生命活动的主要承担者-蛋白质教学设计

生命活动的主演承担着——蛋白质”教案设计教学内容本节关于组成细胞的重要物质蛋白质的内容，是学习本书其他章节的基础也是学习高中生物课程其他模块的基础。在学习本节之前，《细胞中的元素与化合物》一节中对“蛋白质”这一概念有一定的阐述，介绍了蛋白质是细胞内最多的有机化合物以及蛋白质的检测方法。从而为进一步学习蛋白质到底是什么，蛋白质有什么功能奠定了一定的基础。本节主要包括三方面的内容：氨基酸的种类、蛋白质的结构及其多样性、蛋白质的功能。其中，“氨基酸及其种类”是学习后面两部分的基础。只有对氨基酸的结构特点掌握的基础上，才能进一步学习氨基酸是怎样脱水缩合形成多肽，进而形成蛋白质的，同时能加深对蛋白质结构多样性的理解。教学目标知识目标“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”。能力目标教材中并没有直接给出氨基酸的结构通式，而是让学生观察4种氨基酸的结构，通过思考与讨论，找出氨基酸的共同特点，加深对氨基酸结构的理解。这种让学生通过主动探究得出结论的处理方式，是新教材的特点之一，是落实探究性学习课程理念的具体体现。关于蛋白质结构和功能的多样性，教材采用图文并茂的形式，让学生在获取形象、丰富的信息内容的同时，培养分析和处理信息的能力。情感、态度、价值观目标考虑到认同生命的物质性对于树立唯物主义观点具有重要意义，而本节内容恰好说明了生命活动的物质基础的重要方面一许多生命活动是靠蛋白质来完成的，因此，在情感态度与价值观方面，就确定了“认同蛋白质是生命活动的主要承担者”。世界上第一个人工合成蛋白质的诞生，是我国科学家在生物学史上创造的奇迹。让学生在了解蛋白质研究有关的科学史和前沿进展的同时，培养爱国主义精神，增强民族自信心和自豪感。教学重点1、氨基酸的分子结构。2、蛋白质的分子结构方式和多样性。3、蛋白质的功能。教学难点1、氨基酸的分子结构通式2、蛋白质的分子结构教学用具多媒体资料板书设计一、氨基酸及其种类ROIII2•氨基酸的通式H2N—C—C—OHiH二、蛋白质结构及其多样性脱水缩合：一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。蛋白质多样性的原因组成蛋白质的氨基酸不同氨基酸的排列顺序不同肽链盘区折叠方式肽链的空间结构千差万别三、蛋白质的功能结构蛋白运输作用催化作用调节作用免疫作用教学过程（一）创设情境、联系生活实际、导入新课图片导入：将“问题探讨”中的食物图片以及生活中常见的一些富含蛋白质的食物以多媒体的形式展现出来，同时对同学进行提问，先激发起大家的兴趣。二）主体内容的学习第一部分氨基酸及其种类食物中的蛋白质不能直接被人体吸收，必须分解为各种氨基酸才能被人体吸收。也就是说蛋白质的基本单位是氨基酸，要想了解蛋白质，首先必须熟悉氨基酸。新知识呈现组成生物的氨基酸虽然有20种，但它们在结构上却有相似性，我们可以用一个通式表示氨基酸的结构。多媒体展示出氨基酸的结构通式（老师介绍羧基一COOH和氨基一NH2,提出R基的概念）这些氨基酸具有共同的特点：①每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（一NH2）和一个羧基（一COOH）,并且连接在同一个C原子上（对至少这一词进行解释）；②这个C原子上还有一个侧链基团和一个H原子，侧链基团用R基表示；③各氨基酸的区别就在于R基不同，R基决定氨基酸的种类。将这三个特点板书黑板右侧,并将结构通式画在旁边。师生互动讨论课本思考题课本中四种氨基酸有何异同教师讲解氨基酸总共有20种，8种必需氨基酸（自身不能合成，而且必须成外界摄取）和12种非必需氨基酸（生物体内可以合成的）。第二部分蛋白质的结构及其多样性新知呈现教师在刚才学习的基础上，带领学生继续探索：组成蛋白质的氨基酸只有约20种，但这些氨基酸却能形成多达1010~1012种之多，氨基酸是如何构成种类众多、结构复杂的蛋白质的呢？结合课本中的氨基酸形成蛋白质的示意图，用动画演示氨基酸分子之间发生脱水缩合反应形成肽链，并进一步形成有一定空间结构的蛋白质分子的过程。