第二章 第2节《生命活动的主要承担者──蛋白质》教学设计
授课教师：柯长茂
授课班级：K一7
时间：2015年9月18日
一、课程目标
1、科学价值：
（1）氨基酸的结构本质
（2）氨基酸形成蛋白质的过程实质
（3）蛋白质的结构本质与功能联系
2、人文价值：
（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）认识生命的物质性和唯物观
（4）认识蛋白质与生命，蛋白质与健康的关系
二、核心概念
氨基酸，蛋白质，肽键，多肽
三、问题思辩
1、氨基酸
氨基酸是蛋白质的基本单位，不同的氨基酸主要在于R基不同。氨基酸通过脱水缩合形成多肽，然后再通过空间上的盘曲折叠形成蛋白质。因为不同的氨基酸种类、数目和排列顺序造成蛋白质结构的多样性，从而使蛋白质的功能也具有多样性。
2、蛋白质
蛋白质构成细胞中许多重要的结构，同时，催化化学反应的酶、调节生命活动的激素、运输功能的血红蛋白和载体、免疫功能的抗体基本上或者全部都由蛋白质构成。因而蛋白质是生命活动的主要承担者。
四、知识建构
1、知识与思想建构
（1）通过对比分析，建立对氨基酸通式的基本认识。学会归纳总结，并建立科学的物质结构模型
（2）过程演示展示氨基酸合成蛋白质的过程，进一步确立生命的物质观
（3）联系生活引入蛋白质的作用，内化蛋白质作为生命活动的主要承担者的科学证据
2.问题解决方案
问题陈述
活动预期
活动设计
细胞中化合物的含量？
学生理解细胞的物质性和生物的唯物性
问题呈现，教师引导，学生思考总结，反思完善。最后再用问题检验。
几种不同氨基酸的共同通式，不同氨基酸的的差异在哪？
学生通过对比分析，总结归纳出不同氨基酸之间的相同组成。并总结出差异。
氨基酸如何合成蛋白质？
构建出蛋白质的四级结构，并构建出脱水缩合的过程
为何蛋白质是生命活动的主要承担者？
认同蛋白质在生命活动中的作用
五、教学过程
教学内容
教 师 活 动
学 生 活 动
一、导入?
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二、氨基酸及其种类
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三、蛋白质的结构?
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四、蛋白质的多样性?
五、蛋白质的功能?
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六、小结?
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七、布置作业?
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细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是什么？
提问：同学们知道哪些食品中富含蛋白质？（豆类、奶类、肉类、蛋类）
那么食物中的蛋白质摄入后是直接变成人体的蛋白质还是要经过些变化呢？我们吃了一块牛肉身上会不会长出牛肉出来呢？
蛋白质是由许多氨基酸组成的，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。食物中的蛋白质要经过消化成为各种氨基酸后才能被人体吸收利用。那氨基酸是何物呢？
请同学们看多媒体中的四种氨基酸分子的结构式，仔细观察它们的分子结构有什么特点？
如果把人的左手和右手比作氨基酸的氨基和羧基，人的双腿比作H原子，人的躯干比作中心C原子，那么我们的头可以比作什么呢？
20个氨基酸的不同之处就在于这个“R”基团的不同。现在请同学们推测一下氨基酸的结构通式，并写在草稿本本上。然后板书结构通式，并和学生一起归纳结构通式的特点。
教师在学生刚才的基础上进一步请学生思考两方面的问题，引导学生拓展思维，深入思考问题。
问题一： 播放幻灯片，讨论以下哪些是组成蛋白质的氨基酸?这时再次讲解氨基酸的结构通式，强调“一个中心，两个基本点”。并注意规范书写
问题二：在生活中我们经常可以听到一些广告词：“……添加了人体必需的×××氨基酸”请同学们思考如何理解“必需氨基酸”和“非必需氨基酸”区别。并播放幻灯片。
