人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者教学设计

第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者

教学目标：

学习目标：

1.理解蛋白质是生命活动的主要承担者。

2.说明细胞中蛋白质种类多种多样的原因。

3.概述氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。

核心素养：

生命观念：认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

科学思维：通过推导氨基酸的结构、脱水缩合过程，培养归纳与推理的能力。

课前预习

任务一、蛋白质的功能

许多蛋白质是构成      ①     结构的重要物质，称为  ②   蛋白；有些蛋白质起   ③    作用，能够调节机体的生命活动；另外，蛋白质还有      ④     、      ⑤      和      ⑥     等功能。

任务二、蛋白质的基本组成单位--氨基酸

1.组成蛋白质的基本单位是      ①     ，其结构通式是     ②       ，在生物体中约有    ③   种。

2.一个氨基酸分子的    ①    和另一个氨基酸分子的    ②    相连接，同时脱去一分子的   ③   ，这种结合方式叫做      ④       ，连接两个氨基酸分子的化学键叫做    ⑤   （表达式：    ⑥    ）。

任务三、蛋白质的结构及其多样性

1.由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做   ①   。由三个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做   ②    。由多个（n个）氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做    ③     ，其通常呈     ④      结构，叫做       ⑤        。

2.在细胞内，由于每种氨基酸的数目        ①       ，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的     ②    千变万化，肽链的    ③    方式及其形成的空间结构      ④      ，因此，蛋白质分子的结构是极其多样的。

合作探究

探究前的提问：

细胞中含量最多的有机物是（    ）

如何理解蛋白质是生命活动的主要承担者？

探究点一、蛋白质功能

将下面的物质与对应的功能用线连接起来：

探究点二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸

1.观察下列几种氨基酸的结构：

这些氨基酸共有的元素是     ①      ，共有的结构是         ②         ，其中属于氨基的是     ③     ，属于羧基的是      ④      。四种氨基酸各自特有的结构分别是

             ⑤               ，它们可以用一个字母   ⑥   表示。

2.氨基酸的共同结构特点：由上可知，每种氨基酸分子至少含有          ①        ，并且它们连接在同一个   ②   上。因为氨基酸的   ③   有21种，所以构成蛋白质的氨基酸有21种，它们可以用一个通式表示：       ④       。某氨基酸的R为—C5H7O4N，则该氨基酸中的C、H、O、N原子数分别是      ⑤      。

探究三、蛋白质的结构及多样性

1.蛋白质的结构

（1）完成下列两个氨基酸的脱水缩合作用：

两个氨基酸脱水缩合，产生  ②  个水分子，形成的化合物叫   ③   ，连接两个氨基酸的化学键叫做   ④   。多个氨基酸脱水缩合形成的化合物叫   ⑤   ，该化合物通常呈   ⑥   结构，叫做肽链。一条含n个氨基酸的肽链，形成过程中脱去  ⑦  个分子的水，该肽链含有  ⑧  个肽键，至少分别含有  ⑨   个游离的氨基和游离的羧基，它们分别位于   ⑩  位置。

（2）脱水缩合作用的有关计算：

①蛋白质中的肽键数=氨基酸数-    ①   =氨基酸脱水缩合时失去的   ②   =蛋白质或多肽水解时消耗的水分子数

②蛋白质的相对分子质量=氨基酸相对分子质量的总和         ①         。

③蛋白质分子中羧基数（或氨基数）=肽链数+  ①  中的羧基数（或氨基数）

④蛋白质分子中至少含有的氨基或羧基数目=   ①  

（3）延伸：一环状八肽中含有  ①  个肽键，水解成氨基酸时要消耗  ②  个水分子。

2.蛋白质的多样性

下图中四组图分别表示蛋白质结构的多样性形成的原因，试把各组图示提供的信息用文字叙述表达出来。

A表示          ①            ；B表示              ②            ；

C表示          ③            ；D表示              ④            。

探究点三

1.生鸡蛋煮熟破坏的是蛋白质的什么结构（     ），肽键会不会断裂（    ）。

2.什么因素会导致蛋白质变性？

课堂练习

1．蛋白质是生命活动的体现者，但在正常生理活动中它不能作为细胞的(　　)

