课题 细胞中的蛋白质和核酸
学科内容学习目标 通过积极思维活动，分析和判断核酸被降解后的产物，从而能概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。 通过认识核酸的分子结构，为理解DNA的功能打好
基础。
教学过程
时间 教师行为 预设学生行为
导入 DNA指纹法在案件侦破中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就可能为案件的侦破提供证据。 1.为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？ ①DNA是遗传物质，携带有遗传信息 ②不同个体的遗传信息一般都有区别，因此能够提供犯罪嫌疑人的信息 亲子鉴定、研究不同类群生物的亲缘关系、研究人类起源 遗传信息的载体，存在于每个细胞中,一切生物的遗传物质对生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极重要的作用。 （1）五碳糖不同 （2）含氮碱基不同 构成DNA分子的脱氧核苷酸数目、排列顺序不同,使DNA分子具有多样性;构成RNA分子的核糖核苷酸数目、排列顺序不同,使RNA分子具有多样性。 细胞生物（含DNA和RNA）遗传物质是DNA。 非细胞生物（含DNA或RNA）遗传物质是RNA，如HIV、SARS病毒、禽流感病毒、2019新型冠状病毒
2.你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？ 阅读教材，找出核酸的种类、组成元素、基本单位及分布。 核酸的功能？ PPT展示两种核苷酸的分子结构示意图。 展示碱基种类，分辨脱氧核苷酸和核糖核苷酸碱基的不同。 脱氧核糖核苷酸与核糖核苷酸的区别。 表格对两种核酸进行比较。 DNA是由脱氧核苷酸长连接成的长链，RNA则是由核糖核苷酸连接而成的长链。一般情况下DNA为双链，RNA为单链。 为什么DNA（或RNA）分子具有多样性？ 遗传信息蕴藏在核苷酸的排列顺序中。 所有生物的遗传物质都是DNA吗？
小结
板书设计
设计思 路说明 运用讲授法梳理学生思路。(共42张PPT)
第三节
细胞中的蛋白质和核酸①
细胞的分子组成
章
一
第
动动脑：哪些食品中含有蛋白质？
情境引入
大
豆
制
品
奶
类
制
品
肉
蛋
类
食
品
水
产
品
食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗？
情境引入
积极思维
1. 人胰岛素分子由两条链组成,相对分子质量为5807.69(图1-3-1)。
2. 1955年,英国科学家桑格(F.Sanger,1918-2013)测定了牛胰岛素的氨基酸序列,证明了蛋白质具有一定的结构。这开辟了人类认识蛋白质分子化学结构的新途径。桑格因此而获得1958年诺贝尔化学奖。
细胞中的蛋白质分子是怎样组成的呢
事实：
积极思维
3.1965年,中国科学家首先采用化学方法人工合成了有生物活性的结晶牛胰岛素。这是世界上首次人工合成蛋白质,在生命科学史上具有划时代的意义。
事实：
1.概括 与大多数蛋白质分子相比,人胰岛素是一种相对分子质量较小的蛋白质分子。数一数,人胰岛素分子由多少个氨基酸分子组成
2.推测 蛋白质分子的基本组成单位是什么
思考：
蛋白质的基本组成单位是氨基酸(amino acid)。人体摄入的蛋白质,一般需要在消化液的作用下水解成氨基酸才能被吸收和利用。自然界中已经发现的氨基酸有几百种,而在生物体内,蛋白质通常由常见的 20种氨基酸分子组成。组成每种蛋白质的氨基酸分子的数量和种类各有不同。
讲授新课
一、细胞的功能主要由蛋白质完成
C
H
H2N
H
C
O
OH
甘氨酸
C
H
H2N
CH
C
O
OH
CH3
CH3
缬氨酸
C
H
H2N
C
O
OH
CH3
C
H
H2N
CH
C
O
OH
CH3
CH3
CH2
亮氨酸
丙氨酸
认识氨基酸，
并总结特点
讲授新课
1.氨基酸（amino acid）的结构通式
氨基
R基
C原子
羧基
H原子
共性：
差别：
（1）至少含有一个 和一个 ，同时与一个碳原子相连
（2）碳原子还分别与一个 和一个可变的 相连。
（3）R基的不同决定氨基酸种类不同。
氨基(-NH2)
羧基(-COOH)
氢原子
R基
讲授新课
以下哪些是组成蛋白质的氨基酸
C
H
COOH
CH3
SH
CH
H2N
COOH
CH2
OH
C
H
H2N
H
CH2
COOH
√
×
×
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
√
甲
乙
丁
丙
R
R
练一练
写出R基分别为—CH3、—NH2和—CH2—COOH的氨基酸结构式
C
H
H2N
COOH
CH3
C
H
H2N
COOH
NH2
C
H
H2N
COOH
CH2—COOH
练一练
2.氨基酸的结合方式——脱水缩合
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
2个氨基酸形成二肽的过程
肽键
二肽
两个氨基酸形成一条肽链，脱去几分子水，形成几个肽键，分子量减少了多少？至少含有几个氨基和羧基？
讲授新课
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
讲授新课
C
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
