生命活动的主要承担者[上学期]

人教新课程：高一生物《分子与细胞》必修教案 编写：谢 谢
第二节 生命活动的主要承担者——蛋白质
1、 教学目标
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。
3. 认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
4. 关注蛋白质研究的新进展。
2、 教学目的
从学生的生活经验出发，让学生了解蛋白质的组成、结构和功能的多样性，及其能够成为生命活动主要承担者的原因。引导学生对比观察几种氨基酸的结构，利用已有的化学知识识别氨基酸，在对比的基础上找出不同氨基酸分子共有的结构，从而让学生自主的得到氨基酸的结构通式，为理解氨基酸形成蛋白质奠定基础。可通过讨论生活中的经验或人体自身的生命活动，引导学生了解蛋白质的主要功能。课后的“科学史话”和“科学前沿”可以适当的在学习氨基酸形成蛋白质时加以介绍，从而让学生了解蛋白质的最新研究进展，以及研究蛋白质的意义。
3、 教学重点和难点
1. 教学重点：
（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。
2. 教学难点：
（1） 氨基酸形成蛋白质的过程。
（2） 蛋白质结构多样性的原因。
4、 课时计划 （一课时）
5、 教学过程
【复习引入】上一节课我们共同学习了课本上的第一节——细胞中的元素和化合物，现在我们先复习一下。
[问题1]细胞中最基本的元素是什么元素？
（细胞中最基本的元素是C元素）
[问题2]细胞中的基本元素是那些元素？
（细胞中的基本元素是C H O N）
[问题3]细胞中含量最多的有机化合物是什么？它在对生命活动有什么意义？
（细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质，它是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用。）
上节课我们说蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用，那为什么说它是组成生物体的重要物质？为什么说它在生命活动中起重要作用？起什么重要作用呢？这就是我们本节课所要研究的内容。
（一）氨基酸及其种类
【问题探讨】首先问学生们几个问题
[问题1]同学们生长发育所需要的蛋白质来源于那里？
（同学们生长发育所需要的蛋白质来源于同学们每天食用的食物。）
[问题2]同学常吃的食物中，那些食物富含蛋白质？
（我们平常吃的食物中，一般都含有蛋白质，特别是瘦肉、蛋、奶、鱼、大豆中蛋白质的含量尤其丰富。）
[问题3]这些食物中的蛋白质是不是直接在我们的身体里堆积成为我们人体的蛋白质？
（当然不是，否则如果一个人经常吃鱼，那他的肌肉就长的象鱼一样？）
其实啊，我们的人体是先将食物中的蛋白质进行消化，使其分解为氨基酸，从而被我们人体吸收，然后再通过人体内一些细胞器的作用，将这些氨基酸重新合成为我们人体的新的氨基酸。因此，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。正因为如此，所以说，如果我们要想研究蛋白质，那么我们首先就的了解氨基酸，那氨基酸到底是什么样子的呢？就请同学们看书上第二十页 “思考和讨论”上的四种氨基酸，回答下面的问题。
[问题1]这些氨基酸的结构具有什么共同特点？“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？
（每个氨基酸都有氨基和羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中主要的部分——氨基和羧基。）
[问题2] 那这四种氨基酸又有什么不同呢？
（这四种氨基酸中连在中间那个C下面的基团都不一样）
如果说，我们把这个各不相同的基团用R来表示，就象在数学上用X表示未知数一样，那我们是不是可以得到氨基酸的结构通式是：
H
NH2 C COOH
R
（二）蛋白质的结构及其多样性