然后请学习小组的成员展示他们搜集的一些食品的成分说明书、必需氨基酸功能表，并给同学们简单讲解。然后播放“生活中部分食物的蛋白质营养价值比较”幻灯片，以此指导学生饮食要均衡，不能偏食，不去追求奢侈品。
蛋白质作为一种高分子化合物，是由很多个氨基酸构成的，那么氨基酸之间是如何连接在一起构成蛋白质分子的呢？
请同桌的两位同学站起来，问：“假设你们就是两个氨基酸分子，要形成一种物质应该怎样连接起来呢？”
问：两只手分别代表什么？
问：这两个基团怎样连接起来的？然后PPT显示脱水缩合的过程
问：握住的手的位置相当于什么？并请同学们写出肽键的结构式。在学生写完后，讲解肽键，要强调书写的规范性
讲解什么是二肽，然后提问：什么是多肽、肽链？然后配合幻灯片跟学生讲解三肽、多肽、肽链。肽链程线性，可以折叠、盘曲，在空间结构形成过程中，常用到这一些特殊原子如Fe、Mn、Zn、Cu、Mo等，而S参与肽链和肽链之间的结合
最后共同归纳出氨基酸到蛋白质有哪些大致的结构层次以及蛋白质的组成元素。
氨基酸只有20种，但是蛋白质却是多达1010—1012种，为什么会有这么多的种类的蛋白质呢？投放幻灯片，并总结出蛋白质结构多样性的原因： ①氨基酸数目不同 ②氨基酸排列顺序不同 ③多肽链盘曲、折叠方式不同 ④形成的空间结构不同
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。并和学生谈论人类研究蛋白质的功能意义，中国科学家在蛋白质方面开展了哪些研究？
▲??? 问题拓展
问题一：请一排八个学生起立，先两个同学握手，问：两个氨基酸结合脱去多少分子水？形成的肽键有多少个？
如果是三个、四个、------八个呢？肽键数和失去的水分子数有什么关系？
马上播放幻灯片，要求学生总结出n个氨基酸连成一条肽链要脱去多少分子水和形成多少个肽键？
问：刚才几个同学连成的这个队伍叫什么？
强调这是多个氨基酸形成一条肽链的情况，如果是几条肽链又会是怎样的情况呢？
再请出十个学生，分别让他们自由地排列成两排、三排（每排至少两人）。用m代表肽链的数目，让学生仔细观察并总结出计算水分子数与肽键数的公式。
通过幻灯片和学生一起总结这节课内容，并做适当的练习。
创新设计习题
思考并回答
豆浆、花生种子、牛奶等食品中富含蛋白质。
要经过一些变化，不会长出牛肉
学生总结：至少都含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。
可以比作R基团
学生根据刚才掌握的基础知识，应该有正确的答案
学生结合课本内容应该明确，20种氨基酸都是组成人体蛋白质不可缺少的，只不过其中若干种氨基酸人体自身不能合成，必须从外界直接获取，被称为“必需氨基酸”，其余的称为“非必需氨基酸”。
学生思考后手拉手
一个是氨基，另一个是羧基
通过脱水缩合反应结合的
?肽键。-CO-NH-
倾听，参与交流，形成对蛋白质结构多样性的认识。
倾听，参与交流
。
一个水分子。?
一个肽键
学生可形象地进行观察，并容易得出结论：2个、3个------7个。相等
n-1
是一条多肽链
n-m
六、教学反思
1、导入的思考性不够，未能引起学生足够的兴趣。但是结果还是可以接受，能够成功地引导学生形成对生命的物质构成及对生命的唯物主义认识
2、缺少有机化学的基础的前提下，学生对氨基酸的结构认识存在一定的困难。需要用一定的空间想像来帮助学生构建模型。这里的问题设置显得尤为重要。
3、氨基酸形成蛋白质的过程并非只是脱水缩合，还有肽链自身的空间结构，比如折叠和螺旋以及更加复杂的结构。同时肽链之间亦存在一定的结构学生较难形成足够的认识。
课件43张PPT。 生命活动的主要承担者
－蛋白质 蛋白质占细胞干重的50%以上，对此你有什么看法？细胞中的主要化合物及其相对含量鲜重干重问题探讨1．你能够说出多少种富含蛋白质的食品？
