高中蛋白质的结构与功能学案设计教案

学案设计

第二单元第一章第一节

蛋白质的结构与功能

淄博四中   李  岩

一、学习目标

（一）知识目标：

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。

3．概述蛋白质的功能。

4．认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

5．关注蛋白质研究的新进展。

（二）能力目标：

1．培养学生跨学科的分析综合能力。

2．培养学生收集资料、分析资料的能力。

（三）情感目标：

1．认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

2．关注蛋白质研究的新进展。

二、学习重点

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。

三、学习难点

1．蛋白质结构多样性的原因。

2．认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

四、自主探究

上网查询并汇报、交流蛋白质营养与健康的关系。

（一）蛋白质的基本单位——氨基酸

1．阅读、分析课本第27页表2－1－1（玉米叶片蛋白质中氨基酸的种类与含量），思考并回答下列问题：

（1）玉米品种不同，其叶片蛋白质的种类是否相同？叶片中氨基酸的种类、含量是否相同？请利用表格中的数据作出说明。

    （2）蛋白质的基本组成单位是____________，主要的约有____________种。

2．阅读课本第28页“探究活动”内容，通过观察、比较图2－1－1的图示，回答下列问题：

比较4种氨基酸，总结每种氨基酸的氨基、羧基的数目及连接位置有何规律。

每种氨基酸分子至少都含有一个____________ (     )和一个____________ (     )；并且都有一个氨基和一个羧基 ________________________。这个碳原子还连接一个____________和一个____________，用________________________表示。各种氨基酸的区别在于____________的不同。

【思考1】

1．想一想组成氨基酸的元素主要有哪些? 组成蛋白质的元素又有哪些？

 2．判断某分子是不是氨基酸的依据是什么？

3．写出或在课本图2－1－1上圈出4中氨基酸的不同部分即R基。

4．归纳并写出氨基酸的结构通式：

【例1】某氨基酸分子中含有两个氨基，其中一个氨基和羧基连在同一个碳原子上，则另一个氨基的部位应是（    ）

  A．在羧基上                           B．和羧基连在同一个碳原子上

  C．在R基上                           D．在氨基上

【例2】谷氨酸的R基为－C₃H₅O₂，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是（    ）

A．5、9、4、1     B．4、8、5、1    　 C．5、8、4、1     　D．4、9、4、1

（二）蛋白质的结构

1．观察课本图2－1－4和2－1－5回答下列问题：

（1）氨基酸分子相互结合的方式是：一个氨基酸分子的___________和另一个氨基酸分子的_________________相连接，同时脱去____________，这种结合方式叫做____________。

（2）连接两个氨基酸分子的化学键叫做____________，其结构简式为____________。

（3）由两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫做____________，由多个氨基酸分子缩合而成，含有多个肽键的化合物叫做____________。多肽通常呈链状结构，叫做____________。

（4）组成多肽的氨基酸单元称为____________。

（5）蛋白质由____________经盘曲折叠而形成，是具有____________的有机高分子化合物。

2．相关概念辨析

（1）肽键：

（2）肽：

（3）二肽：

（4）多肽：

（5）氨基酸残基：

【例3】蛋白质和多肽的主要区别在于蛋白质分子（     ）

A．包含的氨基酸多                     B．能水解成氨基酸  　

C．空间结构更复杂 　                  D．相对分子质量

【思考2】

写出两分子氨基酸脱水缩合的过程（在反应式中标记出肽键，写出肽键的表达式）

【思考3】

两分子氨基酸，脱水缩合____________次，脱去____________分子水，形成____________个肽键，叫做____________肽,此肽的分子量比形成它的两个氨基酸的分子量少了____________。

归纳总结：

（1）在一分子多肽中，至少含有____________个氨基和 ____________个羧基。若在一分子十肽的R基中含有2个氨基和5个羧基，则该十肽含有____________个氨基和 ____________个羧基。

（2）X个氨基酸形成一条肽链时，脱掉____________分子水，形成____________个肽键；如果X个氨基酸形成Y条肽链时, 脱掉____________分子水，形成____________个肽键。

因此，肽键数＝　____________ ＝　____________－____________。

【例4】20种氨基酸的平均相对分子质量为128，现有一蛋白质分子由三条多肽链组成，共有肽键98个，此蛋白质的相对分子质量接近于（   ）

A．111          B．11036            C．10726            D．10780

3．探究活动——模拟蛋白质分子结构的多样性，总结归纳蛋白质结构多样性的原因。

（1）____________________________________；

（2）____________________________________ ；

（3）____________________________________ ；

（4）____________________________________。

【思考4】

1．由A、B两种氨基酸各一分子缩合能形成____________种二肽；若由A、B、C三种氨基酸各一分子缩合能生成____________种三肽。

2．某个十肽分子有____________个肽键，最多含有____________种氨基酸。

【例5】生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是（     ）

A．组成肽键的化学元素不同             B．组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同

