第二节 细胞中的生物大分子(蛋白质的结构和功能)（第二课时）
【学习目标】
知识目标：1、概述蛋白质的结构和功能，认同蛋白质结构和功能的关系（b）
能力目标：培养学生分析推理能力。
情感目标：关注蛋白质研究的新进展。
【学习重点】蛋白质的结构多样性和功能多样性。
【学习难点】蛋白质结构多样性的原因。
【方法指导】合作探究、自主归纳
【自主探究】
知识点三：蛋白质多样性的原因
【阅读】p20～21相关内容完成下列填空。
a级由于组成蛋白质多肽链的氨基酸在 、 、 上的不同，以及构成蛋白质
的多肽链在 和 上的不同，因此蛋白质分子结构是多样的。
知识点四：蛋白质的功能（见课本表格）
a级蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性。
1、构成细胞和生物体的重要物质：如细胞膜、染色体、肌肉中的蛋白质；
2、有些蛋白质有 作用：如各种酶；
3、有些蛋白质有 作用：如肌肉中的一些蛋白质；
4、有些蛋白质有 作用：如血红蛋白、载体蛋白、脂蛋白等；
5、有些蛋白质有 作用：如胰岛素、生长激素等；
6、有些蛋白质有 作用：如抗体。
【自我测评】
a级1. 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
a级2. 下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是( )
a.a中肯定含有s元素 b.每种蛋白质一定含有20种氨基酸
c.多肽中b的数目等于c的数目 d.蛋白质结构的多样性决定了功能的多样性
a级3. 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
b级4. 我国中科院上海生化所于1982年5月合成了一种具有镇痛作用而又不会像***那样使病人上瘾的药物——脑啡肽，下面是它的结构简式。请根据此化合物的结构分析回答：
（1）该化合物有___________个氨基和___________个羧基。
（2）该化合物是由______个氨基酸失去_____个分子水而形成的，这样的反应叫作____ ___，该化合物叫_________肽。
（3）该化合物有_________种氨基酸构成，造成氨基酸种类不同的原因是______ ____。
（4）蛋白质分子结构是极其多样的，原因是组成各种蛋白质分子的氨基酸的__ ___不同，
____ __成百上千，____ _变化多端，由肽链构成的蛋白质的___ ___千差万别。
第二课时 温故而知新 提问学生回答：1、dna复制的定义2、复制的过程3、复制所需条件，完成表格：4、dna复制发生的场所？是 生物的性状是通过 来体现的，那么基因携带的遗传信息是如何通过蛋白质表达的呢？基因在 内，蛋白质的合成发生在 内，有一个使者把dna上基因携带的遗传信息从细胞核里传递到细胞质中去，这个使者是rna。讲授新知识1、rna分子是由 聚合而成的大分子化合物，通常呈 结构。核糖核苷酸分子中含 、 和 ，碱基分别 、 、 、 。其中与dna中不同的碱基是 2、转录是以dna中的一条单链为模板，游离的核糖核苷酸为原料，在dna依赖的 rna聚合酶催化下合成rna链的过程。学生阅读教材第49页，完成关于转录过程总结的以下表格：场所原料模板酶原则能量3、翻译（1）概念：在细胞质的核糖体上，氨基酸以mrna为模板合成蛋白质的过程（2）实质：将mrna中的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列（3）密码子（64个）：mrna上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。其中61个决定氨基酸，aug为起始密码；uag、uaa、aga为终止密码。（4）反密码子：trna上的3个碱基，可以与mrna上的密码子互补配对，有61种。阅读教材第51页，完成关于翻译过程总结的以下表格：场所原料模板酶原则能量4、中心法则：遗传信息传递的过程。遗传信息由dna通过转录传给信使rna,再由信使rna通过翻译传给蛋白质；或dna通过复制传给dna的过程。学生用箭头完成， 表示为： nda rna 蛋白质（性状）巩固性练习：（课堂完成，检测课堂学习效果）1、信使rna的来源是：（ ） a、由dna转录而来 b、 由dna翻译而来 c、由dna转变而来 d、 由dna复制而来2、“密码子”是指：（ ） a、核酸上特定排列顺序的碱基 b、dna特定排列顺序的碱基 c、信使rna上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 d、转运rna上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基3、下列对转运rna的描述，正确的是（ ）a.每种转运rna能识别并转运多种氨基酸 b.每种氨基酸只有一种转运rna能转运它c、转运rna能识别信使rna上的密码子 d.转运rna转运氨基酸到细胞核内4、mrna中核苷酸序列与( )a.某一个trna分子核苷酸序列互补 b.