（3）肉蛋类食品：（1）大豆制品：豆腐、豆浆、腐竹等；（2）奶类制品：奶粉、酸奶、牛奶等；牛、羊肉、鸡蛋等。食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢? 要分解成氨基酸，才被人体吸收。组成蛋白质的基本单位:——氨基酸组成蛋白质的氨基酸有20种。结合“思考与讨论”中给出的4种氨基酸的结构式 回答：问题1:氨基酸有哪些化学元素组成 ？CHCHH2NOHO甘氨酸CHCH2NOHO缬氨酸CHCH2NOHOCH3丙氨酸CHCH2NOHOCH2CH3CH3亮氨酸CHCH亮氨酸坑爹啊！三鹿奶粉不但坑爹，还坑小孩！ 你知道“大头娃娃”事件吗？这些可怜的婴儿是因为喝了含有三聚氰胺的奶粉。黑心的奶粉制造商为什么要给奶粉里加三聚氰胺呢？原来合格的奶粉对蛋白质的含量是有规定的，但是检测奶粉中蛋白质含量的方法太过复杂，一般检测的是奶粉的含N量。黑心的奶粉制造商为了降低成本，便加入含N丰富的三聚氰胺冒充蛋白质，这样的奶粉不能满足婴儿对蛋白质的需求，便出现了“大头娃娃”。 为什么三聚氰胺能冒充蛋白质提高奶粉的含N量呢？蛋白质是大分子物质，基本单位是氨基酸CHCHH2NOHO甘氨酸CHCH2NOHO缬氨酸CHCH2NOHOCH3丙氨酸CHCH2NOHOCH2CH3CH3亮氨酸CHCH问题2：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？能否写出氨基酸的通式？CHCHH2NOHOCHCH2NOHOCHCH2NOHOCH3丙氨酸CHCH2NOHOCHCH3CH3亮氨酸CHCH2
3、氨基、羧基、R基分别怎么写？4.不同氨基酸分子的区别在哪里？3、氨基、羧基、R基分别怎么写？丙氨酸甘氨酸亮氨酸丙氨酸甘氨酸缬氨酸每种氨基酸分子 都含有 （ ）和 ,( ）。
且都有一个氨基和一个羧基连接在 上。
氨基酸分子不同，就不同在 。
至少一个氨基—NH2一个羧基—COOH氨基酸的结构通式：同一个碳原子R基或简写成：
H2N－CH－COOH
氨基酸的判断依据-NH2、-COOH、是否连在同一个“C”上RRCHCH2NOHO羧基氨基侧链基团例1、谷氨酸的Ｒ基为Ｃ３Ｈ５Ｏ２，一分子谷氨酸含有的Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ原子数依次是（ ）
Ａ.５、９、４、１ Ｂ.４、８、５、１
Ｃ.５、８、４、１ Ｄ.４、９、４、１A 有8种氨基酸是人体细胞不能合成的，必须
从外界环境中直接获取，这些氨基酸叫做必需
氨基酸。另外12种氨基酸是人体细胞能够合成
的，叫做非必需氨基酸。苯丙氨酸 甲硫氨酸 赖氨酸 苏氨酸 色氨酸
亮氨酸 异亮氨酸 缬氨酸“笨蛋来宿舍晾一晾鞋”为什么有些食品要添加某些氨基酸？ 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，必须从外界获得。因此，食品要添加某些氨基酸②①③④（2）如果是氨基酸，则它们的R基分别是:______________（1）以上属于氨基酸的是_____________________①②④—CH3,—H,例2[思考与讨论] 观察 下图，说说从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？由氨基酸形成蛋白质的示意图氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→蛋白质CHR1NH2OHCOH2OH氨基酸的结合方式：脱水缩合三.蛋白质的形成过程CHR1NH2COH2O二肽肽键肽键OHH二肽H2OH2O肽键二肽H2O肽键三肽H2O缩 合H2O＋肽键二肽H2O＋三肽肽键H2O++（二肽）（三肽）多肽（四肽）盘曲折叠蛋白质肽键数=氨基酸个数－1肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：(1)(2)肽键数=氨基酸个数－2肽键数=氨基酸个数－肽链条数
= n－m肽键数=失去的水分子数氨基酸分子总量蛋白质分子量＝－脱去水的 分子量 某蛋白质由m条多肽链构成的，共含
n个氨基酸，若每个氨基酸分子量平
均是a，则该蛋白质的相对分子量是？＝ an - 18(n-m)三、蛋白质分子结构的多样性①氨基酸种类不同，肽链结构不同②氨基酸数目不同，肽链结构不同③氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同④肽链空间结构不同，蛋白质种类不同蛋白质结构多样性的原因：练习： 根据下面图解，回答问题：
????
?
?????????????????????????????????????????????????????????????