C．氨基酸的排列顺序不同               D．蛋白质的空间结构不同

（三）蛋白质的功能

1．蛋白质功能的多样性是由 ________________________决定的。每一种生物都有一套特有的________________________ ，因而表现出不同的性状。

2．蛋白质功能多样性的表现

【例题6】下列不属于植物体内蛋白质功能的是（   ）

A．构成细胞膜的主要成分　　　　　　   B．催化细胞内化学反应的酶

C．供给细胞代谢的主要能源物质　　　   D．根细胞吸收矿质元素的载体

总结：由蛋白质的功能多样性可知，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要 ____________者。

【思考5】

1．人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，但这两种细胞的功能却完全不同。请根据本节内容对这种现象做出解释。

2．为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？

课堂练习

1．下列哪项不是蛋白质在人体内的主要生理功能？（ 　　）

A．调节作用 　   B．免疫作用         C．运输作用 　      D．遗传作用

2．某蛋白质分子由四条肽链组成，共含氨基酸分子500个，在脱水缩合形成该蛋白质分子过程中，形成的肽键和水分子数分别是多少个？（　　）

A．504和498　   B．496和499        C．499和499 　    D．496和496

3．鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，这是由于高温破坏了蛋白质的 (  　)

A．肽键           B．肽链             C．空间结构         D．氨基酸

4．血液中的血红蛋白和肌肉中的蛋白质的结构不相同的原因(     )

A．所含氨基酸的种类不同        　     B．所含氨基酸的数目不同

C．所含氨基酸的排列顺序不同　　　     D．所含氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构都不同

5．R基为—C₃H₅O₂的一个谷氨酸分子中，含有C、H、O、N的原子数分别为 (    )

A．5、9、4、1      B．4、8、5、2      C．5、8、4、1       D．4、9、4、1  

6．甘氨酸和丙氨酸最多能形成几种二肽？（　  ）

A．1种           B．2种              C．4种             D．6种  

7．由一分子丙氨酸、一分子甘氨酸、一分子精氨酸，可以组成多少种三肽？ (    )

A．3种           B．5种              C．6种             D．27种

8．赖氨酸的分子式为 C₆H₁₄O₂N₂ , 则赖氨酸的R基为 (   　)

A．—C₄H₁₀N        B．—C₄H₁₀O           C．—C₄H₁₀ON         D．—C₅H₁₁N

9．某蛋白质的分子式为C₆₃H₁₀₃O₆₅N₁₇S₂ ，它最多可含有几个肽键？(     )

A．16             B．17               C．18               D．19

10．20种氨基酸的平均相对分子质量为128，现有一蛋白质分子有两条多肽链组成，共有肽键98个，此蛋白质的相对分子质量接近于 (    )

A．12800          B．12544            C．11036            D．12288

11．有一种化合物，其分子式C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀ ，它彻底水解只得到下列四种氨基酸：

     NH₂─CH─COOH                                   

│                            　　　　 NH₂─CH₂─COOH                                                       

CH₃                                   甘氨酸 （C₂H₅ N O₂）

丙氨酸（C₃ H₇ N O₂）                       

NH₂─CH─COOH                             NH₂─CH─COOH

│                                       　 │                                                                 

CH₂CH₂COOH                                 CH₂─       

谷氨酸（C₅H₉ N O₄）                         苯丙氨酸（C₉H₁₁N O₂）

(1)该多肽是____________肽。

(2) 该多肽进行水解，需____________个水分子参与，得到____________个谷氨酸分子，________个苯丙氨酸分子。

课外阅读

蛋白质分子的复杂结构

蛋白质分子的多样性是由蛋白质分子的复杂结构决定的。蛋白质分子结构十分复杂，可以分为四级结构：一级结构是指蛋白质分子的多肽链中氨基酸的种类和排列顺序；二级结构是指蛋白质分子中多肽链本身的折叠方式（包括螺旋结构）；三级结构是指螺旋的肽链结构再盘绕折叠成复杂的空间结构；四级结构是指含有两条或多条肽链的蛋白质中，各条肽链之间依靠电引力、分子引力、氨基酸侧链的相互作用，联合成更为复杂的空间构象的大分子。所以，蛋白质分子的多样性是由氨基酸的种类、数目和排列顺序以及多样、复杂的空间结构决定的。（应该补充氨基酸（组成蛋白质和不组成蛋白质）的种类、必需氨基酸、非必需氨基酸）。

参：1．D   2．D   3．C   4．D   5．A　　6．C   7．C   8．A   9．A   10．C

11．(1)10     (2)9   4   3