所有trna分子的核苷酸序列互补c.dna分子两条链的核苷酸序列互补 d、dna分子一条链的核苷酸序列互补5、一个运转rna的一端碱基为cga，此运转rna运载的氨基酸是：( ) a、精氨酸(cga) b、 丝氨酸(agu) c、 谷氨酸(gag) d、 丙氨酸(gcu)6、dna的主要功能是遗传信息的：（ ） a、储存与分配 b、 转录与翻译 c、储存与释放 d、传递与表达7、基因控制性状表现的主要途径是：（ ） a、rna 蛋白质 （性状） b、 dna 蛋白质（性状） c、rna dna 蛋白质（性状） d、dna rna 蛋白质（性状）8、某基因中含有1200个碱基对，则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中最多含有肽健的个数是 ( ) a.198个 b.398个 c.400个 d.798个答案：1、a 2、c 3、c 4、d 5、d 6、d 7、d 8、b拓展性练习：（课后完成，形成知识迁移）1、下图示“中心法则”，请根据图回答： （1）指出图中数码表示的过程名称： 1、_________ 2、__________ 3、__________ 4、___________ 5、（2）图中箭头表示_____________________（3）指出下列过程进行的场所： 1、__________ 2、__________ 5、___________（4）图示过程中，能体现碱基互补配对原则的数码是______________ ，配对 的规律是 ________________________________ 2、一条多肽链中有氨基酸500个，则合成该多肽链的信使rna至少有_______个 碱基，其基因中至少有_________个碱基。思考题1、一条多肽链中有肽键299个，则作为合成该多肽链模板的信使rna分子和转录信使rna的dna分子至少要有碱基多少个？ （ ）a 、300； 600 b、 900；1800 c 、897；1794 d 、600；9003、某生物基因单链的一段是┅ g –c – a – g – a – c – a – a – a┅ ，若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是（ ）。①苯丙氨酸uuu；②天冬氨酸gac③亮氨酸cug； ④赖氨酸aaa⑤精氨酸cgu； ⑥丙氨酸gcaa ①③⑤ b ⑥②④c ②④⑥ d ⑤③①4、着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于dna损伤。深入研究发现患者体内缺乏dna修复酶，dna损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因（ ）a、是通过控制酶的合成，从而直接控制生物性状b、是通过控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物性状、c、是通过控制酶的合成，控制代谢过程从而控制生物的性状、d、可以直接控制生物性状，发生突变后生物的性状随之改变思考题答案：1、d 2、d 3、c学习性自我形成评价：1、对这节课的主要知识内容，我掌握的程度是：（ ）a、完全掌握； b、基本掌握； c、部分掌握； d、未掌握。2、对课堂作业，我完成的程度是（ ）a、独立完成； b、讨论后完成； c、只能完成小部分； d、不能完成3、这节课我的收获与感悟：4、我还没弄懂的地方是：
第2节生命活动的主要承担者——蛋白质（1课时？）
一、教学目标：
【知识】：
说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程
概述蛋白质的结构和功能
【情感态度】：
认同蛋白质是生命活动的主要承担者
关注蛋白质的新进展
二、教学重、难点：
氨基酸的结构及其形成蛋白质过程、蛋白质的结构和功能是本节重点；而氨基酸形成蛋白质过程和蛋白质的结构多样性的原因是本节的难点。
三、教学用具：
ppt幻灯片、蛋清、试管、熟鸡蛋、食盐、清水。
四、课前准备：
五、教学过程：
教学内容
（一）引入
（二）氨基酸
（三）蛋白质的结构
教师活动
以学生实际生活经验，设问作为引入。婴儿要以奶为主要食物，因为奶是一种还有蛋白质丰富的食物，蛋白质对人体的生长发育为什么这么重要呢？安利蛋***实际上是水解植物蛋白，里面还有氨基酸，那么氨基酸与蛋白质之间是什么关系呢？
把蛋白质水解后，可以得到一类有着共同结构的物质，叫做氨基酸。用幻灯片展示几种氨基酸的化学结构式，引导学生观察，找出氨基酸化学结构的共同点。然后进行小结：氨基酸的共同结构是什么；造成有多种氨基酸的原因是什么——r基团。让学生看一些课本没有的例子，以及一些不是氨基酸的例子让学生尝试分析。
介绍必需氨基酸与非必需氨基酸的概念，可以把9种必需氨基酸展示给学生看，指导学生选择食物时如何注意氨基酸的均衡吸收。必须氨基酸：赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。
设问：组成蛋白质的氨基酸只有20种，但是蛋白质的种类成千上万，单单一个细胞里面的酶估计就有8000种以上，这20种氨基酸是怎么样组成千差万别的蛋白质呢？引导学生观察p21 “氨基酸形成蛋白质示意图”，以问题作为引导。1、蛋白质是由什么组成的？
2、20种氨基酸为什么能构成多种的蛋白质？
3、氨基酸与氨基酸之间是依靠什么进行结合？
4、你怎么理解蛋白质的空间结构？
归纳总结氨基酸的结构：
1、构成蛋白质的氨基酸虽然只有20种，但是构成蛋白质的氨基酸数量种类不同，就可以构成各种不同的蛋白质
2、氨基酸是怎么样通过肽键相连的（板书或者幻灯片展示缩合的过程）（可以尝试让学生
学生活动
观察氨基酸的化学结构式，找出共同点。
阅读p21 氨基酸形成蛋白质示意图，讨论问题并进行交流。
教学内容
（四）蛋白质的功能（五）课后练习以及扩展内容（六）科学史话、科学前沿（七）本节小结
教师活动
跟着老师做一两个范例）3、肽链最后如何构成蛋白质分子的，可以简单渗透一点蛋白质的各级结构。氨基酸的排列顺序决定了蛋白质的种类、空间结构。
旁栏部分：用实际的例子推导出，水分子数量＝肽键数目＝氨基酸数目－肽链数目。
用演示实验简单介绍关于蛋白质变性的内容
引导学生阅读p23内容，然后进行归纳。1、生物体的基本结构物质：肌肉干重80％、皮肤70％、血液90％；2、生命化学反应的主要物质，简单讲讲酶的重要性；3、有运输能力；调节生命活动，例如某些蛋白质类的激素；免疫功能。
