教學目標

1.說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程,。

2.概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能,。

3.認同蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。

4.關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進展,。

教學重點和難點

1.教學重點

（1）氨基酸的結(jié)構(gòu)特點,，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。

（2）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能,。

2.教學難點

（1）氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程,。

（2）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性的原因。

教學過程

一,、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

1,、蛋白質(zhì)基本組成元素：CH O N，有些含有P,、S,，有些含有Fe  Mn等元素

2、蛋白質(zhì)的基本單位—氨基酸

（1）種類：組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種,，不同蛋白質(zhì)所包含氨基酸的種類和數(shù)量不一樣,。

  按照能否在人體內(nèi)合成分為兩類：

   必需氨基酸（8種）：指人體自身不能合成，必須從食物中攝取的氨基酸,。對成人來講必需氨基酸共有八種:賴氨酸,、色氨酸、苯丙氨酸,、甲硫氨酸,、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸,、纈氨酸,。（嬰兒9種，比成人多一種組氨酸）

  非必需氨基酸（12種）：指人體自身能合成,，也能從食物中攝取的氨基酸,。這類氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸,、甘氨酸,、天門冬氨酸、胱氨酸,、脯氨酸,、絲氨酸和酪氨酸等。

（2）結(jié)構(gòu)通式：

（3）結(jié)構(gòu)特點：構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸分子都至少含有一個氨基(－NH2),、一個羧基(—COOH),、并且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。

3,、蛋白質(zhì)形成過程

（1）脫水縮合：P29一個氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一個氨基酸分子的氨基(—NH₂)相連接,，同時脫去一分子水，形成—CO—NH—,，這種結(jié)合方式叫作脫水縮合反應,。脫水縮合還存在于多糖、核酸的形成過程中,。

（2）肽：一條肽鏈由幾個氨基酸分子組成就叫幾肽

       二肽：由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物

       多肽：由三個或三個以上氨基酸分子縮合而成的,，含三個或多個肽鍵的化合物

 (3)肽鍵：

肽鍵的結(jié)構(gòu)式可表示如下：

                或－CO－NH－或－NH－CO－

（4）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次：  氨基酸多肽蛋白質(zhì)

說明：

(1) 一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端,。

(2) H2O中的H來自于—COOH和—NH2,，而O則只來自于—COOH。

4,、蛋白質(zhì)化學結(jié)構(gòu)

由一條或幾條多肽鏈組成,，每條多肽鏈至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基。

5,、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)

由一條或幾條肽鏈通過一定的化學鍵(如二硫鍵)折疊,、盤曲，形成具有特定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì),。

6,、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性

   (1) 直接原因是組成蛋白質(zhì)分子的氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序不同,，多肽鏈盤曲,、折疊的方式及形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別,，使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有多樣性。

      說明：4個原因只要有一個原因存在兩個蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)就不同,，并非4個同時要滿足,。

(2) 根本原因是DNA分子的多樣性。由于蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者,，從而導致了生物的多樣性,。

二、蛋白質(zhì)的功能

    1,、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定了給你的多樣性,。

2,、功能相同的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不一定相同。

如同一個體產(chǎn)生的胃蛋白酶和胰蛋白酶功能相同,，都能催化蛋白質(zhì)水解,，但二者最適PH值不同，由此可以推知二者結(jié)構(gòu)肯定不同,；豬體內(nèi)產(chǎn)生的胰島素和人體內(nèi)產(chǎn)生的胰島素一樣都有降低血糖的功能,，但是和人體內(nèi)產(chǎn)生的胰島素之間存在一個氨基酸的差異。

總之，一切生命活動離不開蛋白質(zhì),，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者,。

三、利用形成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖解完成相應的計算規(guī)律

（一）,、方法詮釋

1,、掌握氨基酸的結(jié)構(gòu)通式及肽鏈的基本結(jié)構(gòu)是解答蛋白質(zhì)類計算題的基礎(chǔ)。我們可以認為“C”與“—CO—NH—”交替連接構(gòu)成肽鏈的“基本骨架”,，在“C”上連接著“R基”和“H”,，在肽鏈的兩端是游離的“—NH₂”和“—COOH”，如圖所示,。

