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蛋白质
新课导入
寻找证据
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一、细胞的功能主要由蛋白质完成
重点关注相关蛋白质的功能。
1968年，第19届夏季奥林匹克运动会在墨西哥城举行。那里的海拔超过2200m，这使得那些平时只在低海拔地区训练的运动员无法获得理想的成绩，尤其是在像10000m耐力赛这样的比赛项目中。高海拔地区空气中的O2比较稀薄，人从低海拔地区进入高海拔地区后，身体将会发生如下反应：释放脾中储存的红细胞；加速制造红细胞；使血红蛋白更容易释放氧。在高海拔地区，血液循环中的血红蛋白含量会明显升高。
根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.为应对O2稀薄的环境，身体做出了哪些反应？
2.红细胞有什么功能？与哪种蛋白质有关？
1.为应对O2稀薄的环境，身体做出了哪些反应？
2.红细胞有什么功能？与哪种蛋白质有关？
在O2稀薄的环境中，人体会释放脾中储存的红细胞，同时产生更多的红细胞。
红细胞的重要功能是携氧，而红细胞携氧的功能是通过血红蛋白实现的。
头发
蛛丝
肌肉
许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。
肌肉纤维
细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶
都是蛋白质。
胃蛋白酶结晶
有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白（参与氧气运输）、载体蛋白（参与物质跨膜运输）。
血红蛋白
通道蛋白
有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。
图中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素
有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以
帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
①结构功能：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物
质，称为结构蛋白。例如肌肉纤维。
②催化功能：起生物催化作用，如绝大多数酶。
③运输功能：运输功能，如血红蛋白能运输氧。
④调节功能：调节生命活动，如胰岛素和生长激素等。
⑤免疫功能：免疫过程中产生的抗体，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
蛋白质是细胞中重要的有机化合物，细胞的功能主要由蛋白质完成。蛋白质是生命活动的主要承担者。
蛋白质的功能
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二、蛋白质通常由20种氨基酸分子组成
重点关注氨基酸结构的异同点。
图3-9
5种氨基酸的分子结构式
根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.5种氨基酸的结构有哪些异同点？
2.试写出氨基酸的分子结构通式。
3.从化学角度分析，存在差异的部分会使该物质有怎样的化学性质？
1.5种氨基酸的结构有哪些异同点？
2.试写出氨基酸的分子结构通式。
3.从化学角度分析，存在差异的部分会使该物质有怎样的化学性质？
a.每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)、一个羧基(-COOH)和一个氢原子，并连在同一个碳原子上。
b.R基不同。
不同的氨基酸具有不同的R基，使得不同的氨基酸亲水性不同，酸碱性也有差异。
思考：氨基酸是蛋白质的基本组成单位，这些氨基酸是怎样形成不同的蛋白质的呢？
参与组成天然蛋白质的氨基酸通常有20种。
三、氨基酸有序连接形成蛋白质的一级结构
氨基酸形成蛋白质的过程
肽键
氨基酸脱水缩合，形成肽键，通过肽键连接成肽链。
H
H
O
H
N
C
C
R
H
H
O
N
C
C
OH
R
H2O
H
H
O
H
N
C
C
OH
R
H
H
O
H
N
C
C
OH
R
二肽
H2O
二肽
肽键
C
H
R
NH2
C
O
C
H
R
H
N
C
H
COOH
R
H
N
H
OH
H2O
三肽
以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽（链状）。
肽键：
二肽：
多肽：
肽链：
连接两个氨基酸分子的化学键。(-NH-CO-)
由两个氨基酸分子缩合而成的化合物。
由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物。
多肽通常呈链状结构，所以多肽又叫肽链。
相关概念
四、蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础
寻找证据
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读
阅读课本P68-69页材料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.蛋白质的一级结构与三维结构有怎样的关系？
2.蛋白质的结构与功能之间存在怎样的联系？
1.蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础，最终决定了蛋白质的三维结构。
2.蛋白质的结构决定了蛋白质的功能。
氨基酸
二肽
三肽
多肽
一条多肽链折叠形成蛋白质
几条多肽链折叠形成蛋白质
折叠盘曲成空间结构
五、蛋白质的结构决定其功能
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阅读课本P70页材料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.血红蛋白功能异常的原因是什么？
2.镰状细胞贫血患者的血红蛋白携氧能力降低，说明蛋白质的结构与其功能之间有怎样的联系？
1.镰状细胞贫血患者的血红蛋白功能的异常是由于构成蛋白质的一级结构发生了改变，其中的一个氨基酸由谷氨酸变为了缬氨酸。
2.蛋白质的结构决定了蛋白质的功能。
氨基酸种类不同
氨基酸数目不同
氨基酸序列不同
肽链空间结构不同
蛋白质结构
多种多样
蛋白质功能多种多样
结构多样性决定了功能多样性!