二肽
C
H
COOH
R3
H
N
H2O
肽键
三肽
H2O
三个氨基酸形成一条肽链，脱去几分子水，形成几个肽键，分子量减少了多少？至少含有几个氨基和羧基？
讲授新课
由n个(n≥3)氨基酸分子以肤键彼此相连形成的物质,称为n肽或多肽。多脑通常呈链状结构,称为肤链。不同的蛋白质分子由一条或多条、相同或不同的肤链构成。脑链的盘曲、折叠又形成了蛋白质分子复杂的空间结构。以免红细胞中的血红蛋白为例,它由四条肤链盘曲、折叠后组成,每条肤链又由一定数量的氨基酸分子以肤键彼此相连而成(图1- 3 - 5)
讲授新课
讲授新课
肽键数=
3.肽链中的计算
(1)一条肽链
(2)二条肽链
(3)m条肽链
脱水数
氨基酸个数－ 1(肽链数）
=
肽键数=
脱水数
氨基酸个数－ 2（肽链数）
=
肽键数=
脱水数
氨基酸个数－ m(肽链数）
=
…
讲授新课
如果是环肽呢？
肽键数=
脱水数
氨基酸个数
=
讲授新课
1.n个氨基酸经脱水缩合形成1条多肽链时，需脱去_______个水分子，形成_______个肽键，多肽链至少有____个氨基，____个羧基。
n-1
n-1
1
1
2.n个氨基酸经脱水缩合形成2条多肽链时，需脱去_______个水，形成_______个肽键，多肽链至少有____个氨基，____个羧基。
n-2
n-2
2
2
3.n个氨基酸经脱水缩合形成m条多肽链时，需脱去_______个水，形成_______个肽键，多肽链至少有____个氨基，____个羧基。
n-m
n-m
m
m
总结归纳
4.若氨基酸的平均分子量为a， n个氨基酸经脱水缩合形成m条多肽链时，则上述多肽链的分子量约为＿＿＿＿＿＿＿。
an-18(n-m)
肽键数＝脱水分子数＝氨基酸数－肽链数
有几条肽链，则至少有几个氨基和几个羧基
蛋白质分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸的个数—18×脱去的水分子数
总结归纳
（1）该化合物中，①表示________， ③ 表示________ ， ⑦表示________。
（2）该化合物有氨基________个，有羧基________个。
（3）该化合物是由________个氨基酸脱去________分子水形成的，这样的反应叫
________。该化合物的名称叫________。
（4）如果氨基酸的平均分子质量是128，那么该化合物的相对分子质量是________。
氨基
羧基
肽键
2
2
四肽
4
3
脱水缩合
458
讲授新课
观察下图，说说氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次
4.蛋白质的结构及多样性
氨基酸
二肽
三肽
一条多肽链
几条多肽链
盘曲、折叠
蛋白质
讲授新课
蛋白质结构多样性的原因？（阅读课本23页）
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎
种类不同
数目不同
◇-◇-◇-◇-◇-◇
◇-◇-◇-◇
排列顺序不同
◇-◇-◎-◎-
◇-◇-◎-◎-
◎-◎-
◇-◇
-◎-◇-◇-◎-
数目不同、空间结构不同
肽链
①氨基酸
蛋白质种类多样性
蛋白质功能多样性
蛋白质结构多样性
讲授新课
5.蛋白质的功能
1.催化作用：细胞内的化学反应离不开酶的催化。
绝大多数酶都是蛋白质。
胃蛋白质酶结晶
2.运输作用：血红蛋白运输氧;脂蛋白随血流将脂肪从肝脏运输到身体其他部位。
血红蛋白分子
3.运动作用：肌肉中的一些蛋白质与肌肉的收缩、舒张有关。
讲授新课
4.防御作用：抗体是一类具有免疫功能的蛋白质;
凝血因子是一类能保护受伤血管的蛋白质。
5.调控作用：有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素
胰岛素分子
6.调控作用：生长激素属于蛋白质,能调节人体的生长发育。
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！
讲授新课
1.蛋白质需一定的空间结构
蛋白质结构和功能的多样性
氨基酸
脱水缩合
多肽（链）
盘曲折叠
蛋白质
（蛋白质变性是指蛋白质的空间结构遭到破环）
2.蛋白质结构多样性的原因
氨基酸种类、数目和排列顺序不同；肽链数目、空间结构不同
3.蛋白质功能的多样性
催化、运输、运动、防御、调控、结构（相关例子）
总结归纳
1.原理：蛋白质与 试剂反应，溶液呈 色
2.材料：稀释的鸡蛋清、豆浆、牛奶等
3.试剂：
检测生物组织中的蛋白质
双缩脲
紫
双缩脲试剂
A液：0.1g/ml的NaOH 溶液、
B液： 0.01g/ml的CuSO4 溶液）
边做边学
4.步骤： ①
②
③
④
5.结果：
3个试管编号，各加入2ml样液
各试管中加入2ml 0.1g/ml的NaOH，振荡摇匀
各试管中加入3-4滴ml 0.01g/ml的CuSO4，振荡摇匀
观察各试管中的颜色变化
3支试管均变成紫色
边做边学
边做边学
实验视频
1.蛋清液为什么要稀释？
2.A液与B液加入的顺序如何？加入的量有何要求？某同学的实验结果溶液呈蓝色，请分析可能的原因是什么？
蛋白质稀释液浓度不能太高，因为蛋白质与双缩脲试剂发生反应后会凝固在试管内壁上，使反应不容易彻底,并且试管也不容易刷洗干净
先加A液再加B液，加入NaOH溶液后，试管中的溶液呈碱性，肽键与 Cu2+形成紫色的复杂化合物NaOH溶液2ml，CuSO4溶液3—4滴，实验结果呈蓝色可能是CUSO4溶液加入过多.