【直接导入】就是因为这个R基团的不同，造成了氨基酸的不同，自然界中有多少这种结构的氨基酸呢？大约有20种，因此自然界中所有的蛋白质都是由这20中氨基酸相互连接构成的，那同学们有没有想过这些氨基酸是怎么连接的呢？其实，这些氨基酸的连接是通过一种叫做脱水缩合的化学反应来完成的。这个脱水过程是怎么进行的呢？就请同学们把书打开到第二十二页的图，当两个氨基酸分子靠到一起时，一个氨基酸分子的羧基（-COOH）就会和另一个氨基酸分子的氨基（-NH2）相连接，同时脱去一分子水的结合方式就叫脱水缩合。其中这个化合物中连接这两个氨基酸分子的化学键（-NH2-CO-）叫做肽键，而由这两个氨基酸缩合成的化合物就叫做二肽。因此，大家要记住，由两个氨基酸缩合的产物，有一个肽键，称为二肽。而这个二肽，它是不是还有一个羧基（-COOH）和一个氨基（-NH2）？它是不是还可以和其它的氨基酸继续缩合？这样，如果二肽继续和一个氨基酸缩合，它就会缩合成三肽，又形成一个肽键，从而有两个肽键，但是一般三个以上的肽则被称为多肽。如果再缩合一个氨基酸则依次类推，若有n个氨基酸缩合成一条肽链，则脱掉(n-1)个水分子，形成（n-1）个肽键，产生一个多肽。如果n个氨基酸形成m条肽链，则形成（n-m）个肽键，脱掉（n-m）个水分子。
[问题1]如果用20个字母代表20种氨基酸，写出10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？
（10个氨基酸可以形成2010个互不相同的长链。）
[问题2]观察课本上的图2-4，说说从氨基酸到蛋白质大致有那些结构层次？
（氨基酸→二肽→三肽→……→多肽，一条多肽链盘曲折叠成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋白质。）
但是蛋白质分子一般都是由成百上千个氨基酸组成，那他们的排列方法有多少种？是20100到近2010000。再加上蛋白质和多肽并非只是一条直线，这样不同的氨基酸种类，不同的氨基酸数目，不同的氨基酸的排列顺序，以及多肽链的盘旋、折叠方式和形成的空间结构千差万别造成了蛋白质分子结构的多样性！
<总结> 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，构成蛋白质不同。
（三）蛋白质的功能
【直接导入】
[问题1]蛋白质结构的多种多样对生物的生命活动有什么意义？
（蛋白质结构的多种多样是蛋白质分子具有多种重要功能的基础。）
换一句话说就是，蛋白质在细胞中要承担许多各种各样的任务，因此，相对于这种功能，就要有相对的蛋白质，因此各种蛋白质各自执行自己的任务，从而使我们的生命活动有条不紊的进行。
那这些蛋白质在生物体内都干些什么呢？
就请同学们看课本第二十三页的图，自己来总结一下。
一般说来主要有以下五个方面：（此处帮学生总结）
有些蛋白质分子是构成细胞和生物体的重要物质。
(1) 人和动物的肌肉中的主要组成物质是蛋白质：人和动物的红细胞中的主要成分是血红蛋白，蛋白质是染色体和染色质的主要成分，就连病毒的主要成分中都有蛋白质。
(2) 蛋白质具有催化作用。
生物体内催化各种新陈代谢的酶几乎都是蛋白质。
(3) 有些蛋白质具有运输作用。
红细胞中的血红蛋白可以运输O2和一部分CO2,细胞膜上的蛋白质有很多是运输各种分子的载体或通道。
(4) 有些蛋白质具有调节作用。
人体内的许多激素都是蛋白质，比如调节血糖浓度的胰岛素，促进骨骼、肌肉、结缔组织和内脏生长的生长激素，就连促进甲状腺激素、性腺激素、肾上腺皮质激素的促激素都是蛋白质。
(5) 有些蛋白质具有免疫作用。
人体内淋巴细胞分泌的、可以杀死病菌的抗体都是蛋白质。
除此以外，我们的蛋白质还有一些其它功能，有兴趣的同学可以课后自己去研究。
<结论>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。
6、 作业
创新课时训练P11—P12
7、 教后记
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