2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者（情境任务式课件）（3大任务）生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦“蛋白质是生命活动的主要承担者”，以“科学侦探——解开毒蛇咬伤之谜”为情境主线，通过任务一探究蛋白质功能，任务二分析氨基酸结构，任务三理解蛋白质结构层次及多样性，构建层层递进的学习支架。 其亮点在于以真实情境驱动探究实践，通过小组分析“受害者异常报告”、模拟脱水缩合、串珠模型建构等活动培养科学思维，渗透结构与功能相适应的生命观念。学生能提升探究能力，教师可依托情境化资源实施任务驱动教学，提高教学效果。

2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 第二章 组成细胞的分子 本节以“科学侦探——解开毒蛇咬伤之谜”为情境主线，贯穿全课，通过层层递进的任务驱动探究，逐层揭示蛋白质的功能多样性、基本组成单位、脱水缩合过程、结构层次及相关计算，感悟结构与功能相适应的生命观念。 1 同学们，今天我们都是“科学侦探”。 刚接到一起报案：一位探险家在丛林中被毒蛇咬伤，目前已陷入昏迷。医院急需我们的帮助，来弄清蛇毒究竟对身体做了什么。我们的任务是：争分夺秒，解开蛇毒的致 命之谜。 情境导入 思考： 你觉得蛇毒进入人体后，最有可能攻击什么？ 今天我们就化身“健康顾问”，通过探究细胞中的水和无机盐，来为这位同学找出病因、开具良方。 这些营养问题的本质，其实都与“细胞中的元素和化合物”有关。今天我们就化身“航天食品研发员”，通过三大任务，为航天员制定一份科学的营养方案。 氨基酸的结构有什么特点？ 怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？ 学习目标 重难点 重点 为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？ 任务一：排查身体里的“嫌犯”——探究蛋白质的功能 1 4 任务一：排查身体里的“嫌犯”——探究蛋白质的功能 任务探究 即时演练 探究新知 要破案，必须先弄清受害者身体里哪些“好人”被攻击了。我们首先来排查几位关键“嫌疑人”。 活动：5人一组，领取一份“受害者体内异常报告”，分析讨论。 线索1 (肌肉抽搐)：血液中肌肉酶大量外泄 → 细胞膜受损。 问题：是什么物质在运输物质进出细胞？ 线索2 (呼吸衰竭)：呼吸肌无法正常收缩舒张。 问题：是哪种蛋白质直接负责肌肉收缩？ 课件给出馒头（淀粉）、牛奶（乳糖）、苹果（果糖、葡萄糖、蔗糖）、白糖（蔗糖）的卡通图。 任务一：排查身体里的“嫌犯”——探究蛋白质的功能 任务探究 即时演练 探究新知 活动：5人一组，领取一份“受害者体内异常报告”，分析讨论。 线索3 (血液无法凝固)：伤口流血不止。 问题：血浆中的什么蛋白质与凝血有关？ 线索4 (血糖飙高)：血糖持续高水平却无法被细胞利用。 问题：这暗示哪种激素蛋白质可能失效了？ 线索5 (伤口严重感染)：化脓溃烂。 问题：我们身体里的“士兵”——抗体，其化学本质是什么？ 课件给出馒头（淀粉）、牛奶（乳糖）、苹果（果糖、葡萄糖、蔗糖）、白糖（蔗糖）的卡通图。 1.蛋白质的功能 任务一：解剖小麦种子里的“糖”——认识糖类家族 任务探究 即时演练 探究新知 7 1.蛋白质的功能 任务一：解剖小麦种子里的“糖”——认识糖类家族 任务探究 即时演练 探究新知 蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等功能。可以说细胞的各项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。 组成细胞的有机物含量最多的就是蛋白质，蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。 功能多样性 结构多样性 8 任务二：锁定真凶——初探蛋白质的结构 2 9 任务二：锁定真凶——初探蛋白质的结构 任务探究 即时演练 探究新知 这些“好人”蛋白质为什么会被攻击而失效？凶手（蛇毒）到底破坏了它们的什么？ 活动：对比分析，初识氨基酸 10 任务二：锁定真凶——初探蛋白质的结构 任务探究 即时演练 探究新知 侦探们，科学家发现，这些失效的蛋白质，其内部有个别“螺丝”被拧掉了。这个“螺丝”就是氨基酸。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。组成人体的氨基酸约有21种。 模型建构，掌握核心： 1.氨基酸的结构通式 C H H2N R 氨基 羧基 侧链基团 C OH O ①数量特点：至少含一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)。 ②位置特点：总有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)连在同一碳原子上。 11 任务二：锁定真凶——初探蛋白质的结构 任务探究 即时演练 探究新知 1.