2,、蛋白質(zhì)上有-S-S-時，形成一個二硫鍵失去2個H原子

（二）,、相關(guān)問題的計算方法

1．借助基本骨架示意圖計算蛋白質(zhì)中氨基酸,、氨基、羧基,、肽鏈,、肽鍵、脫水數(shù)結(jié)合示意圖,，可以得出如下規(guī)律：

(1)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對分子質(zhì)量－脫去水分子數(shù)×18－二硫鍵數(shù)×2×1 ,。

(2)鏈狀蛋白質(zhì)：肽鍵數(shù)＝脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。

(3)環(huán)狀多肽：可理解為肽鏈數(shù)為0,，即肽鍵數(shù)＝脫去的水分子數(shù)＝氨基酸數(shù),。

(4)至少含有的游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)。（鏈狀多肽）

(5)游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基中含有的氨基或羧基數(shù),。（鏈狀多肽）

2．蛋白質(zhì)中含有N,、O、H,、C原子數(shù)的計算

(1)N原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的N原子數(shù)

          ＝各氨基酸中N原子總數(shù)

(2)O原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋R基上的O原子數(shù)

          ＝各氨基酸中O原子總數(shù)－脫去水分子數(shù)

(3)H原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋3×肽鏈數(shù)＋氨基酸數(shù)＋R基上的H原子數(shù)

          ＝各氨基酸中H原子總數(shù)－2×肽脫去水分子數(shù)－二硫鍵數(shù)×2

 (4)C原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的C原子數(shù)

           ＝氨基酸分子數(shù)×2＋R基上的碳原子數(shù),。

           ＝各氨基酸中C原子總數(shù)

3．多肽中除去氨基酸的有關(guān)計算

(1)若除去多肽內(nèi)部的一個氨基酸，需水解掉兩個肽鍵,；若除去多肽一端的一個氨基酸,，需水解掉1個肽鍵即可。

(2)每水解1個肽鍵,，則需要1分子水參與,，肽鍵數(shù)減少1個，生成物與原多肽相比氧原子增加1個,，氫原子增加2個,，氨基增加1個,，羧基增加1個。

4．假若有A,、B和C三種氨基酸,，由這三種氨基酸組成多肽的情況可分如下兩情形分析

(1)A、B,、C三種氨基酸,，每種氨基酸數(shù)無限的情況下，可形成肽類化合物的種類

   形成三肽的種類3×3×3＝33＝27種形成二肽的種類3×3＝32＝9種

  (2)A,、B,、C三種氨基酸，且每種氨基酸只有一個的情況下,，可形成肽類化合物的種類

形成三肽的種類　　3×2×1＝6種

形成二肽的種類　　3×2＝6種

提醒：在蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算中,，若通過圖示或其他形式告知蛋白質(zhì)中含有二硫鍵時，要考慮脫去氫的相對分子質(zhì)量,，每形成一個二硫鍵,，脫去2個H。

四,、與蛋白質(zhì)有關(guān)的4個易誤問題分析

(1)結(jié)構(gòu)多樣性：導致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因有四個，并非同時具備才能確定兩個蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)不同,，而是只要具備其中的一點,，這兩個蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)就不同。

(2)多肽≠蛋白質(zhì)：在核糖體上合成的是多肽,，而不是蛋白質(zhì),，無生物活性，多肽必須經(jīng)過加工后,，才能形成具有一定空間結(jié)構(gòu)和特定功能的蛋白質(zhì),。

