高中生物教材“蛋白质是生命活动的主要承担者”解读

高中生物新教材“蛋白质是生命活动的主要担当者”解读高中生物新教材“蛋白质是生命活动的主要担当者”解读问题商讨这一节用不拆线缝合为问题情境，该实例与生活联系密切，能激发学生的学习兴趣。为何动物胶原蛋白制作的手术缝合线可被人体汲取呢？从教师用书供给的参照答案看，这个问题设置对学生而言难度偏大，学生要清楚缝合用胶原蛋白线在人体内先分解成小分子而后被汲取（我个人以为学生能回答到这个程度就可以了）。人体胞外基质的主要成分是胶原蛋白，胞外基质中含有催化胶原蛋白分解的酶（在人体内，一方面细胞合成并分泌胶原蛋白进入胞外基质，另一方面胞外基质中的酶也催化胶原蛋白的水解，从而保证胞外基质中胶原蛋白含量的相对稳固），该酶也可以催化和人胶原蛋白近似的动物胶原蛋白水解。这样学生才能理解为何教师用书的参照答案是：构成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。蛋白质的功能与现行教材对比，新教材选择先讲蛋白质的功能，而后再讲蛋白质的结构。相关于抽象的蛋白质结构来说，蛋白质功能可以经过详尽的实例展现给学生去看去领悟，这样的实例更加形象、详尽。所以，新教材此处的办理逻辑是先易后难，吻合学生认知规律。经过图示展现蛋白质多种多样的功能，让学生在概括的基础上真切理解“蛋白质是生命活动的主要担当者”。学生的兴趣也会随之转移到为何蛋白质拥有这么多样的功能，很自然地就过渡到蛋白质的结构。1/5高中生物新教材“蛋白质是生命活动的主要担当者”解读因为现行教材中表示蛋白质功能的图曾在网上被热议，新教材换用了一幅新图，用运动中的健康少年代替了现行教材的健美女郎，这类更正更吻合国人的传统审美。别的所举例子都不过环绕着少年男孩，也能让例子看起来不那么凌乱。3蛋白质的基本构成单位3.1概括概括出氨基酸的结构新教材保留了现行教材的思虑与谈论，让学生经过对四种构成蛋白质的氨基酸的结构进行比较，而后求同概括，抽象得出构成蛋白质的氨基酸的结构通式。这样的思想活动让学生自行完成，能让学生对构成蛋白质的氨基酸的理解更加深刻。3.2α-氨基酸高中生物教课中重申的是构成蛋白质的氨基酸，从化学上讲属于α-氨基酸（氨基和羧基连接在同一个碳原子上），自然化学上也有β-氨基酸（氨基和羧基连接到相邻的两个碳原子上）、γ-氨基酸（氨基和羧基比β-氨基酸再多隔一个碳原子）等等。授课时我每次都讲“构成蛋白质的氨基酸”，而不是随随意便地说“氨基酸”——这一方面是为了更慎重，另一个方面也是照料学科间的联系，生物和物理、化学其实不存在矛盾也许互斥的东西，它们都属于科学。3.3构成人体蛋白质的氨基酸有21种新教材提出构成人体蛋白质的氨基酸有21种。学生接触的一些科普读物中，可能会看到构成蛋白质的氨基酸有20种、21种或22种等不一样表述。最早人们的确只在蛋白质中发现20种氨基酸，此后又陆续发现第21种（硒代半胱氨酸）和第22种氨基酸（吡咯赖氨酸）。这里需要明确的是，新教材不过重申了人体中构成蛋白质的氨基酸，这个数目目前就是21种，第21种氨基酸（硒代半胱氨酸）存在人体某些含硒的蛋白质中。第22种氨基酸主要存在于一些产甲烷的细菌中，人体中目前还没有发现。4蛋白质的结构及其多样性4.1关于肽键的变化2/5高中生物新教材“蛋白质是生命活动的主要担当者”解读新教材将肽键定义成“连接两个氨基酸分子的化学键”，也就是只指那一条蓝色的杠杠（见以下图所示）。这样的调整使得肽键成为货真价实的“化学键”（化学中化学键是指将原子连接起来的一种互相作用，其实不包含原子自己）。现行教材的肽键（-NH-CO-）是酰基部分和氨基部分连接起来的，明显作为一个整体它其实不吻合化学中化学键的规范。其实现行教材把（-NH-CO-）作为一个整体进行重申也其实不是没有道理。在化学中，（-NH-CO-）整体拥有部分双键的性质，结果会限制与之相连的原子的旋转。出于稳固性的原由，（-NH-CO-）平时是反式结构（拜见图示，即O、H分别位于肽键的双侧，O和H在图中均已圈出）；现行教材给出的是顺式结构（即O和H位于肽键的同一侧）。