資源簡介

課題 細胞中的蛋白質和核酸
學科內容學習目標 通過積極思維活動，分析和判斷核酸被降解后的產物，從而能概述核酸由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子。 通過認識核酸的分子結構，為理解DNA的功能打好
基礎。
教學過程
時間 教師行為 預設學生行為
導入 DNA指紋法在案件偵破中有著重要的用途。刑偵人員將從案發現場得到的血液、頭發等樣品中提取的DNA，與犯罪嫌疑人的DNA進行比較，就可能為案件的偵破提供證據。 1.為什么DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息？ ①DNA是遺傳物質，攜帶有遺傳信息 ②不同個體的遺傳信息一般都有區別，因此能夠提供犯罪嫌疑人的信息 親子鑒定、研究不同類群生物的親緣關系、研究人類起源 遺傳信息的載體，存在于每個細胞中,一切生物的遺傳物質對生物體的遺傳變異和蛋白質的生物合成有極重要的作用。 （1）五碳糖不同 （2）含氮堿基不同 構成DNA分子的脫氧核苷酸數目、排列順序不同,使DNA分子具有多樣性;構成RNA分子的核糖核苷酸數目、排列順序不同,使RNA分子具有多樣性。 細胞生物（含DNA和RNA）遺傳物質是DNA。 非細胞生物（含DNA或RNA）遺傳物質是RNA，如HIV、SARS病毒、禽流感病毒、2019新型冠狀病毒
2.你還能說出DNA鑒定技術在其他方面的應用嗎？ 閱讀教材，找出核酸的種類、組成元素、基本單位及分布。 核酸的功能？ PPT展示兩種核苷酸的分子結構示意圖。 展示堿基種類，分辨脫氧核苷酸和核糖核苷酸堿基的不同。 脫氧核糖核苷酸與核糖核苷酸的區別。 表格對兩種核酸進行比較。 DNA是由脫氧核苷酸長連接成的長鏈，RNA則是由核糖核苷酸連接而成的長鏈。一般情況下DNA為雙鏈，RNA為單鏈。 為什么DNA（或RNA）分子具有多樣性？ 遺傳信息蘊藏在核苷酸的排列順序中。 所有生物的遺傳物質都是DNA嗎？
小結
板書設計
設計思 路說明 運用講授法梳理學生思路。(共42張PPT)
第三節
細胞中的蛋白質和核酸①
細胞的分子組成
章
一
第
動動腦：哪些食品中含有蛋白質？
情境引入
大
豆
制
品
奶
類
制
品
肉
蛋
類
食
品
水
產
品
食物中的蛋白質能被人體直接吸收嗎？
情境引入
積極思維
1. 人胰島素分子由兩條鏈組成,相對分子質量為5807.69(圖1-3-1)。
2. 1955年,英國科學家桑格(F.Sanger,1918-2013)測定了牛胰島素的氨基酸序列,證明了蛋白質具有一定的結構。這開辟了人類認識蛋白質分子化學結構的新途徑。桑格因此而獲得1958年諾貝爾化學獎。
細胞中的蛋白質分子是怎樣組成的呢
事實：
積極思維
3.1965年,中國科學家首先采用化學方法人工合成了有生物活性的結晶牛胰島素。這是世界上首次人工合成蛋白質,在生命科學史上具有劃時代的意義。
事實：
1.概括 與大多數蛋白質分子相比,人胰島素是一種相對分子質量較小的蛋白質分子。數一數,人胰島素分子由多少個氨基酸分子組成
2.推測 蛋白質分子的基本組成單位是什么
思考：
蛋白質的基本組成單位是氨基酸(amino acid)。人體攝入的蛋白質,一般需要在消化液的作用下水解成氨基酸才能被吸收和利用。自然界中已經發現的氨基酸有幾百種,而在生物體內,蛋白質通常由常見的 20種氨基酸分子組成。組成每種蛋白質的氨基酸分子的數量和種類各有不同。
講授新課
一、細胞的功能主要由蛋白質完成
C
H
H2N
H
C
O
OH
甘氨酸