(3) 變性：高溫、過酸,、過堿,、重金屬鹽，都會使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的變化,，肽鏈變得松散,，蛋白質(zhì)喪失了生物活性，功能發(fā)生改變,，但是肽鍵一般不斷裂,，但低溫不會，,；酒精,、加熱,、紫外線方法消毒、殺菌的原理是使細菌和病毒的蛋白質(zhì)變性,；煮熟的食物易被人體消化,，是因為高溫破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，肽鏈變得松散,，易被蛋白酶分解,。

（4）鹽析：是由溶解度的變化引起的，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化,，功能不會改變,。

（5）水解：在蛋白酶作用下，肽鍵斷裂,，蛋白質(zhì)分解為短肽和氨基酸,。水解和脫水縮合的過程相反。

（6）蛋白質(zhì)的特征元素：是S,，少數(shù)種類氨基酸含有S,，多數(shù)蛋白質(zhì)有S元素（主要位于二硫鍵中），蛋白質(zhì)中的N元素主要存在于肽鍵中,，少量位于游離的氨基中,。

五、答案和提示

（一）問題探討

1.提示：富含蛋白質(zhì)的食品有大豆制品,，如豆?jié){,、豆腐、腐竹,；奶類制品,，如奶粉、酸奶,、袋裝奶,；還有肉、蛋類食品,，如烤肉,、肉腸、雞蛋,，等等,。

2.提示：有些蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體的結(jié)構(gòu)成分，如結(jié)構(gòu)蛋白,；有些蛋白質(zhì)能夠調(diào)節(jié)生命活動,，如胰島素；有些蛋白質(zhì)有催化作用,，如絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì),；有些蛋白質(zhì)具有運輸載體的功能,，如紅細胞中的血紅蛋白；有些蛋白質(zhì)有免疫功能,，如人體內(nèi)的抗體,。

3.提示：因為氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位，在人體內(nèi)約有20種氨基酸,，其中有8種是人體需要而不能自己合成的,，必須從外界環(huán)境獲得，如賴氨酸,、苯丙氨酸等,，它們被稱為必需氨基酸。所以有些食品中要添加賴氨酸或苯丙氨酸等人體必需的氨基酸,。

（二）思考與討論1

1.每個氨基酸都有氨基和羧基,，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。

2.“氨基酸”代表了氨基酸分子結(jié)構(gòu)中主要的部分──氨基和羧基,。

（三）思考與討論2

1.提示：氨基酸→二肽→三肽→……→多肽,，一條多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)，或幾條多肽鏈折疊形成蛋白質(zhì),。

2.提示：食物中的蛋白質(zhì)要經(jīng)過胃蛋白酶,、胰蛋白酶、腸蛋白酶,、腸肽酶等多種水解酶的作用,，才能分解為氨基酸。這些氨基酸進入細胞后,，要形成二肽、三肽到多肽,，由多肽構(gòu)成人體的蛋白質(zhì),。人體的蛋白質(zhì)與食物中的蛋白質(zhì)不一樣，具有完成人體生命活動的結(jié)構(gòu)和功能,。

3.提示：10個氨基酸能夠組成2010條互不相同的長鏈,。氨基酸的種類、數(shù)量,、排列順序以及蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的不同是蛋白質(zhì)多種多樣的原因,。

（四）旁欄思考題

n個氨基酸形成一條肽鏈時，脫掉n-1個水分子,，形成n-1個肽鍵,。同理，n個氨基酸形成m條肽鏈時,，脫掉n-m個水分子,，形成n-m個肽鍵,。

（五）練習

基礎(chǔ)題

1.（1）√；（2）√,。

2.A,。3.B。

拓展題

提示：紅細胞中的蛋白質(zhì)和心肌細胞中的蛋白質(zhì),，其氨基酸的種類,、數(shù)量和排列順序以及蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)都不同，它們的功能也不相同,。

人教版《生物》必修Ⅰ教學設(shè)計

【必修Ⅰ】1.1從生物圈到細胞

【必修Ⅰ】1.2 細胞的多樣性和統(tǒng)一性

【必修Ⅰ】2.1 細胞中的元素和化合物

持續(xù)更新中……

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