（1）该图中， ①表示 ??????? ，③表示 ?????? ， ⑦表示 ?????? 。
（2）该化合物由 ??? 个氨基酸分子失去 ??? 个水分子而形成，这种反应
叫 ??????? 反应。
（3）该化合物含有 ??? 个肽键，该图所示化合物的名称是： ???? 。
（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由 ????????? 决定的。
（5）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是 。氨基 肽键 羧基 四肽(多肽) 三 四 三 脱水缩合 R基 666 ①②③④⑥⑤⑦⑧⑨1、某蛋白质由5条肽链组成，至少含有多少游离个氨基，至少含有多少个游离羧基呢？
A.5、2 B.3、3 C.4、5 D.5、5
2、胰岛素由2条肽链组成，其中一条链含21个氨基酸，另一条链含30个氨基酸，则胰岛素分子结构中所含的肽键数和脱去的水分子依次为 A.48、49 B.49、49 C.50、50 D.51、493、已知20种氨基酸的平均相对分子量为128，现有一蛋白质分子由2条多肽链组成，共有肽键98个，此蛋白质的相对分子量为
A.12800； B.12544； C.12288； D.11036蛋白质分子结构的多样性，决定了蛋白质分子功能的多样性。蛋白质的功能1、结构蛋白：许多蛋白质是构成细胞和生物体
结构的重要物质。如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等
的成分主要是蛋白质。2、催化作用：细胞内的化学反应离不开酶的
催化。绝大多数酶都是蛋白质。（上图所示
为胃蛋白质酶结晶）3、运输作用：有些蛋白质具有运输载体的功能。
如血红蛋白、载体蛋白。血红蛋白4、调节生命活动：有些蛋白质起信息传递的作用，
能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。图中央浅色区域的部分细胞分泌胰岛素5、免疫作用：抗体6、识别作用：细胞膜的外表有一层糖蛋白，与
细胞的识别作用有密切关系。糖蛋白的识别作用
好比是细胞与细胞之间，或细胞与其他大分子之
间，互相联络用的文字或语言。蛋白质的功能还有许多，可以说，
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。一、蛋白质的功能：
1、结构蛋白：
2、催化作用：绝大多数酶
3、运输作用：血红蛋白、载体蛋白
4、调节生命活动：胰岛素、生长激素
5、免疫作用：抗体
6、识别作用：糖蛋白小结:1.蛋白质的基本组成单位:__________氨基酸2.组成蛋白质的氨基酸约有___种,氨基酸的
结构通式:_______________203.氨基酸的结构特点:至少有一个—NH2(氨基)和一个—COOH(羧基)连接在同一个碳原子上4.氨基酸之间结合的方式:脱水缩合5.肽键的结构通式:6.蛋白质的形成过程： 氨基酸脱水缩合多肽盘曲、折叠
蛋白质7.肽键数=失去的水分子数=氨基酸数-肽链数8.蛋白质结构多样性的原因:①氨基酸的种类不同
②氨基酸的数目不同
③氨基酸的排列顺序不同
④每种蛋白质的空间结构不同9.蛋白质的功能:练习1.下列物质中，有的是组成人体的氨基酸，有的不是，若将其中构成人体的氨基酸缩合成化合物，则其含有的氨基、羧基和肽键数目是
①NH2-CH2-COOH; ②NH2-CH2-CH2OH;
③NH2-CH-CH2-COOH
④ NH2-CH2-CH-COOH; ⑤NH2-CH-(CH2)4-COOHCOOHCOOHCOOHA.3、3、2； B.4、3、3； C.1、3、2； D.3、4、2
（C）2.某种蛋白质由两条多肽链构成，共有肽键500个，缩合成两条肽链的氨基酸分子数和生成的水分子数分别为 A.498、498； B.500、500； C.502、500； D.501、5003.下列关于蛋白质的叙述不正确的是
A.促使淀粉水解为麦芽糖的酶是蛋白质；
B.蛋白质是许多核苷酸分子相互连接而成的；
C.有的蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质；
D.有的蛋白质是调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质。（C）（B）4.在人体的消化道中，要将一个由4条肽链共288个氨基酸组成的蛋白质分子彻底消化，需要消耗的水分子个数是 A.284； B.287; C288; D.2895.血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构不相同的原因是
A.所含氨基酸种类不同；
B.所含氨基酸数量不同；
C.所含氨基酸的排列顺序不同；
D.所含氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同。（A）（D）