问题与讨论
斐林试剂 双缩脲试剂
甲液 乙液 A液 B液
成分
鉴定物质
添加顺序
反应条件
反应现象
3.斐林试剂与双缩脲试剂比较
甲液、乙液混合均匀
现配现用
先加A液再加B液
50—65℃水浴
不需加热即可反应
砖红色
紫色
还原性糖
蛋白质
0.1g/ml NaOH
0.05g/ml
CuSO4
0.1g/ml
NaOH
0.01g/ml
CuSO4
问题与讨论
显色反应
化学试剂+有机化合物→特定的颜色
还原糖 + 斐林试剂→
脂 肪 + 苏 丹 Ⅲ →
蛋白质 + 双缩脲试剂 →
砖红色沉淀
紫 色
橘黄色
苏 丹 Ⅳ
红色
总结归纳
1.还原糖的鉴定实验原理：
还原性糖 + Cu（OH）2 Cu2O
2.蛋白质的鉴定实验原理：
Cu2+ + 蛋白质 紫色化合物
50—65℃水浴
在碱性条件下
总结归纳
本节练习
1.人体内的核酸是由哪几种核苷酸组成的 含有尿嘧啶的核苷酸是由哪几种小分子构成的
2.一曲《在希望的田野上》,不仅唱出了人们对祖国、对家乡的热爱之情,也道出了我国各地物产的差异。歌词中提到了小麦、高梁、牛、羊等动植物。这些动植物是我们的食物来源。这些食物中,哪些富含淀粉,哪些富含蛋白质,哪些富含脂肪
一、思辨题
本节练习
1.我国相关卫生部门会根据居民膳食和营养状况,定期发布《中国居民膳食指南》,提出符合我国居民营养健康状况和基本需求的膳食指导意见。有人根据自己的膳食习惯绘制了一个“膳食金字塔”(右图)。
二、应用题
本节练习
我们可能都有自己偏爱的
食物和膳食习惯,不妨也绘制一个
自己的“膳食金字塔”。我们的“膳食金字塔”和上图有什么差别 这些差别对健康会有哪些影响
二、应用题
本节练习
2.营养学家对一些食物中的蛋白质含量进行了测定,得出以下数据。
(1)和黄豆相比,绿豆的蛋白质含量较少,推测绿豆中哪种物质的含量较多。
(2) 有人认为,牛肉比猪肉的蛋白质含量高,说明牛肉更有营养。这样的解释对不对 为什么
(3)豆油中没有检测到蛋白质,能否说明提取豆油的豆类细胞中不含蛋白质
本节练习
3.生物大分子都是以碳链为骨架的。尝试绘制一段核酸分子的结构示意图。如果有困难,可以利用互联网或到图书馆寻找答案。
本章练习
1.血红素是血红蛋白分子的重要组成部分,能使血液呈红色,其中的
是血红蛋白运输氧的关键物质。下图表示血红素、血红蛋白和红细胞的关系。
本章练习
(1)组成人体红细胞的化学元素包括C、H、O、N、P、S、Fe等。我们能举例说出这些元素在红细胞的结构中参与了哪些物质的组成吗 这些物质分别具有哪些重要的生理功能
本章练习
(2)血红蛋白由四条多肤链组成。如果下图为血红蛋白分子的部分结构示意图,我们能说出该结构的特点吗 组成该片段的基本单位是什么 尝试用箭头标出肤键的位置。
本章练习
(3)根据上述红细胞中血红蛋白的结构和功能的事实,举例阐述各种生物大分子物质是细胞进行各项生命活动的物质基础。
(4)血红素中 能可逆地与O 结合,当它与氧结合时,暗红色的缺氧静脉血变为鲜红色的富氧动脉血。煤气中毒患者,各种组织细胞都处于缺氧状态,这是什么原因