知识梳理
蛋白质
细胞的功能主要由蛋白质完成
氨基酸有序连接形成蛋白质的一级结构
蛋白质通常由20种氨基酸分子组成
蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础
蛋白质的结构决定其功能
谢
谢蛋白质
【教学目标】
1．知道氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程。
2．分析氨基酸的结构通式，结合实例举例说明氨基酸形成蛋白质的过程。
3．通过观察与提问，讨论与交流，明确蛋白质的结构和功能，培养学生分析和处理信息的能力。
【教学重点】
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。
【教学难点】
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。
【教学过程】
一、导入新课
我国组织实施的“贫困地区儿童营养改善项目”，为贫困地区婴幼儿每天提供1个富含蛋白质、维生素和矿物质的营养包。该项目自实施以来有效降低了要幼儿低体重、生长迟缓和贫血的发生率。蛋白质是细胞最重要的结构成分，对人体细胞的正常生命活动具有重要作用。在人体的细胞内和细胞外有多种多样的蛋白质，这些蛋白质主要具有什么功能？蛋白质功能多样的原因又是什么呢？
二、讲授新课
（一）细胞的功能主要由蛋白质完成
寻找证据——阅读
阅读课本P66页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．为应对O2稀薄的环境，身体做出了哪些反应？
2．红细胞有什么功能？与哪种蛋白质有关？
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。
学生积极思考并热烈发言，教师总结：
1．在O2稀薄的环境中，人体会释放脾中储存的红细胞，同时产生更多的红细胞。
2．红细胞的重要功能是携氧，而红细胞携氧的功能是通过血红蛋白实现的。
蛋白质的功能
1．许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质（结合头发、蛛丝、肌肉、肌肉纤维等图片）。
2．细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质（结合胃蛋白酶结晶等的图片）。
3．有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白（参与氧气运输）、载体蛋白（参与物质跨膜运输）（结合血红蛋白和通道蛋白等的图片）。
4．有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素（结合胰岛等的图片）。
5．有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害（结合抗原抗体作用图）。
小结蛋白质的功能，得出结论：蛋白质是细胞中重要的有机化合物，细胞的功能主要由蛋白质完成，蛋白质是生命活动的主要承担者。
（二）蛋白质通常由20种氨基酸分子组成
寻找证据——阅读
阅读课本P67页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．5种氨基酸的结构有哪些异同点？
2．试写出氨基酸的分子结构通式。
3．从化学角度分析，存在差异的部分会使该物质有怎样的化学性质？
师生讨论得出结论：
1．a．每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)、一个羧基(-COOH)和一个氢原子，并连在同一个碳原子上。
b．R基不同。
2．
3．不同的氨基酸具有不同的R基，使得不同的氨基酸亲水性不同，酸碱性也有差异。
思考：氨基酸是蛋白质的基本组成单位，这些氨基酸是怎样形成不同的蛋白质的呢？
（三）氨基酸有序连接形成蛋白质的一级结构
播放：氨基酸转化成蛋白质的整体过程
讲述：氨基酸——二肽——三肽——多肽——蛋白质
那么，氨基酸结合形成蛋白质的方式？
阅读课本68页内容，组内讨论氨基酸与氨基酸之间是如何连接在一起的？
①形成方式
②脱水缩合过程
③相关概念
提问：
1．在反应中产物有哪些？
2．水中的氢原子和氧原子分别来自哪里？
3．产物的名称叫什么？
4．这个过程叫什么反应？
然而大多数刚合成的多肽是不具备生物活性的，怎样才能形成有功能的蛋白质呢？
（四）蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础
阅读课本P68-69页材料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．蛋白质的一级结构与三维结构有怎样的关系？
2．蛋白质的结构与功能之间存在怎样的联系？
学生积极思考并热烈发言，教师总结：
1．蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础，最终决定了蛋白质的三维结构。
2．蛋白质的结构决定了蛋白质的功能。
师生共同归纳出：氨基酸肽链（一条或多条）蛋白质。
（五）蛋白质的结构决定其功能
阅读课本P70页材料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．血红蛋白功能异常的原因是什么？
2．镰状细胞贫血患者的血红蛋白携氧能力降低，说明蛋白质的结构与其功能之间有怎样的联系？
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。
小结蛋白质的结构及其多样性：
氨基酸种类不同、氨基酸数目不同、氨基酸序列不同、肽链空间结构不同决定了蛋白质结构多种多样，进而决定了蛋白质功能多种多样。