1、对、对；2、a（羧基与氨基要连在同一个c上）；3、b。
学生活动举出一些蛋白质相关功能的其他例子。与老师共同完成练习
第三节 蛋白质和维生素教学要求：1.知道蛋白质、维生素都是有机化合物，知道蛋白质的组成元素；2.了解蛋白质和氨基酸的关系，知道蛋白质是分子结构复杂的高分子化合物，通过简单实验了解蛋白质的一些性质特征；3.了解蛋白质的营养作用，知道人们熟知的几种维生素的名称、来源和作用、从哪些食物中可以摄入蛋白质的维生素能力目标：1.能够通过实验方法，掌握简单鉴别化学纤维、毛发纤维2.能过通过实验现象了解蛋白质变性，及其应用情感目标：1.能够了解蛋白质、维生素的知识基础上，懂得营养物质的重要性；2.激发学生对日常生活的食品的探究的热情，开拓学生的视野教学重点及难点：1.蛋白质与氨基酸的关系； 2.蛋白质的性质； 3.蛋白质、维生素与人类健康的关系。探究实验：1.探究蛋白质的一些性质；2.鉴别棉布及羊毛材料知识整理：一、蛋白质1.蛋白质的存在：人体及动物的肌肉、血液、毛发和各种酶中，富含蛋白质的食品有肉、鱼、牛奶、豆类及豆制品（如豆腐）、虾、酱油等。2.蛋白质的作用：是人体必需的重要营养成分之一，是构成人体细胞的基础物质。 没有蛋白质就没有生命。 如果蛋白质摄入量不足，会使人生长发育迟缓、体重减轻、发生贫血。3.蛋白质与氨基酸的关系： 蛋白质的组成元素主要是碳（c）、氢（h）、氧（o）、氮（n）等。 食物中的蛋白质在胃、肠中的酶及体内水的作用下，逐步分解，生成可被小肠吸收的氨基酸。氨基酸被人体吸收，再重新结合成人体所需的各种蛋白质。一部分蛋白质和氨基酸在体内的新陈代谢过程中，会生成含氮的尿素等物质。 味精的主要成分为谷氨酸钠，松花蛋（皮蛋）表面的松花即谷氨酸钠。4.蛋白质的一些性质：
加入试剂
水
饱和硫酸铵溶液
加热
乙酸铅溶液
浓硝酸取1支试管，加入一定量的蛋白质滴入如右一些试剂，观察现象。
呈半透明状
白色沉淀
白色沉淀
白色沉淀
黄色凝聚物
再继续添加一定量水
——
呈半透明状
无明显变化
无明显变化
无明显变化
物理变化or化学变化
——
物理过程
化学变化
化学变化
化学变化
结论：蛋白质在盐溶液中，其溶解性变小，该过程又称为盐析，属于物理变化。蛋白质在受热或者遇到浓硝酸、重金属盐（如铜盐、铅盐、钡盐、汞盐）等化学物质后，会发生变性，失去原有的生理功能，是化学变化。除此之外，蛋白质遇到70%酒精溶液及甲醛等也会发生化学变化而变质。注意：人如果重金属中毒后，应该立即食用鸡蛋清或牛奶来解毒。在许多食品中，都容易霉变，注意，该类物品发生霉变后，能产生一种毒性较大的物质——***。故，在日常生活中，不要食用霉变的食品。实验内容：鉴别棉线、羊毛线、化纤实验方法：取样，点燃后，观察现象。实验现象：棉线燃烧后，没有气味，产生灰烬松脆。 羊毛线燃烧后，产生一股烧焦羽毛的气味，产生的灰烬松脆； 化纤燃烧后，没有气味，燃烧剩余物产生熔球现象，较硬。因此，我们在日常生活中，可以利用该方法进行简单的鉴别。二、维生素1.富含维生素的食品及制剂：蔬菜、水果、鱼肝油、复合维生素含片等。2.维生素的作用：保证人的正常发育，促进机体的新陈代谢。3.维生素的来源：人体所需的大部分维生素不能在体内合成，必须从食物中摄取。故不能偏食4.维生素的组成：维生素是分子组成和结构都较为复杂的有机物。5.认识某些维生素（1）溶解性：维生素a微溶于水，维生素d不溶于水，但都易溶于油脂，故其制剂都是油状的。维生素b、c能溶于水。但加热时均易受到破坏，vc在碱性情况下也容易受破坏。（2）某些维生素的作用及存在 维生素a：维持正常的视觉反应及骨骼发育，存在于鱼肝油、肝脏、水果中等。 维生素c：又称抗败血酸。具有酸性及还原性。与血液凝固有密切关系，主要存在于水果中。维生素c具有酸性和还原性。故能使高锰酸钾溶液褪色。 维生素d：可促进钙质的吸收而使骨质钙化，维持正常的骨骼，存在于鱼肝油、牛奶、
第1节 基因指导蛋白质的合成
一、 教学目标
1.概述遗传信息的转录和翻译。
2.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
二、教学重点和难点
1.教学重点
遗传信息转录和翻译的过程。
2.教学难点
遗传信息的翻译过程。
三、教学策略
本节内容是本章的开篇，是本章学习的基础，也是教学的难点所在，可用2课时。在--中，要处理好以下几个方面的问题。
1.作好本章的引子。
学生学习第3章《基因的本质》后，已经对基因产生了浓厚的兴趣，想进一步探知有关基因的各种问题，此时教师如果能够设计一个精彩的、充满悬念的引子，则能为本章的学习奠定基础。
教师可以利用第一节开头的“问题探讨”引出恐龙能否复活的话题，让学生提出正反方观点，形成思维上的矛盾冲突。然后，教师可以引导学生欣赏本章章图，通过辨别章图的内容（细胞核中的染色体、dna、基因和细胞质中的蛋白质），提出问题“细胞核中的基因是如何通过指导细胞质中的蛋白质合成来控制生物的性状的呢”，进一步制造悬念。最后，教师指出通过本节内容的学习，就可以解答大家的疑问，从而顺利切入主题。
2.准确把握主干知识与侧枝内容的教学要求。
本节主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，侧枝内容是dna与rna结构的比较、核糖与脱氧核糖的比较、三种不同种类的rna以及遗传密码的组成。在侧枝内容中，前两个知识点在《分子与细胞》模块中已经学习过，在这里只须作简短的回顾和比较；后两个知识点虽然是新内容，但也不必加深和拓展，学生只需要初步了解即可。在教学中，处理主干知识和侧枝内容的关系时，教师要做到合理分配时间，明确不同内容的教学要求。
由于本节内容不仅抽象复杂，而且涉及的物质种类也比较多，因此学生往往会陷入“学习时都懂，学完了都不懂”的困惑之中。因此，教师要注意将知识及时进行归纳、比较和总结。例如，dna与rna结构的比较、三种rna功能的比较、转录与翻译过程的比较，等等。总之，教师既要让学生了解各个知识点间的内在关系，又要能简洁、清晰地概述转录和翻译的过程。
