第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质

第2章 组成细胞的分子 设计思想 高中生物课程将在义务教育基础上，进一步提高生物科学素养，尤其是发展学生的科学探究能力，帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系，增强学生对自然和社会的责任感，促进学生形成正确的世界观和价值观。学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识，所以在教学时，应注意联系学生的生活经验，利用图解加强教学的直观性，增加学生的感性认识，使学生在主动获取知识的过程中完成重点、难点知识的学习，提高思维能力，形成相应的观点。教学内容分析 蛋白质的结构是本节教学的重点和难点，也是本章的难点，可通过学生讨论收集的食物和营养保健品的说明书，认识蛋白质的重要性及作用，并激发学生探究蛋白质结构的兴趣。关于蛋白质的结构利用分层教学的方法，遵循元素氨基酸二肽多肽蛋白质这些结构层次来认识，由易到难，由浅入深。在讲述氨基酸的结构时从有机化学甲烷的分子式引入，构建学生的空间思维。氨基酸脱水缩合形成多肽时，要注意讲清脱水缩合、肽键、二肽和多肽的概念。关于形成的肽键数、脱去的水分子数及形成的化合物的名称可用表格让学生比较理解记忆。讲述蛋白质的结构多样性时要指出其原因及与氨基酸的种类和数目的关系，从而体现出蛋白质的功能与结构相适应的生物学观点。另外，在教学中可通过鼓励性语言充分调动学生积极性，让学生踊跃回答问题；利用图片、投影和教材中的示意图帮助学生分析，让学生理解难点和重点内容；设计几个题目，在参与中理解多肽形成过程中的数量关系。教学目标分析 知识与技能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 过程与方法1、培养学生跨学科分析综合能力2、收集资料、分析资料的能力 情感态度与价值观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 3、讨论蛋白质的重要作用教学重点1、蛋白质的结构及其多样性2、蛋白质的功能教学难点 蛋白质的结构及其多样性教学准备教师准备：制作氨基酸脱水缩合形成多肽及几种氨基酸的结构图的课件。学生准备：日常一些食物和营养保健品的说明书教学设计教学内容教师活动学生活动第2节生命活动的主要承担者蛋白质一、蛋白质的重要作用1 作用：构成细胞和生物体的重要物质生物催化催化作用运输载体的作用具有信息传递作用免疫功能总之，一切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。2 元素组成：主要由C、H、O、N四种元素组成，还含有P、S，有些含Fe、Cu、I、Mn、Zn等3 分子质量：很大4 基本单位：氨基酸二、氨基酸及其种类1 特点：每一个氨基酸分子都至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。2 结构通式：3 种类：必需氨基酸（8种）:甲、赖、颉、异、苯、亮、色、书（苏）非必需氨基酸（12种）三、蛋白质的结构及其多样性1 二肽的形成过程 2 蛋白质的形成过程 3 数量关系肽链数目氨基酸数肽键数目水分子数化合物名12131n214mn4 蛋白质的多样性（1）原因 氨基酸的种类不同。 组成蛋白质的氨基酸数目不同。 氨基酸的排列方式多种多样。 多肽盘曲折叠的方式及其形成的空间结构千差万别。（2）数量关系 3 3 3 3总结复习在组成细胞的化合物中，哪种化合物占细胞干重最多？（提出问题）引言：蛋白质在细胞中含量仅次于水，占细胞干重50%以上。我们每天都要摄入一定量的蛋白质。蛋白质在生命活动中承担什么作用呢？它具有怎样的结构与它相适应呢？教师补充并板书 教师提问：蛋白质有如此重要的功能，与它的结构是密不可分的。它到底具有怎样的结构呢？利用多媒体展示红蛋白分子式C30H4816O872N280S8Fe4和结构式。