C
H
H2N
CH
C
O
OH
CH3
CH3
纈氨酸
C
H
H2N
C
O
OH
CH3
C
H
H2N
CH
C
O
OH
CH3
CH3
CH2
亮氨酸
丙氨酸
認識氨基酸，
并總結特點
講授新課
1.氨基酸（amino acid）的結構通式
氨基
R基
C原子
羧基
H原子
共性：
差別：
（1）至少含有一個 和一個 ，同時與一個碳原子相連
（2）碳原子還分別與一個 和一個可變的 相連。
（3）R基的不同決定氨基酸種類不同。
氨基(-NH2)
羧基(-COOH)
氫原子
R基
講授新課
以下哪些是組成蛋白質的氨基酸
C
H
COOH
CH3
SH
CH
H2N
COOH
CH2
OH
C
H
H2N
H
CH2
COOH
√
×
×
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
√
甲
乙
丁
丙
R
R
練一練
寫出R基分別為—CH3、—NH2和—CH2—COOH的氨基酸結構式
C
H
H2N
COOH
CH3
C
H
H2N
COOH
NH2
C
H
H2N
COOH
CH2—COOH
練一練
2.氨基酸的結合方式——脫水縮合
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
2個氨基酸形成二肽的過程
肽鍵
二肽
兩個氨基酸形成一條肽鏈，脫去幾分子水，形成幾個肽鍵，分子量減少了多少？至少含有幾個氨基和羧基？
講授新課
肽鍵
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
講授新課
C
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽鍵
二肽
C
H
COOH
R3
H
N
H2O
肽鍵
三肽
H2O
三個氨基酸形成一條肽鏈，脫去幾分子水，形成幾個肽鍵，分子量減少了多少？至少含有幾個氨基和羧基？
講授新課
由n個(n≥3)氨基酸分子以膚鍵彼此相連形成的物質,稱為n肽或多肽。多腦通常呈鏈狀結構,稱為膚鏈。不同的蛋白質分子由一條或多條、相同或不同的膚鏈構成。腦鏈的盤曲、折疊又形成了蛋白質分子復雜的空間結構。以免紅細胞中的血紅蛋白為例,它由四條膚鏈盤曲、折疊后組成,每條膚鏈又由一定數量的氨基酸分子以膚鍵彼此相連而成(圖1- 3 - 5)
講授新課
講授新課
肽鍵數=
3.肽鏈中的計算
(1)一條肽鏈
(2)二條肽鏈
(3)m條肽鏈
脫水數
氨基酸個數－ 1(肽鏈數）
=
肽鍵數=
脫水數
氨基酸個數－ 2（肽鏈數）
=
肽鍵數=
脫水數
氨基酸個數－ m(肽鏈數）
=
…
講授新課
如果是環肽呢？
肽鍵數=
脫水數
氨基酸個數
=
講授新課
1.n個氨基酸經脫水縮合形成1條多肽鏈時，需脫去_______個水分子，形成_______個肽鍵，多肽鏈至少有____個氨基，____個羧基。
n-1
n-1
1
1
2.n個氨基酸經脫水縮合形成2條多肽鏈時，需脫去_______個水，形成_______個肽鍵，多肽鏈至少有____個氨基，____個羧基。
n-2
n-2
2
2
3.n個氨基酸經脫水縮合形成m條多肽鏈時，需脫去_______個水，形成_______個肽鍵，多肽鏈至少有____個氨基，____個羧基。
n-m
n-m
m
m
總結歸納
4.若氨基酸的平均分子量為a， n個氨基酸經脫水縮合形成m條多肽鏈時，則上述多肽鏈的分子量約為＿＿＿＿＿＿＿。
an-18(n-m)
肽鍵數＝脫水分子數＝氨基酸數－肽鏈數
有幾條肽鏈，則至少有幾個氨基和幾個羧基