3.充分利用教材中的插图。
本节教材的特点之一是插图多而且复杂。插图包括结构示意图、化学组成区别图、转录过程流程图、翻译过程流程图和一个mrna分子上的多个核糖体同时合成多条肽链示意图等。能否处理好教材中的插图，是本节教学成败的关键因素之一。
教师在备课时，一定要仔细分辨并揣摩插图所表达的意思，并能将不同的插图内容与教学流程有机地结合起来。在对插图的处理上，还应分清主次和轻重。例如，图44和图46分别是转录和翻译的流程图，是学生应掌握的主要内容，要讲清、讲透；图41和图42是让学生区分核糖与脱氧核糖、dna与rna化学组成的差异，教师在此只需提醒学生依图区分即可；而图43和图45只需了解；至于多个核糖体同时合成多条肽链的示意图，也只是为了帮助学生理解教材小字部分的内容，不需作过多的解释。
此外还应注意，教材在呈现教学内容时，采用图文并茂的方式来揭示转录与翻译的动态过程。因此，教师不仅要利用插图达到形象和直观的教学效果，还应配合教材中的文字描述作深入浅出的讲解，使文字信息与图形信息结合起来，让学生感知到基因的表达是一个多层次的、动态的、相互协调和配合的过程。
有条件的学校，还要尽可能利用多媒体课件进行教学。多媒体课件可以形象、生动地反映基因表达的过程，这是纸质教材难以做到的。在运用多媒体教学时，教师应注意选择时机，以达到帮助学生化解难点，化抽象为形象的目的。不能整节课由多媒体取代，完全弃图不用，从而忽视了学生识图、辨图和分析释图的技能培养。教师应穿针引线，构筑多媒体与图形之间的有机组合。建议在学生分析图形之后，再配合多媒体整合各个图形，展示完整的基因表达过程。
4. 处理好学生应答与教学推进的关系。
本节教学需要师生之间有良好的互动基础，教师应设计运用好教材中的问题串，以利于将问题步步深入，使教学活动能够顺利推进。例如，转录过程以“为什么rna适于做dna的信使呢？”和“dna的遗传信息是怎么传给mrna的？”等问句串连起来；翻译过程以“碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？”和“游离的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的‘生产线’上的呢？”等问题引导，营造出探求、推理和发现的科学研究氛围，诱导学生积极应答，参与讨论。
另一方面，还需要注意教学推进的层次感。本节问题起始于细胞核中的dna如何指导细胞质内蛋白质合成，是将问题从细胞水平深入到分子水平；最后肽链合成了，还要在细胞中发挥作用，因此还需要回归到细胞水平。教师要注意教材结尾的一段文字，以此引导学生从不同层次上认识基因表达的意义。
四、答案和提示
（一）问题探讨
提示：此节问题探讨意在引导学生思考dna在生物体内有哪些作用，又是如何发挥作用的。一种生物的整套dna分子中贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从dna到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及其调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用dna分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。
（二）思考与讨论一
1.提示：可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。
2.转录成的rna的碱基序列，与作为模板的dna单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与dna双链间碱基互补配对不同的是，rna链中与dna链的a配对的是u，不是t；与dna另一条链的碱基序列基本相同，只是dna链上t的位置，rna链上是u。
（三）思考与讨论二
1.最多能编码16种氨基酸。
2.至少需要3个碱基。
（四）思考与讨论三
1.对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。
2.提示：这是一道开放性较强的题，答案并不惟一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维。通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。
3. 提示：此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思考，不必对答案作统一要求。可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
（五）思考与讨论四
1.提示：此题旨在检查对蛋白质合成过程的理解。可以参照教材中图46的表示方法来绘制。
2.提示：根据mrna的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。
（六）想像空间
dna相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。dna被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动的高效、准确。
（七）练习
基础题
1.tgcctagaa；ugccuagaa；3；3；半胱氨酸、亮氨酸和谷氨酸。
2.c。
拓展题
1.提示：可以将变化后的密码子分别写出，然后查密码子表，看看变化了的密码子分别对应哪种氨基酸。这个实例说明密码的简并性在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。