A．重要结构物质　　 B．重要调节物质

C．主要能源物质　　 D．机体免疫物质

2．下列是四个构成蛋白质氨基酸的结构简式，相关叙述错误的是(　　)

A．构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N

B．上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOH

C．R基中可以有氨基或羧基

D．只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸

3．如图是3种氨基酸的结构式，由这3种氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是(　　)

A．1,2,3　　B．1,1,3    C．1,2,2　　D．2,2,2

4．血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构不同的原因是(　　)

A．所含氨基酸的种类不同，而数目、排列顺序都相同

B．所含氨基酸的数目不同，而种类、排列顺序都相同

C．所含氨基酸的数目、种类、排列顺序不同和多肽链的数目及空间结构不同

D．所含氨基酸的数目、排列顺序和多肽链的数目相同但空间结构不同

5．根据如图所示化合物的结构分析回答下列问题：

(1)该化合物中，①表示________，⑦表示________。

(2)该化合物由________个氨基酸失去________个水分子而形成，这种反应叫做____________。

(3)该化合物中的氨基酸种类不同，是由________决定的，其编号是________________。

(4)该化合物称为________，含__________个肽键，编号是________。

（5)该化合物含有________个游离的氨基和________个游离的羧基。

参考答案

课前预习

任务一、①细胞核生物体②结构③信息传递④运输⑤催化⑥防御

任务二1.①氨基酸

②

③21

2.①氨基 ②羧基③水 ④脱水缩合⑤肽键⑥—CO—NH—

任务三、1.①二肽②三肽③多肽（n肽） ④链状⑤肽链

2. ①成百上千②排列顺序③盘曲、折叠④千差万别

合作探究

蛋白质

蛋白质是细胞中含量最多的有机物，结构最复杂，功能最多样，细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。

探究点一

探究点二

1．①C、H、O、N ②

③—NH2

④

⑤

⑥R

2.①一个氨基和一个羧基②碳原子③R基

④

⑤7、11、6、2

探究点三     1．（1）①

②1③二肽④肽键⑤多肽⑥链状⑦n-1⑧n-1

⑨1⑩首端、末端  （2）①①肽链数②水分子数②①-失去水分子的相对分子质量的总和③①R基④①肽链数（3）①8②8

2.①组成蛋白质的氨基酸数目不同②组成蛋白质的氨基酸种类不同③组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同④蛋白质的空间结构不同。

探究点三

1.蛋白质的空间结构   不会

2.（1）物理因素：加热  紫外线   剧烈震荡或搅拌等

（2）化学因素：强酸  强碱 重金属等

课堂练习

1．C　[主要的能源物质是糖类而不是蛋白质。]

2．D　[根据氨基酸的结构通式可以看出，各种氨基酸都含有的元素是C、H、O、N四种。在甲、乙、丙、丁四个氨基酸中先找出连接在同一个碳原子上的—NH2和—COOH以及—H，则剩下的就是R基。氨基酸的R基中可能含有氨基或羧基。只根据是否含氨基和羧基不能判断某个氨基酸是否是构成蛋白质的氨基酸。]

3．C　[由于题干中第二个氨基酸的R基中含有一个羧基，因此由这3种氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中，含有1个氨基、2个羧基和2个肽键。]

4．C　[血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构不同的原因不仅仅是氨基酸种类的不同，还包括组成蛋白质的氨基酸的数目、排列顺序和肽链形成的空间结构的不同。]

5．解析　图中①是氨基；⑦是羧基；③⑤⑥表示肽键；②④⑧⑨是R基。该化合物为四肽，是由4个氨基酸脱去3个水分子形成的。氨基酸种类不同，是由R基决定的，而该化合物含有游离的氨基(羧基)数等于肽链数与R基中氨基(羧基)数之和。

答案　(1)氨基　羧基　(2)4　3　脱水缩合

(3)R基　②④⑧⑨　(4)四肽　3　③⑤⑥　(5)2　2