蛋白質分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸的個數—18×脫去的水分子數
總結歸納
（1）該化合物中，①表示________， ③ 表示________ ， ⑦表示________。
（2）該化合物有氨基________個，有羧基________個。
（3）該化合物是由________個氨基酸脫去________分子水形成的，這樣的反應叫
________。該化合物的名稱叫________。
（4）如果氨基酸的平均分子質量是128，那么該化合物的相對分子質量是________。
氨基
羧基
肽鍵
2
2
四肽
4
3
脫水縮合
458
講授新課
觀察下圖，說說氨基酸到蛋白質大致有哪些結構層次
4.蛋白質的結構及多樣性
氨基酸
二肽
三肽
一條多肽鏈
幾條多肽鏈
盤曲、折疊
蛋白質
講授新課
蛋白質結構多樣性的原因？（閱讀課本23頁）
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎
種類不同
數目不同
◇-◇-◇-◇-◇-◇
◇-◇-◇-◇
排列順序不同
◇-◇-◎-◎-
◇-◇-◎-◎-
◎-◎-
◇-◇
-◎-◇-◇-◎-
數目不同、空間結構不同
肽鏈
①氨基酸
蛋白質種類多樣性
蛋白質功能多樣性
蛋白質結構多樣性
講授新課
5.蛋白質的功能
1.催化作用：細胞內的化學反應離不開酶的催化。
絕大多數酶都是蛋白質。
胃蛋白質酶結晶
2.運輸作用：血紅蛋白運輸氧;脂蛋白隨血流將脂肪從肝臟運輸到身體其他部位。
血紅蛋白分子
3.運動作用：肌肉中的一些蛋白質與肌肉的收縮、舒張有關。
講授新課
4.防御作用：抗體是一類具有免疫功能的蛋白質;
凝血因子是一類能保護受傷血管的蛋白質。
5.調控作用：有些蛋白質起信息傳遞的作用，能夠調節機體的生命活動，如胰島素、生長激素
胰島素分子
6.調控作用：生長激素屬于蛋白質,能調節人體的生長發育。
一切生命活動都離不開蛋白質，
蛋白質是生命活動的主要承擔者！
講授新課
1.蛋白質需一定的空間結構
蛋白質結構和功能的多樣性
氨基酸
脫水縮合
多肽（鏈）
盤曲折疊
蛋白質
（蛋白質變性是指蛋白質的空間結構遭到破環）
2.蛋白質結構多樣性的原因
氨基酸種類、數目和排列順序不同；肽鏈數目、空間結構不同
3.蛋白質功能的多樣性
催化、運輸、運動、防御、調控、結構（相關例子）
總結歸納
1.原理：蛋白質與 試劑反應，溶液呈 色
2.材料：稀釋的雞蛋清、豆漿、牛奶等
3.試劑：
檢測生物組織中的蛋白質
雙縮脲
紫
雙縮脲試劑
A液：0.1g/ml的NaOH 溶液、
B液： 0.01g/ml的CuSO4 溶液）
邊做邊學
4.步驟： ①
②
③
④
5.結果：
3個試管編號，各加入2ml樣液
各試管中加入2ml 0.1g/ml的NaOH，振蕩搖勻
各試管中加入3-4滴ml 0.01g/ml的CuSO4，振蕩搖勻
觀察各試管中的顏色變化
3支試管均變成紫色
邊做邊學
邊做邊學
實驗視頻
1.蛋清液為什么要稀釋？
2.A液與B液加入的順序如何？加入的量有何要求？某同學的實驗結果溶液呈藍色，請分析可能的原因是什么？
蛋白質稀釋液濃度不能太高，因為蛋白質與雙縮脲試劑發生反應后會凝固在試管內壁上，使反應不容易徹底,并且試管也不容易刷洗干凈
先加A液再加B液，加入NaOH溶液后，試管中的溶液呈堿性，肽鍵與 Cu2+形成紫色的復雜化合物NaOH溶液2ml，CuSO4溶液3—4滴，實驗結果呈藍色可能是CUSO4溶液加入過多.