2.提示：因为几个密码子可能编码同一种氨基酸，有些碱基序列并不编码氨基酸，如终止密码等，所以只能根据碱基序列写出确定的氨基酸序列，而不能根据氨基酸序列写出确定的碱基序列。遗传信息的传递就是在这一过程中损失的。
朊毒体是人与动物的非常规致病因子 ,引起的疾病主要表现为神经系统的慢性进行性破坏，那么关于一种以朊毒体(prion)形式活动的蛋白质阅读理解附答案是怎样呢？下面是第一范文网小编整理的一种以朊毒体(prion)形式活动的蛋白质阅读理解附答案，欢迎阅读。
《一种以朊毒体(prion)形式活动的蛋白质》阅读材料一种以朊毒体(prion)形式活动的蛋白质
科学家最近的发现将有助于解释记忆存储这一最不为人所知的大脑活动。其中的关键因素是一种以朊毒体(prion)形式活动的蛋白质。
发表在月刊上的研究报告说，这种蛋白质在朊毒体状态时会发挥好的作旦，而此前普遍的看法是，有朊毒体活动的蛋白质是有毒性的，至少不能起到正常作用——正如疯牛病等神经变性疾病的研究所揭示的那样。
怀特罴德生物医学研究所负责人苏珊。林德奎斯特说：“我们已经对记忆存储的原理有了一些了解，但一直不清楚关键的存储手段是什么。此次研究揭示了可能的存储手段，不过让人惊奇的是，‘朊毒体活动’竟然在其中发挥着作用。”
蛋白质功能的关键是其形状，大多数蛋白质在共存在期间只保持一种形状。朊毒体是能突然改变形状或发生错误交叠的蛋白质。它们不仅自身发生错误交叠，还会影响同一类型的其它蛋白质也出现这种现象。就已知的情况来看，这类错误交叠的蛋白质会停止正常功能，然后死亡或是对细胞——最终对组织——产生致命作用。
因此研究人员在发现这种名为CPEB的蛋白质具有特定朊毒体特征时感到非常惊讶。它与维持长期记忆有关，位于中枢神经系统突触上，这是大脑中连接神经的枢纽。
记忆就被存储在这一约有1万亿个神经细胞和突触的复杂网络中。随着经历和知识的不断增多，新的枢纽形成，老的则不断加强。CPEB合成的蛋白质会随着记忆的形成加强突触，使突触可以长期保存这些记忆。
研究人员从海参中提取了CPEB，将它与其它蛋白质混合，然后观察它们在多种酵母模型中的活动。结果发现，CPEB改变了形状，并使其它蛋白质也随之发生了变化——功能恰似朊毒体。更令人意想不到的是，CPEB在朊毒体状态下仍然发挥了它的正常功能——蛋白质合成。
研究表明，在哺乳动物的神经突触中，CPEB的朊毒体特征可能就是使突触和神经细胞存储长期记忆的机制，科学家计划对这一理论做进一步的研究。
《一种以朊毒体(prion)形式活动的蛋白质》阅读练习题1.下列对“朊毒体”的理解，符合文意的一项是 ( )
A.是在疯牛病等神经变性疾病研究中发现的一种病毒。
B.是一种能突然改变形状或发生错误交叠的蛋白质。
C.是位于中枢神经系统突触上的一种蛋白质。
D.是哺乳动物的神经突触中用以存储记忆的细胞。
2.对“这种蛋白质在朊毒体状态时会发挥好的作用”理解正确的一项是 ( )
A.朊毒体在发生错误交叠时仍保持了正常的功能。
B.朊毒体在记忆存储过程中会发挥好的作用。
C.CPEB在朊毒体状态下仍保持了它的正常功能——蛋白质合成。
D.CPEB合成的蛋白质会随着记忆的形成加强突触，使突触长期保存这些记忆。
3.下列推断符合文意的一项是 ( )
A.CPEB在朊毒体状态下仍能发挥正常功能的事实，证明此前人们对朊毒体的认识是错误的。
B.了解CPEB在记忆存储过程中所起的作用，客观上对揭示疯牛病等神经变性疾病的病理不无帮助。
C.CPEB合成的蛋白质会随着记忆的形成加强突触，这实际上就是“朊毒体活动” 在发挥作用。
D.由于可能的记忆存储机制已经发现，人类大脑中记忆活动的奥秘很快就会揭开。
4.文中揭示的可能的记忆存储手段是什么？请简要回答
《一种以朊毒体(prion)形式活动的蛋白质》阅读答案1.B
2.C
3.C
4.CPEB
在朊毒体状态下仍发挥它的正常功能——蛋白质合成，所合成的蛋白质会随着记忆的形成加强突触，使突触和神经细胞长期保存这些记忆
1.教学重点
（1）了解基因控制蛋白质合成的中间物质──rna的基本单位、化学组成和种类，以及它与dna在组成、结构、功能和分布等方面的异同；
（2）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程；
（3）比较转录和翻译的异同；
（4）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子；
（5）计算问题：基因(dna)碱基、rna碱基和氨基酸的对应关系。
2.教学重难点
（1）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程
（2）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子；
（3）计算问题：基因(dna)碱基、rna碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。
3.教学建议
结合教材有关转录和翻译的图解或模型动画演示。
4.课时安排
3 课时
5.教学过程
学习
阶段 教师组织和引导 学生
活动 教学
意图
导学
引入课题
学生自学
教师指导
学生自学
教师讲解
思考讨论
教师讲解
思考讨论
与生活联系，激发学习和探究知识的兴趣
教师导学
设置问题情境 播放2分钟《侏罗纪公园》电影。
提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的？
(回答：复活的恐龙是科学家利用提取恐龙的dna培育繁殖而来的。)
教师引导：基因就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。