演示过程中教师注意指导学生关注过程中的每个细节。师生互动指导学生结合演示和课本内容讨论回答以下问题：1、氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？2、假如一条肽链总共只有10个氨基酸组成，理论上这条肽链有多少种不同的可能？学生分组讨论后，教师请学生代表回答。教师注意指导学生回答内容的准确性和科学性，同时也要对学生语言组织、生物科学术语的应用做相应点评。新知识呈现蛋白质是由氨基酸组成的，但氨基酸只有二十种，蛋白质的种类却多达1010-1012种。这二十种氨基酸是怎样形成如此多的蛋白质的？也就是说蛋白质的种类为什么会如此繁多？大家从氨基酸形成蛋白质的整个过程入手，思考蛋白质多样性的原因。引导：适时对学生进行引导，结合多媒体，主要指导学生从四个角度思考蛋白质多样性的原因。总结：综合学生讨论的结果进行总结，概括出导致蛋白质多样性的四个原因，并将其板书在黑板左侧。第三部分蛋白质的功能新知呈现本部分知识内容难度不高，教师利用多媒体课件，大量展示蛋白质在生物体各项生命活动中起作用的实例。重点指导学生将蛋白质功能的多样性与蛋白质结构的多样性联系在一起，帮助学生树立“结构与功能相适应”的生物学观点。师生互动让生物学习小组成员展示搜集到的各种有关蛋白质功能的资料，对这些资料作简单评价，其中若有不合理的实例一定要帮助学生学会鉴别。第四部分 回顾总结（种类20:必需氨基酸8种非必需氨基酸12种

氨基酸RO氨基酸I||脱水特点：至少一个一NH2和一COOH连接在同一个碳上缩合组成蛋白质的氨基酸不同多肽＜氨基酸的排列顺序不同折叠多肽的空间结构不同导致盘曲蛋白质结构多样性结构蛋白］导致功能多样性运输作用通式：H2N—c脱水特点：至少一个一NH2和一COOH连接在同一个碳上缩合组成蛋白质的氨基酸不同多肽＜氨基酸的排列顺序不同折叠多肽的空间结构不同导致盘曲蛋白质结构多样性结构蛋白］导致功能多样性运输作用调节作用总结反思（课后进行总结反思）生命活动的主要承担者——蛋白质”教案设计生命活动的主要承担者 蛋白质教案教材分析本章节是人教版必修一第二章第二节的内容。前面学习了细胞的元素和化合物，而其中功能最复杂的化合物是蛋白质，蛋白质是构成细胞结构的重要化合物，承担了许多生命活动，，同时蛋白质与人们的日常生活联系的也比较密切，也比较容易被学生认知。本章节先介绍了组成蛋白质的基本单位氨基酸，然后在介绍氨基酸形成蛋白质的过程，最后展示蛋白质的结构和功能多样性，层层递进，符合了学生的认知规律。通过本章节的学习，以期达到学生对细胞的生物大分子的客观认识，认识到细胞的物质性和生命的物质统一性。同时也为后面学习基因的表达等章节打下基础学情分析由于学生还没有学习过有机物，对氨基酸的分子式的认识比较困难和抽象，特别是氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程。所以课本用了一些简化和形象的方法比如问题探讨中列举了生活中富含蛋白质的一些食物，氨基酸形成多肽的简化图等来帮助学生理解和记忆。教学重点1氨基酸的结构通式和结构特点氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程蛋白质的结构多样性和功能多样性教学难点氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程教学方法多媒体，讲述法，实物法教学过程蛋白质的基本单位---氨基酸本节内容是让学生认识到组成细胞的生物大分子都是由小分子组成，属于教学重点也是教学难点。对于蛋白质的基本单位--氨基酸，由于学生没有学过有机化学，所以对氨基酸的结构通式和特点，会比较难理解，所以采用逻辑推理和形象记忆法帮助学生记忆教学过程：我们在喝了牛奶，吃了鸡蛋后，肚子有饱涨的感觉，但过一会消化就好了。这是因为蛋白质是大分子物质，难以消化，水解后生成氨基酸被人体吸收。蛋白质的元素组成：C,H,O,N（有些还含有S,Fe等）。