得出结论：结构多样性决定了功能多样性！
【板书设计】蛋白质
【学习目标】
1．知道氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程。
2．分析氨基酸的结构通式，结合实例举例说明氨基酸形成蛋白质的过程。
3．通过观察与提问，讨论与交流，明确蛋白质的结构和功能，培养学生分析和处理信息的能力。
【学习重点】
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。
【学习难点】
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。
【学习过程】
一、自主学习
（一）蛋白质的功能
1．结构功能：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。例如肌肉纤维。
2．催化功能：起生物催化作用，如绝大多数酶。
3．运输功能：运输功能，如血红蛋白能运输氧。
4．调节功能：调节生命活动，如胰岛素和生长激素等。
5．免疫功能：免疫过程中产生的抗体，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
除此之外，蛋白质的功能还有很多。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。
（二）氨基酸的结构特点
1．数量关系：至少都含有一个氨基和一个羧基。
2．位置关系：都有一个氨基、一个羧基和一个氢原子，三者连接在同一碳原子上。
3．各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
（三）蛋白质的形成和结构
1．氨基酸的脱水缩合
（1）此生理过程的名称是脱水缩合。
（2）字母代表的结构或名称：A．肽键，B．二肽。
（3）由多个氨基酸通过该过程形成的化合物，通常呈链状结构，叫作肽链。
2．蛋白质的结构层次
氨基酸脱水缩合形成多肽，多肽通过盘曲、折叠形成蛋白质。
3．结构多样性
（1）氨基酸方面：氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。
（2）肽链方面：肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
二、精炼反馈
1．两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽，同时生成一分子水，该水分子中的氢来自(
)
A．氨基
B．羧基
C．氨基和羧基
D．连在C原子上的H
2．下图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列叙述错误的是(
)
A．脑啡肽是由5个氨基酸失去4分子的水形成的
B．该化合物中有1个羧基和1个氨基
C．脑啡肽分子是由4种氨基酸形成的
D．该化合物属于四肽，因为含有4个肽键
3．下列有关蛋白质功能的说法，正确的是(
)
A．所有蛋白质都是细胞结构的组成物质
B．抗体的本质是蛋白质，说明蛋白质有运输作用
C．人体内的蛋白类激素可以起到信息传递的作用
D．蛋白质具有催化作用，催化化学反应的物质都是蛋白质
4．下列关于蛋白质分子结构的叙述，正确的是(
)
A．氨基酸种类、数量和排列顺序相同的蛋白质，功能可能不同
B．由n条肽链组成的蛋白质，含有氨基和羧基各n个
C．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同方式脱水缩合
D．高温会使蛋白质变性，蛋白质的空间结构保持不变
5．下列关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是(
)
A．相对分子质量最大的氨基酸是甘氨酸
B．有些氨基酸不能在人体细胞中合成
C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键
D．不同氨基酸之间的差异是由R基引起的
答案
1．答案：C
解析：两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽时，一个氨基酸上的氨基和另一个氨基酸上的羧基通过脱水缩合的方式形成肽键，即“—NH—CO—”，同时氨基上的“—H”和羧基上的“—OH”结合生成水。所以水分子中的氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。
2．答案：D
解析：图中多肽共有4个肽键，所以脑啡肽是由5个氨基酸经过脱水缩合形成的化合物，即五肽。由于R基中不含羧基和氨基，所以该化合物中只有1个羧基和1个氨基。该脑啡肽是由5个氨基酸分子脱水缩合形成的，组成脑啡肽的5个氨基酸的R基团依次是—CH2—C6H4OH、—H、—H、—CH2—C6H5、—CH2—CH(CH3)2，因此共有4种氨基酸。
3．答案：C
4．答案：A
解析：氨基酸种类、数量和排列顺序相同，但蛋白质的空间结构可能不同，则其功能也可能不同，A项正确；由于R基中可能含有氨基或羧基，且R基中的氨基和羧基不参与脱水缩合，因此蛋白质中氨基数或羧基数=n(肽链数)+R基中的氨基或羧基数，B项错误；所有氨基酸脱水缩合的方式都是氨基脱去一个氢原子，羧基脱去一个羟基后形成肽键，C项错误；高温会使蛋白质空间结构发生改变，D项错误。
5．答案：A
解析：甘氨酸的R基为—H，是相对分子质量最小的氨基酸。由于缺乏中间产物，有8种氨基酸不能在人体细胞中合成，必须从食物中获得，称为必需氨基酸。氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。R基的特异性决定氨基酸的特异性。