氨基酸的种类 ①在人体内，构成蛋白质的氨基酸有21种。 ②分类： 21种氨基酸 非必需氨基酸： 必需氨基酸： 人体可自身合成的氨基酸，共13种 人体不能自身合成的氨基酸，共8种（婴儿9种） 甲 携 来 一 本 亮 色 书 甲硫 缬 赖 异亮 亮 苯丙 色 苏 氨基酸的种类由R基决定。 R基决定氨基酸的种类和理化性质。 12 1.下列四种化合物中，哪种是构成蛋白质的氨基酸( ) A.CH3—CH2—COOH B.R—CH2—NH2 C. D. D 即时演练 任务探究 13 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（ ） 5、9、4、1 B. 4、8、5、1 C. 5、8、4、1 D. 4、9、4、1 A 即时演练 任务探究 氨基酸的结构通式的简式是：C2H4O2NR，谷氨酸的R基为—C3H5O2，所以谷氨酸的分子简式是：C5H9O4N。 14 任务三：还原凶手作案手法——理解蛋白质的结构层次与多样性 3 15 任务三：还原凶手作案手法——理解蛋白质的结构层次与多样性 任务探究 即时演练 探究新知 一堆散落的螺丝（氨基酸）是如何被组装成精密仪器（蛋白质）的？蛇毒又是如何让这台“仪器”散架的？ 请两位同学上台，分别扮演两个氨基酸，左手拿羧基，右手拿氨基。 活动1：模拟脱水缩合，构建肽链 肽键 H2O 二肽 两人握手（脱水缩合），生成一个水分子掉落，两人之间形成连接（肽键）。多个氨基酸手拉手，就形成了一条肽链。 16 任务三：还原凶手作案手法——理解蛋白质的结构层次与多样性 任务探究 即时演练 探究新知 活动1：模拟脱水缩合，构建肽链 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。多肽通常呈链状，叫作肽链。 多肽≠蛋白质，多肽无生物活性，无生物功能。 重点提醒 两人握手（脱水缩合），生成一个水分子掉落，两人之间形成连接（肽键）。多个氨基酸手拉手，就形成了一条肽链。 17 任务三：还原凶手作案手法——理解蛋白质的结构层次与多样性 任务探究 即时演练 探究新知 活动2：破解蛋白质结构多样性的密码 给每组发5颗颜色、形状不同的串珠（代表5种不同氨基酸）。 任务：请各组用这5颗珠子，设计并串出一条独一无二的项链（模拟多肽链），并思考，如果给你们100颗珠子，能串出多少种不同的项链？ 小组汇报与归纳：项链不同的原因。 两人握手（脱水缩合），生成一个水分子掉落，两人之间形成连接（肽键）。多个氨基酸手拉手，就形成了一条肽链。 18 任务三：还原凶手作案手法——理解蛋白质的结构层次与多样性 任务探究 即时演练 探究新知 活动2：破解蛋白质结构多样性的密码 （1）氨基酸的 ； （2）肽链 ； 种类、数目、排列顺序 数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同 直接原因: 功能多样性---生命活动的主要承担者 结构多样性 两人握手（脱水缩合），生成一个水分子掉落，两人之间形成连接（肽键）。多个氨基酸手拉手，就形成了一条肽链。 19 任务三：还原凶手作案手法——理解蛋白质的结构层次与多样性 任务探究 即时演练 探究新知 活动2：破解蛋白质结构多样性的密码 多肽 脱水缩合 核糖体 蛋白质 盘曲折叠 内质网、高尔基体 氨基酸 两人握手（脱水缩合），生成一个水分子掉落，两人之间形成连接（肽键）。多个氨基酸手拉手，就形成了一条肽链。 20 任务三：还原凶手作案手法——理解蛋白质的结构层次与多样性 任务探究 即时演练 探究新知 活动2：破解蛋白质结构多样性的密码 回到我们的案件。蛇毒中的毒性蛋白，正是破坏了人体关键蛋白质的空间结构，使其变性失活，就像把一条项链扯断、揉成一团，它也就失去了装饰功能。这就是蛇毒的“作案手法”。 21 任务三：还原凶手作案手法——理解蛋白质的结构层次与多样性 任务探究 即时演练 探究新知 活动3：定量分析——计算蛇毒蛋白的分子组成 刚刚接到实验室报告，一种主要的蛇毒蛋白由104个氨基酸组成，含两条肽链，A链63个氨基酸，B链41个氨基酸。要人工合成解毒剂，必须精确知道它的肽键数、失水量和分子质量。 任务：请各小组利用手边的串珠模型（假设每一颗珠子代表一个氨基酸），完成以下“定量侦查报告”。 22 任务三：还原凶手作案手法——理解蛋白质的结构层次与多样性 任务探究 即时演练 探究新知 活动3：定量分析——计算蛇毒蛋白的分子组成 问题1：若仅有一条由104个氨基酸组成的肽链，形成时脱去多少分子水？形成多少个肽键？ 103个水，103个肽键 现在蛇毒蛋白有A、B两条链，A链（63个氨基酸）与B链（41个氨基酸）各自形成时，分别脱去多少水？合计脱去多少水？共有多少个肽键？ A链：62个水，62个肽键；B链：40个水，40个肽键；合计102个水，102个肽键。 23 任务三：还原凶手作案手法——理解蛋白质的结构层次与多样性 任务探究 即时演练 探究新知 活动3：定量分析——计算蛇毒蛋白的分子组成 问题3：比较问题1和问题2，你发现了什么规律？ 脱水数 = 肽键数 = 氨基酸数 - 肽链数 问题4：若氨基酸平均相对分子质量为120，该蛇毒蛋白的分子质量约为多少？ 