蛋白质的分子量在600〜1000000道尔顿之间,是大分子物质，必须由小分子组成，蛋白质的基本单位是氨基酸请同学们阅读下思考与讨论，并思考以下问题，这些氨基酸的结构有什么共同特点？通过观察我们可以发现氨基酸都有一个中心碳原子，而这个碳原子可以形成四个化学键连接四个基团，分别是羧基，氨基，氢基，R基，注意这四个基团的书写方式，其中羧基，氨基,氢基，这三个基团是固定的，唯独有R基是变化的，所以R基也叫作任意基团，也是区分氨基酸的一个标志，所谓R基不同，氨基酸也不同。当然碳原子连接的这四个基团的位置也是可以改变的现在大家对氨基酸结构有了个初步认识，接下来请判断以下两句话那句正确氨基酸只有一个氨基和羧基氨基酸至少有一个氨基和羧基现在请大家总结下氨基酸的结构特点。1.每一个氨基酸都至少有一个氨基和羧基连在同一个碳原子上2•氨基酸不同，R基也不同练习：1、根据氨基酸的结构通式，写出R基为：-CH2—SH的氨基酸结构式：并统计组成原子的个数：CHONS2、比较以下两种氨基酸中氨基的个数，指出氨基酸分子另一个氨基（--NH2）存在的位置。H2H2N—(CH2)4—CH—COOHNH2H2N—ch—COOHICH2C组成蛋白质的氨基酸大约有20余种，这些氨基酸有些人体自身可以合成，有些必须从体外环境中获取，因此我们依据人体自身是否能合成相应的氨基酸，分为必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸包括异亮氨基酸，甲硫氨基酸，缬氨酸，亮氨酸，苯丙氨酸，苏氨酸，赖氨酸色氨酸，婴儿九种（组氨酸）记忆口诀：笨蛋君来宿舍晾凉鞋氨基酸形成蛋白质的过程这部分内容课本首先用一幅图片简化氨基酸形成多肽的过程，也就是氨基酸之间要形成化学键彼此连接才能形成多肽，紧接着展示氨基酸脱水缩合的反应式，在教学过程中应强调化学键是可以断裂和形成的，氨基酸通过脱水缩合形成肽键相连，注意肽键的书写方式。然后引导学生，形成一条肽链，形成的肽键数，失去的水分子数，所含的氨基数，羧基数，以及蛋白质分子量的计算规律，再推出多条肽链时的计算规律，层层递进，最后又站在整个氨基酸形成蛋白质的过程中，告诉学生氨基酸可以形成蛋白质，蛋白质也可以水解成氨基酸，比如我们每天摄取的蛋白质在我们的消化道中水解成氨基酸被人体吸收，我们又会把这些氨基酸合成人体自身特有的蛋白质。教学准备氨基酸脱水缩合形成蛋白质的动画，脱水缩合过程中计算规律的推导表格，以及反馈练习情境创设氨基酸是通过什么反应形成蛋白质的？与脱水缩合有关的基团是哪些？能不能照着书上的反应式，写出三肽的脱水缩合反应式？与脱水缩合反应有关的计算规律有哪些？师生互动问：我们知道组成蛋白质的氨基酸大约有20余种，而蛋白质的种类达到1010~1012种，20种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？请大家阅读P21页图2-4示意图得出答案。答：氨基酸先形成多肽，多肽链再盘曲折叠形成蛋白质。问：大家可以看到氨基酸好比是珍珠，多肽好比是一串项链也叫多肽链，氨基酸必须相互连接才能形成肽链，而这个过程是要发生一个化学反应来完成的，那么从氨基酸到多肽所发生的化学反应是什么反应呢？答：脱水缩合反应问：脱水缩合反应中我们可以看到参与反应的基团是氨基和羧基，其中氨基断裂化学键脱去-H,羧基断裂化学键脱去-OH,剩下的部分形成一个新的化学键相连，我们把连接相邻氨基酸的这个键叫做肽键。同时脱去的-H和-OH连接形成一份子水，而两个氨基酸形成的肽叫做二肽。如果是三个氨基酸形成的肽叫三肽，由此类推N个氨基酸形成的多肽叫做N肽。我们把三肽以上的肽都叫做多肽。好，大家和我一起看下脱水缩合的动画再来回顾下，然后请大家完成以下填空氨基酸形成蛋白质的反应叫做反应，在这个反应中基脱去，基脱去，连接两个氨基酸的化学键叫键，分子式为，由两个氨基酸缩合而成的化合物叫做肽。问：大家刚刚对两个氨基酸的脱水缩合反应已经有所了解，那么请写出三个氨基酸脱水缩合形成三肽的反应式。注意，在这部分写三肽的反应式练习中，有很多同学在反应物和产物之间用=连接，甚至到了高三还会出现这样的错误，所以要重点强调在生物反应式中一律用箭头，另外，脱水缩合反应式中学生还会遗漏水分子。