自然构象偏向于形成更加稳固的反式结构，新教材这一点的改动更加合理。这里还有一点需要注意：上课时慎用“多肽”。教辅平时把三个或三个以上氨基酸构成的肽称为多肽，这是从汉语语言习惯上讲的。但在专业上多肽和多糖近似，关于此中氨基酸数目是有必定的数目要求的，一般20个以上的氨基酸残基构成的肽才能称为多肽，2～20个氨基酸构成的肽应该称为寡肽。教师在这里没有必需跟学生讲的太清楚，但也尽量不要犯错误。4.2从一级结构到四级结构新教材用图2-12“由氨基酸形成血红蛋白的表示图”代替了现行教材“由氨基酸形成蛋白质的表示图”。新教材的图表示了蛋白质的一级、二级、三级和四级结构，在兼备学生认知水平的基础上反响了蛋白质的结构层次。教课中不用让学生知道蛋白质的四级结构，只需要让学生明确肽链折叠蟠曲形成必定的空间结构，而且多肽链之间能齐聚形成更复杂的空间结构。新教材用二硫键连接胰岛素的A链和B链的例子并配图，用以举例说明多肽链之间的结合方式。以上办理都有助于学生理解蛋白质的结构层次。其余，图2-12把血红蛋白的四条肽链涂成了两种颜色，而不是现行教材的四色，这是因为血红蛋白含有两条α链和两条β链，新教材用两种颜色表示更加合理。假如图中表示二级结构时采纳右手螺旋就更好了。4.3蛋白质结构的多样性与现行教材一致，新教材此处设计了一个思虑与谈论，其目的是经过思想活动让学生认识到蛋白质结构多样性的原由。相较于现行教材，新教材的表现次序做了些许调整，将谈论放在了学生学习了蛋白质结构层次以后，这样学生的谈论就有了更多的知识准备，有益于谈论充分睁开。第二个谈论题表达的意思是：食品中的蛋白质进入人体后先消化分解为氨基酸，而后才能做为原料合成构成人体的蛋白质。这个问题设置有反驳吃啥补啥的意味。4.4蛋白质的结构和功能相适应3/5高中生物新教材“蛋白质是生命活动的主要担当者”解读新教材最后再次回到蛋白质的功能。明确每一种蛋白质分子都有与它功能相适应的结构。假如氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，即可能会影响其功能。而后用正常血红蛋白和（镰状细胞贫血）异常血红蛋白的实例说明蛋白质的结构改变，其功能也发生改变。正常血红蛋白质形成的四聚体凑近于球形。镰状细胞贫血患者的血红蛋白结构异常，这样的异常血红蛋白质会互相连接成纤维状，纤维状连接的血红蛋白最后会影响到红细胞的形态，以致镰状细胞贫血患者的血细胞呈镰刀型。4.5与生活的联系——变性与现行教材对比，新教材此处删去了盐析，保留了变性。这样办理的原由大体是这样的：这一节要点是蛋白质的结构和功能，重申蛋白质的结构和功能相适应。在盐析的例子中，蛋白质结构和功能之间的联系表现不够充分；而蛋白质变性后，其功能也随之丧失，更能反响蛋白质结构与功能的关系。删去盐析还可以简化教课内容，表现课标对教课内容少而精的要求。这部分还增加了利用蛋白质变性消毒灭菌的介绍，让学生理解食品经加热变性后再食用，更简单消化也更安全，这有助于学生建立优异的饮食习惯。科学史话1965年，中科院上海生化所、北京大学和中科院上海有机所的科学家们通力合作，在世界上第一次用人工方法合成了拥有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。他们将结晶牛胰岛素注入小鼠体内，结果表示结晶胰岛素有效降低了血糖。这是诺奖级其余科研成就，但因为各样原由，最后与诺奖插肩而过。无论如何，4/5高中生物新教材“蛋白质是生命活动的主要担当者”解读老一辈科学家们在艰辛的条件下不畏困难、勇攀科技巅峰的精神都值得我们学习。建构看法，发展涵养本节要建构的看法是“说明蛋白质平时由20种氨基酸分子构成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成”。新教材环绕这一看法，与现行教材对比做了弃取和增加，力争更加突出看法，有益于学生看法的建构。本节内容经过蛋白质分子结构和功能的多样性，使学生认识到生命的复杂性；整节都环绕蛋白质的结构和功能睁开，重申蛋白质结构和功能之间的联系，有助于学