104 × 120 - 18 × 102 = 12480 - 1836 = 10644。 蛋白质相对分子质量 = 氨基酸平均分子质量 × 氨基酸数 - 18 × 脱去水分子数 24 1.食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述,正确的是 (　　) A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、S B.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测 C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标 D.通过检测氨基酸的种类可以鉴定不同种类的花卉 C 因为氨基酸不具有物种的特异性 即时演练 任务探究 解析:组成蛋白质的氨基酸的基本元素是C、H、O、N,有的含有S,A错误; 双缩脲试剂与蛋白质中的肽键发生紫色反应,从而鉴定蛋白质,而氨基酸中不含此结构,因而食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测,B错误;必需氨基酸是人体不能合成而且是人体需要的氨基酸,因此必需氨基酸只能从食物中获得,故必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标,C正确;通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉,因为氨基酸不具有物种的特异性,D错误。 2.如图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是（ ） A.该脑啡肽由3种氨基酸脱水缩合而成，含有4个肽键 B.该脑啡肽中含1个游离的氨基，2个游离的羧基 C.高温、X射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性 D.形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基 C 5个4种氨基酸 即时演练 任务探究 26 课后作业 1.健康侦探： 烫发利用了蛋白质的什么性质？“烫发”过程相当于“中毒”还是“解毒”？请用本节课知识解释，并思考这是否会影响头发健康。 2.蛋白质变性探究： 生活中还有哪些现象与蛋白质变性有关？（如煮鸡蛋、酒精消毒、重金属中毒等） 这就解释了为什么“常规杀菌方法难以根除”——蓝细菌是原核细胞生物，不是一般意义上的“菌”，且它与环境中的营养物质富集有关，是生态问题，不仅是杀菌问题。 1.判断下列有关蛋白质的表述是否正确。 （1）蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。 （ ） （2）氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。（ ） （3）只有细胞内才有蛋白质分布。 （ ） （4）蛋白质的空间结构与其功能密切相关。 （ ） ✓ ✘ ✘ ✓ 随堂小练 28 2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是（ ） A.烤牛肉 B.烤甘薯 C.馒头 D.米饭 A 3.下列物质中，不属于蛋白质的是（ ） A.胰岛素 B.胆固醇 C.胃蛋白酶 D.抗体 B 随堂小练 29 4.下列物质中，构成蛋白质的氨基酸（ ） A． B． C． D． CH2 NH2 COOH CH2 NH2 CH2OH CH NH2 COOH （CH2）2 NH2 CH HOOC COOH CH2 COOH A 随堂小练 半胱氨酸、丝氨酸 30 5.民间有一种“吃什么补什么”的说法，吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨。请你运用本节所学的知识对这种说法作出评价。 食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质，在人体内执行不同的功能。 随堂小练 31 6.某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。 回答下列问题。 (1)构成一个脑啡肽的氨基酸数目是 ；有 种氨基酸参与了脱水缩合反应；生成的水分子数目是 。 (2)请在图中标出其中的一个肽键。 5 4 4 随堂小练 32 (3)如果上图中的氨基酸顺序发生了改变,它还会具有脑啡肽的功能吗?为什么? 不具有，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸的排列顺序变了，新的物质就不再具有脑啡肽的镇痛功能。 7.在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么? 必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。 33 下节再见 34 $