提问：1物质由元素构成，分析蛋白质元素组成有哪些？2 从分子我们发现蛋白质分子质量有什么特点？3 蛋白质的基本单位是什么？ 承上启下蛋白质是高分子化合物，结构相当复杂，它由许多氨基酸组成，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。氨基酸结构怎样呢？先请同学写一个甲烷的分子式。教师再展示甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸的结构。设问：1这几个氨基酸的结构式有什么区别？2“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应的关系吗？教师讲解每一个氨基酸分子都至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。提问： 同学们能尝试写出氨基酸的结构通式吗？教师板书那么，组成生物体的氨基酸有几类呢？ 教师讲解有必需氨基酸和非必需氨基酸两类.教师介绍口诀记忆教师投影几个分子式和练习题。 承上启下许许多多的氨基酸如何构成蛋白质？观看两个氨基酸脱水缩合形成二肽的动画。 提问：1 在反应中产物有哪些？ 2 水中的氢原子和氧原子分别来自哪里？3 产物的名称叫什么？4 这个过程叫什么反应？ 教师讲解一分子水是由一分子氨基酸中的一个氨基中的H和另一分子中的一个羧基中的-OH形成，新形成的化学键称肽键（-NH-CO-）。由于两个氨基酸脱水缩合，新产生的化合物称二肽，二肽中还剩至少一个氨基一个羧基。教师设问1 那么蛋白质是如何形成的 呢？2 蛋白质形成过程中脱去的水分子数与形成的肽键数有什么关系呢？3 形成的多肽链中至少有氨基和羧基多少个？教师引导学生完成下表教师总结形成肽键数目=失去水分子数目=氨基酸数目肽链数目形成的多肽链中至少有氨基和羧基各一个。教师提问蛋白质与多肽有何区别呢？投影某胰岛素的空间结构示意图教师提问据估计，生物界的蛋白质种类多达10101012种，多样的蛋白质执行多样的功能，那么蛋白质为何具有结构的多样性？教师总结如果不考虑空间结构，只考虑氨基酸的种类、氨基酸数目、排列方式它的多样性能计算吗？例如：1 有一个由3种氨基酸形成的四肽，在不限定数量的情况下，有多少种多肽?2 如果有20种氨基酸写出n个氨基酸组成的长链应有多少种可能？ 教师可着重讲解提问：1 蛋白质的结构多样性与功能多样性有怎样的关系？2 人类研究蛋白质的功能有什么意义？中国科学家在蛋白质方面开展了哪些研究？教师总结教师投影几个分子式和练习题。布置作业学生积极思考学生展开联想同学展示收集的食物和营养保健品的说明书，以小组为单位讨论蛋白质的重要作用。讨论后学生归纳。学生仔细看图后积极思考并热烈发言学生踊跃参与并板书甲烷的分子式学生对比观察几种氨基酸的结构，总结出几种氨基酸结构的共同点，试写出氨基酸的结构通式。学生积极参与学生气氛活跃学生当堂练习，巩固对氨基酸结构通式的运用。学生观看动画并阅读课本后回答：一分子水和一分子有机物。学生阅读课文后分组讨论后。各小组推举一名代表进行课堂陈述。小组间展开讨论，进一步探究各个问题。 最后各个小组形成共识，得出结论。在教师指导下迅速完成下表。学生倾听，参与交流，形成氨基酸数目与肽键数、脱水数的关系。学生读图后回答：蛋白质有空间结构，多肽无空间结构。学生讨论蛋白质种类多样的原因。这个问题比较抽象，学生较难弄懂。学生理解上题后，本题目的答案自然就会得出。回答问题，了解中国科学家在“国际人类蛋白质组计划”中的研究进展及成果。课后反思： 本节课是以学生的兴趣为根本出发点，首先以学生收集的资料来讨论蛋白质的作用，引入主题，学生较感兴趣。在教学中我注意对学生能力的培养，如分组讨论的方法，学习蛋白质的结构及蛋白质与氨基酸的数量关系，培养了学生的发现问题和解决问题的能力;鼓励学生踊跃回答，训练学生的表达能力和语言组织能力;通过展示挂图，训练学生的视图能力；讲解蛋白质的结构时，与功能相联系，使学生形成结构和功能相适应的生物学观点。在教学中我注意对学生进行爱国主义教育，如让学生学习中国科学家在“国际人类蛋白质