思考：基因（dna）在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？
教师指出：在dna和蛋白质之间，有一种中间物质──rna充当信使。
复习旧知：两种核酸（dna和rna）在化学元素、基本单位、化学组成、结构、功能和分布等方面的区别
（列表，阅读课文10分种，学生填写）
一、细胞中的两种核酸的比较
dna rna
组成元素 c、h、o、n、p
基本单位 脱氧核苷酸（4种） 核糖核苷酸（4种）
化学组成 一分子磷酸
脱氧核糖
a、t、c、g 一分子磷酸
核糖
a、u、c、g
结构 规则的双螺旋结构 一般单链结构
功能 编码复制遗传信息，控制蛋白质合成 传递遗传信息，并通过蛋白质表达出来
分布 细胞核的染色体，线粒体，叶绿体 细胞质的核糖体
另外，教师补充：rna的在细胞中有三种：
mrna（信使rna），trna（专运rna），rrna（核糖体rna）。
设问：dna→rna→蛋白质之间的关联？（学生阅读课文10分钟，小组发言。）
二、基因控制蛋白质合成过程
（一）转录：图示p63图4-4以dna为模板转录rna的图解。利用视频：显示转录过程。
1.定义：转录是在细胞核内进行的，是以dna双链中的一条为模板，合成mrna的过程。
2.过程：细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的dna的一条链上的碱基互补配对，在rna聚合酶的作用下，依次连接，形成一个mrna分子。
3.小结：
场所：细胞核；
模板：dna解旋，以其中一条有意义链为模板；
原料：4种核糖核苷酸（a、u、c、g）；
合成产物：单链的mrna（信使rna）；所需酶：rna聚合酶。
设问：dna的碱基与rna的碱基如何互补配对？
（二）翻译：图示p64图4-6蛋白质合成示意图。
1.密码子和反密码子的区分：
密码子：mrna上三个相邻的碱基称为一个密码子。
反密码子：每个trna上的三个碱基，可以与mrna上的密码子互补配对。
trna（转运rna）的特点：象三叶草的叶形，一端是3个碱基，另一端是携带氨基酸的部位（如图）。
思考：mrna的4种碱基如何决定20种氨基酸？
推理：1种碱基决定1种氨基酸？（不可能）
2个碱基决定1种氨基酸？（16种组合方式也不能决定20种氨基酸，不行。）
提出：mrna上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。
小结：64种密码：61个编码控制20种氨基酸合成，另外3个（uag、uaa、uga）不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终止密码。反密码子：61种trna。
游戏：请学生看图，想象一下核糖体这个生产车间是如何工作的？能否做一个模型显示出来？
2、翻译：
利用视频：显示翻译过程。
（1）定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mrna为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
（2）过程：核糖体与mrna的结合部位会形成2个trna的结合位点。第一个携带氨基酸的trna的碱基与mrna的碱基互补配对，进入位点1。第二个携带氨基酸的trna的碱基与mrna的碱基互补配对，进入位点2。两个氨基酸脱水缩合，第一个氨基酸通过肽键转移到位点2的trna上。核糖体沿着mrna移动，位点1的trna离开核糖体，位点2的trna进入位点1，第三个携带氨基酸的trna的碱基与mrna的碱基互补配对，进入位点2，继续肽链的合成，直到读取到mrna的终止密码为止。一个mrna分子可以与多个核糖体结合，同时进行多条肽链的合成。
肽链合成后，从核糖体与mrna的复合物上脱落离，经过盘曲和折叠等方式形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子。
（3）小结：
场所：细胞质的核糖体；
模板：以mrna为模板；
原料：20种氨基酸（由trna搬运）；
合成：有一定氨基酸顺序的肽链。
设问：已知mrna的碱基序列是a u g g a a g c a u g u c c g a g c a a g c c g，这mrna上有多少个密码子？写出相应的反密码子，并根据密码子表，列出相应的氨基酸序列。
利用视频：显示蛋白质合成的全过程。（转录和翻译过程）
再次总结：
（三）比较复制，转录和翻译三个过程的差异：
dna复制 转录 翻译
场所 细胞核 细胞核 核糖体
模板 dna双链 dna一条链 mrna
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
合成 dna分子 mrna 肽链
特点 半保留复制，边解旋边复制 边解旋边转录 一个mrna分子可以与多个核糖体结合
(四)与蛋白质合成有关的计算：
思考：dna的碱基、mrna的碱基与氨基酸个数的关系？
小结：
dna的碱基数：m rna的碱基数：蛋白质的氨基酸数= 6:3:1
反馈练习 学生观看
学生讨论，回答。
学生思考：有中间物质传递信息。
学生阅读课文，思考问题，并填写表。
学生带着问题阅读课文，小组讨论。
学生思考，回答。
学生思考，回答。
学生思考
学生跟随教师讲解，理解翻译的过程。
学生思考，回答。
学生观看。
学生思考，小组讨论，以小组发言。
完成练习