问：刚才在二肽和三肽的书写过程中我们会发现，形成二肽需要失去一个水分子，形成一个肽键，形成三肽需要失去两个水分子，形成两个肽键，那么四肽，N肽呢答：四肽需要失去三个水分子，形成三个肽键，N肽需要失去N-1个水分子，形成N-1个肽键问：由此我们可以得出肽键数=失去的水分子数=氨基酸数-1，刚刚咱们围绕的是一条肽链得出的结论，如果相同数目的氨基酸形成多条肽链，结论还是一样的吗？我们以10个氨基酸为例，请完成以下表格10个氨基酸脱水缩合失去的水分子数形成的肽键数形成1条肽链形成2条肽链形成3条肽链形成4条肽链形成5条肽链由此我们可以得出肽键数=失去的水分子数=氨基酸数-肽链数问：再回到我们刚刚讲的二肽和三肽，大家可以发现无论这条肽链有多长，其头尾都分别有一个氨基和羧基，那么是不是这条肽链只有一个氨基和羧基呢？答：不是，因为R基上还有氨基和羧基问：由此我们可以得出这么一个结论，一条肽链至少（注意是至少）有一个氨基和羧基。那么如果是两条，三条乃至N条肽链呢？请同学们完成以下表格氨基数羧基数一条肽链至少有两条肽链至少有三条肽链至少有N条肽链至少有问：如果我把表格当中的至少去掉，答案还一样吗？由此我们可以得出一个结论一条肽链氨基数（羧基数）=1+R基上的氨基数（羧基数）N条肽链氨基数（羧基数）=N+R基上的氨基数（羧基数）也就是说氨基数（羧基数）=肽链数+R基上的氨基数（羧基数）请同学们记下这个结论问：前面咱们学习了脱水缩合反应知道形成一个二肽要失去一分子水，由此我们知道二肽的相对分子量应该小于反应前两个氨基酸的质量之和，假设氨基酸的平均分子量为a，那么二肽的相对分子量是多少，能否求出？答：二肽的相对分子量=氨基酸的质量之和-失去的水分子质量之和=2*a—18问：大家完成的非常好，那么如果是N个氨基酸形成一条多肽链，假设氨基酸的平均分子量为a,那么这条多肽的相对分子量是多少，能否求出？答:多肽的相对分子量=N*a—（N-I）*18前面完成了脱水缩合反应的学习，后面需要练习加以强化反馈练习根据上述问题总结氨基酸脱水缩合过程的规律（仅指直链多肽）氨基酸平均相对分子量氨基酸数目肽键数目脱去水分子数多肽相对分子质量氨基数目羧基数目一条肽链amn条肽链am

1.—8月底，在市场上出售的某些品牌的婴幼儿奶粉及液态奶中被检测出三聚氰胺，这是一些不法商家为了提高奶粉及液态奶中的含氮量而添加的，一般说来，每100克蛋白质平均含氮为16克，这些氮主要存在于蛋白质的（）A.—CO—NH— B.游离的氨基 C.游离的羧基 D.R基2•两个氨基酸分子缩合形成二肽，脱去一分子水。这个水分子中氢来自A.羧基（一COOH）B.氨基（一NH2）C.连在碳原子上的氢D.氨基和羧基3•某一条肽链中共有151个肽键，则此多肽链含有一COOH和一NH2的数目至少是A. 152和152B. 151和151C. 1和1D. 2和2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吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽，下面是它的结构简式。ch3CH-—0HCH-—0HCH—CHch2NH2—C—OO—NH—C—CO—NH—C—00—NH—C—00—NH—C—COOH请根据此化合物的结构分析回答：个羧基。（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 分子水而形成的，这样的反应叫做 ，该化合物叫 肽。（3）该化合物有不同。种氨基酸构成，造成氨基酸种类不同的原因是总结：我们已经学习了氨基酸可以脱水缩合形成多肽，多肽形成蛋白质需要盘区折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，因此蛋白质是个结构及其复杂的生物大分子，不同种类的蛋白质空间结构也不同，比如我们可以看下血红蛋白，肌动蛋白的空间结构。但是蛋白质的空间结构并不是一成不变的，如果外界环境发生改变比如（高温，强酸，