問題與討論
斐林試劑 雙縮脲試劑
甲液 乙液 A液 B液
成分
鑒定物質
添加順序
反應條件
反應現象
3.斐林試劑與雙縮脲試劑比較
甲液、乙液混合均勻
現配現用
先加A液再加B液
50—65℃水浴
不需加熱即可反應
磚紅色
紫色
還原性糖
蛋白質
0.1g/ml NaOH
0.05g/ml
CuSO4
0.1g/ml
NaOH
0.01g/ml
CuSO4
問題與討論
顯色反應
化學試劑+有機化合物→特定的顏色
還原糖 + 斐林試劑→
脂 肪 + 蘇 丹 Ⅲ →
蛋白質 + 雙縮脲試劑 →
磚紅色沉淀
紫 色
橘黃色
蘇 丹 Ⅳ
紅色
總結歸納
1.還原糖的鑒定實驗原理：
還原性糖 + Cu（OH）2 Cu2O
2.蛋白質的鑒定實驗原理：
Cu2+ + 蛋白質 紫色化合物
50—65℃水浴
在堿性條件下
總結歸納
本節練習
1.人體內的核酸是由哪幾種核苷酸組成的 含有尿嘧啶的核苷酸是由哪幾種小分子構成的
2.一曲《在希望的田野上》,不僅唱出了人們對祖國、對家鄉的熱愛之情,也道出了我國各地物產的差異。歌詞中提到了小麥、高梁、牛、羊等動植物。這些動植物是我們的食物來源。這些食物中,哪些富含淀粉,哪些富含蛋白質,哪些富含脂肪
一、思辨題
本節練習
1.我國相關衛生部門會根據居民膳食和營養狀況,定期發布《中國居民膳食指南》,提出符合我國居民營養健康狀況和基本需求的膳食指導意見。有人根據自己的膳食習慣繪制了一個“膳食金字塔”(右圖)。
二、應用題
本節練習
我們可能都有自己偏愛的
食物和膳食習慣,不妨也繪制一個
自己的“膳食金字塔”。我們的“膳食金字塔”和上圖有什么差別 這些差別對健康會有哪些影響
二、應用題
本節練習
2.營養學家對一些食物中的蛋白質含量進行了測定,得出以下數據。
(1)和黃豆相比,綠豆的蛋白質含量較少,推測綠豆中哪種物質的含量較多。
(2) 有人認為,牛肉比豬肉的蛋白質含量高,說明牛肉更有營養。這樣的解釋對不對 為什么
(3)豆油中沒有檢測到蛋白質,能否說明提取豆油的豆類細胞中不含蛋白質
本節練習
3.生物大分子都是以碳鏈為骨架的。嘗試繪制一段核酸分子的結構示意圖。如果有困難,可以利用互聯網或到圖書館尋找答案。
本章練習
1.血紅素是血紅蛋白分子的重要組成部分,能使血液呈紅色,其中的
是血紅蛋白運輸氧的關鍵物質。下圖表示血紅素、血紅蛋白和紅細胞的關系。
本章練習
(1)組成人體紅細胞的化學元素包括C、H、O、N、P、S、Fe等。我們能舉例說出這些元素在紅細胞的結構中參與了哪些物質的組成嗎 這些物質分別具有哪些重要的生理功能
本章練習
(2)血紅蛋白由四條多膚鏈組成。如果下圖為血紅蛋白分子的部分結構示意圖,我們能說出該結構的特點嗎 組成該片段的基本單位是什么 嘗試用箭頭標出膚鍵的位置。
本章練習
(3)根據上述紅細胞中血紅蛋白的結構和功能的事實,舉例闡述各種生物大分子物質是細胞進行各項生命活動的物質基礎。
(4)血紅素中 能可逆地與O 結合,當它與氧結合時,暗紅色的缺氧靜脈血變為鮮紅色的富氧動脈血。煤氣中毒患者,各種組織細胞都處于缺氧狀態,這是什么原因

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