蛋 白 质教学目的1.掌握蛋白质的结构和性质，了解蛋白质的用途，并初步了解酶的特性及其用途。2.培养学生通过观察实验现象，进行分析、推理，得出结论的思维能力。3.让学生初步了解蛋白质是生命最基本的物质基础，树立辩证唯物主义思想。教学过程一、蛋白质师；蛋白质广泛存在于生物体内，是组成细胞的基础物质。请列举生物体内哪些器官含蛋白质较多？生：动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁、毛发、蹄、角等含蛋白质较多。生：植物的各种器官，尤其是种子含蛋白质最多（例如麦粒中含18％）。师：由此可见，生命是蛋白质存在的一种方式。这种跟生命现象密切相关的蛋白质，它的组成是怎样的呢？让我们先通过实验分析。【实验】 1.分别抽取两根棉布条和毛料纤维，放在火焰上灼烧、闻味。师：由上述实验现象能得出哪些结论？（经议论后回答。）生：根据可燃且有焦臭味，说明棉布和毛料除含有碳、氢、氧元素外，还含有其它元素。师：蛋白质里含有氮元素，还普遍含有硫元素。蛋白质的相对分子质量很大，是天然有机高分子化合物，它的分子量可达几万、几十万乃至上千万。例如，核蛋白的分子量就超过两千万。我们在生物课上已经知道，如此庞大的高分子化合物，也是由基本结构单元构成的，即氨基酸。蛋白质水解的最终产物是α一氨基酸。请列举生物课中已熟悉的几种简单的氨基酸。〔评注：利用学生已学过的生物学知识，不仅简捷自然，也有利于化学学科与其它相关学科的联系，开阔学生视野。〕生；甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等。（通过投影介绍几种重要的α-氨基酸，并对α-碳原子加以说明。）师：请根据氨基酸分子的结构特点推论它的主要化学性质。生：氨基酸分子中既有氨基（一nh2），又有羧基（－cooh），因此它既能跟酸反应，又能跟碱反应，具有两性。师；现在从动植物体内蛋白质水解产物中分离出来的氨基酸有几百种。但是，构成主要蛋白质的氨基酸只有20多种。【练习】请完成下列化学方程式，指出生成物是什么，并标出肽键。这个反应跟学过的哪类反应类似？这个反应跟酯化反应类似。两个氨基酸脱去1分子水，缩合成二肽。n个氨基酸脱去n－1个水分子，缩会成多肽。师；2o多种氨基酸跟蛋白质的关系，好像字母跟单词的关系，它们可以形成无数种蛋白质。不同的蛋白质，组成的氨基酸种类和排列顺序各不相同，所以蛋白质的结构是很复杂的。研究蛋白质的合成和结构，从而进一步探索生命的本质，是科学研究的重要课题。1965年我国科学家在世界上第一次人工合成有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素。1971年又合成猪胰岛素，在人类揭开生命奥秘的伟大历程中作出了重要的贡献。蛋白质是α-氨基酸缩聚的产物。蛋白质分子中还存在残留的氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，蛋白质也具有两性。此外，蛋白质还有一些重要性质，我们一起通过下面的实验来认识。【实验】1.用聚集的小手电筒观察鸡蛋白溶液的丁达尔现象。【思考】蛋白质溶液属于哪种分散系？为什么？2.盐析（边实验、边观察。）【思考】（1）什么叫盐析？它的特点是什么？（2）盐析有哪些应用？（经实验、阅读后回答。）生：蛋白质在浓无机盐溶液中因胶体凝聚而析出，叫做盐析。盐析是可逆的，表示如下： 师：采用多次盐析法，可以分离和提纯蛋白质。3.变性【思考】1.什么叫蛋白质变性？这个过程的特点是什么？除实验涉及之外，还有哪些因素能引起蛋白质变性？2.蛋白质变性有哪些应用？（1）医疗上高温消毒杀菌的原理是什么？（2）有人误服重金属盐，如铅盐、铜盐、汞盐等，应该怎样急救？（3）为什么注射针剂前要用卫生酒精对皮肤消毒？（4）为什么40％的甲醛溶液（俗称福尔马林）可用作制生物标本的常用药剂？（经思考、议论后回答。）由蛋白质变性引起的蛋白质凝结是不可逆的。 师：蛋白质变性凝结后丧失可溶性，还失去生理活性。生：（1）医疗上高温消毒杀菌，就是利用加热使蛋白质凝固，从而使细菌死亡。（2）误服重金属盐，可以服用大量牛乳、蛋清或豆浆，以吸收重金属盐解毒，免使人体蛋白质变性中毒。（3）用卫生酒精擦洗皮肤，能使皮肤表面附着的细菌（体内的蛋白质）凝固变性而死亡，达到消毒杀菌，避免感染的目的。（4）甲醛使蛋白质凝固变性，使标本透明而不浑浊，说明甲醛溶液能长期保存标本，不影响展示效果。4.颜色反应【实验】可从课本任选一二。师：蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。这种反应能用于蛋白质的检验。蛋白质的应用（指导学生阅读教材后自行归纳）。（1）重要的营养物质——生命的物质基础（2）工业上的应用①纺织工业——蚕丝、羊毛②皮革工业——动物毛皮经鞣制后作原料③感光材料工业——动物胶（白明胶）是制感光材料的片基④塑料工业——制酪素塑料〔评注：在教学中应十分重视联系实际，以便学生更好地理解和运用化学知识。此处结合生活和生产知识得当，不仅提高了学生学习化学的兴趣，同时进行了“学以致用”的教育。〕二、酶简介【实验】【投影】酶是有生物活性（生物催化作用）的蛋白质。它有高效专一的催化活性。【练习】1.下式表示某蛋白质分子结构的一部分，用箭头和（a）、（b）、（c）、（d）标出分子中不同的化学键。当蛋白质水解时，断裂的键是（ ）。答案：（c）2.含有下列结构片断的多肽，在胃里水解时不可能产生的氨基酸是（ ）。（c）h2n—ch2cooh （d） 答案：（d）【布置作业】a、b两种有机化合物，分子式都是c9h11o2n。（l）a是天然蛋白质的水解产物，经光谱测定显示，分子中不存在甲基（—ch3）。（2）b是分子式为c9h12的芳香烃经硝化后的唯一产物（硝基连在芳环上）。①写出a、b的结构简式。②通过本题的分析讨论，就有机化合物的结构异构方面，你能作出什么推论？试列举l～2个实例。（2）碳数相同而结构相似（或含一个苯环）的一元氨基酸和一元硝基化合物互为同分异构体。除本题a、b外，实例还有乙氨酸（ch2nh2——cooh）和硝基乙烷（ch3ch2no2）。它们的分子式都是c2h5o2n。丙氨酸（ch3chnh2——cooh）和硝基丙烷ch3ch2ch2no2或（ch3）2chno2，它们的分子式都是c3h7o2n。教学说明选学（课本中的小体字）部分，可根据学生的接受能力灵活处理。专家评注课堂教学是整个教学活动的中心环节，是使学生主动地获得知识、技能和发展能力的关键阵地。本节课重视发挥课堂教学的效能，教学内容组织得比较系统和严密；重视联系实际，并适当进行多种教与学的活动；重视传授知识与培养能力的结合，有利于提高学生的学习能力。
