白质：

（1）大部分酶：如蛋白酶、肽酶、脂肪酶等

（2）部分激素：如胰岛素、生长激素

（3）载体蛋白

（4）抗体（抗毒素 凝集素）

（5）部分抗原

：如决定病毒抗原特异性的衣壳

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（6）神经递质的受体

（7）朊病毒：成分为蛋白质，可导致疯牛病等

（8）糖被：位于细胞膜外表面，由蛋白质和多糖组成

（9）血红蛋白

（10）干扰素

（11）胶原蛋白和弹性蛋白：动物细胞间质的主要成分。 （12）含有蛋白质的实验材料：黄豆研磨液、蛋清等。

六、教学小结

七、教学反思

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