（《名师授课录·高中化学》1997年第1版、上海教育出版社）
[1]
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第2节 生命活动的主要承担者──蛋白质
一、 教学目标
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.概述蛋白质的结构和功能。
3.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
4.关注蛋白质研究的新进展。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（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。
2.教学难点
（1）氨基酸形成蛋白质的过程。
（2）蛋白质的结构多样性的原因。
三、课时安排
2
四、教学过程
〖引入〗以“问题探讨”引入，生思考师提示。
〖提示〗1.提示：富含蛋白质的食品有大豆制品，如豆浆、豆腐、腐竹；奶类制品，如奶粉、酸奶、袋装奶；还有肉、蛋类食品，如烤肉、肉肠、鸡蛋，等等。
2.提示：有些蛋白质是构成细胞和生物体的结构成分，如结构蛋白；有些蛋白质能够调节生命活动，如胰岛素；有些蛋白质有催化作用，如绝大多数酶都是蛋白质；有些蛋白质具有运输载体的功能，如红细胞中的血红蛋白；有些蛋白质有免疫功能，如人体内的抗体。
3.提示：因为氨基酸是构成蛋白质的基本单位，在人体内约有20种氨基酸，其中有8种是人体需要而不能自己合成的，必须从外界环境获得，如赖氨酸、苯丙氨酸等，它们被称为必需氨基酸。所以有些食品中要添加赖氨酸或苯丙氨酸等人体必需的氨基酸。
〖问题〗以“本节聚焦”再次引起学生的思考。
〖板书〗一、氨基酸及其种类
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
〖思考与讨论〗生思考回答，师提示。
〖提示及板书〗
1.每个氨基酸都有氨基和羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
2.“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中主要的部分──氨基和羧基。
〖讲述〗先讲功能再讲结构。
〖板书〗二、蛋白质的功能
1.蛋白质一个重要的生物学功能是作为生物体的结构成分。（例如，细胞中的细胞膜、线粒体、叶绿体和内质网等都是由不溶性蛋白质与脂质组成的。人和动物的肌肉等组织的主要成分也是蛋白质，如横纹肌中的球状蛋白，平滑肌中的胶原蛋白，毛、甲、角、壳、蹄中的角蛋白等。）
2.蛋白质的一个最重要的生物学功能是作为新陈代谢的催化剂──酶。（绝大多数酶都是蛋白质。生物体内的各种化学反应几乎都是在相应的酶参与下进行的。）
3.有些蛋白质具有运动的功能。（例如，肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，是肌肉收缩系统的必要成分，它们伴随着肌原纤维的收缩而产生运动。细菌的鞭毛或纤毛蛋白也能产生类似的活动。近年来发现，在非肌肉的运动系统中也普遍存在着运动蛋白。）
4.有些蛋白质具有运输的功能。例如，脊椎动物红细胞里的血红蛋白和无脊椎动物中的血蓝蛋白，在呼吸过程中都起着输送氧的作用。血液中的脂蛋白有运输脂质的作用。
5.蛋白质的又一个重要的功能是调节或控制细胞的生长、分化和遗传信息的表达。（如阻遏蛋白等。）
6.有些蛋白质对生命活动起调节作用。（例如，胰岛细胞分泌的胰岛素能参与血糖的代谢调节，降低血液中葡萄糖的含量。）
7.有些蛋白质可以作为受体，起接受和传递信息的作用。（例如，接受各种激素的受体蛋白，接受外界刺激的感觉蛋白（如味蕾上的味觉蛋白）等。）
8.有些蛋白质参与机体防御机能，如抗体。
（近年来，对于蛋白质的研究，取得了一些突破性的成果，例如，用蛋白质工程的方法制成在低温下保存半年的干扰素，用于微电子方面的蛋白质元件等。由此可见，人类对蛋白质的应用具有十分广阔的前景。）
第一课时完。
〖板书〗三、蛋白质的结构及其多样性
〖思考与讨论〗生思考师提示。
〖提示〗1.提示：氨基酸→二肽→三肽→……→多肽，一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋白质。
2.提示：食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入细胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样，具有完成人体生命活动的结构和功能。
3.提示：10个氨基酸能够组成xx条互不相同的长链。氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质空间结构的不同是蛋白质多种多样的原因。
〖旁栏思考题〗
〖提示及板书〗n个氨基酸形成一条肽链时，脱掉n-1个水分子，形成n-1个肽键。同理，n个氨基酸形成m条肽链时，脱掉n-m个水分子，形成n-m个肽键。
〖小结〗略
〖作业〗练习
〖提示〗基础题
1.（1）√；（2）√。
2.a。 3.b。
拓展题
提示：红细胞中的蛋白质和心肌细胞中的蛋白质，其氨基酸的种类、数量和排列顺序以及蛋白质分子的空间结构都不同，它们的功能也不相同。