第2节 生命活动的主要承担者──蛋白质(福建省宁德地区)

第2节 生命活动的主要承担者──蛋白质
福建省光泽一中 黄长才
教学设计
本节是第2章的重点内容。教学应从学生生活经验出发，使学生通过学习明确蛋白质的结构多种多样，在生命活动中承担着多种多样的功能，是非常重要的生物大分子。建议采用“提出问题—获取信息—解决问题”的教学模式。
1.通过“问题探讨”“思考与讨论”的表达交流活动，使学生获得有关蛋白质和氨基酸结构的知识。
“问题探讨”中学生的讨论会给教学提供丰富的素材，教师要利用学生对蛋白质和氨基酸的认识，开展教学活动。
通常学生能够说出一些富含蛋白质的食品，也知道蛋白质对人的生活非常重要，但对于蛋白质的结构以及氨基酸的结构是陌生的。因此教师要引导学生对比观察几种氨基酸的结构，利用已有的化学知识，识别氨基酸，在对比的基础上找出不同氨基酸分子共有的结构，写出氨基酸分子的结构通式，为理解氨基酸形成蛋白质奠定基础。
根据学生对氨基酸结构的认识情况，利用多媒体展示“氨基酸形成蛋白质的示意图”，指导学生明确氨基酸和蛋白质的关系，以及蛋白质结构多种多样的原因。
在学生观察、思考和讨论过程中，独立阅读氨基酸分子相互结合的方式、肽链形成具有空间结构的蛋白质的相关内容是不可缺少的学习环节，这将有助于学生学习能力的提高。
2.联系学生生活实际，在学生原有生活经验和知识基础上，引导学生理解蛋白质的功能。
如果学生在“问题探讨”中谈到了蛋白质的功能，教学也可以先介绍蛋白质的功能。教师可引导学生结合自身的生命活动，观察教材中蛋白质主要功能示例，进行这部分的学习。在了解了蛋白质多种多样的功能后，提出“蛋白质能够承担多种多样的功能，这与它的结构有什么关系？”“蛋白质的结构是怎样的？”等问题，进入蛋白质和氨基酸结构的学习。
如果按照“问题探讨”、“思考与讨论”这样的顺序，学生在了解了蛋白质结构及其多样性后，就应解决“蛋白质的功能有哪些”的问题。
教师应该让学生交流一下他们了解的蛋白质功能有哪些，再结合教材中的示例，这样学生理解起来就容易了。
3.利用“科学史话”“科学前沿”的内容拓展学生的视野，激发学生学习的兴趣。
虽然这些栏目的内容不作为教学要求，但是它们可以成为教学的素材。比如学习氨基酸形成蛋白质的内容时，可以介绍科学家人工合成蛋白质的过程，其中既有科学方法，又有科学发展的曲折历程，更有科学精神和爱国主义情感的渗透，对学生也是一种情感教育。再比如，教师组织学生总结了蛋白质的功能后，提出“科学家研究蛋白质结构和功能，对人类社会的发展有哪些促进作用呢？”“科学家对蛋白质结构和功能的研究进展怎样？有哪些新的成果？”等问题，再指导学生通过阅读或上网查询等方式，使学习内容更加丰富，学习空间更加广阔。
三维目标
1知识与技能
(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).理解和掌握蛋白质的结构和功能。
2.过程与方法
(1) 尝试进行自主学习与合作学习.
(2) 运用互联网,图书,杂志收集资料和分析整理能力.
3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。
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。
教具准备
氨基酸的结构及肽键形成的动画课件
教学过程(黑体字为板书内容)
1、 氨基酸及其种类
【复习引入】上一节课我们共同学习了课本上的第一节——细胞中的元素和化合物，现在我们先复习一下。
[问题1]细胞中的基本元素是那些元素？
（细胞中的基本元素是C H O N）
[问题2]细胞中含量最多的有机化合物是什么？它在对生命活动有什么意义？
（细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质，它是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用。）
上节课我们说蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用，那为什么说它是组成生物体的重要物质？为什么说它在生命活动中起重要作用？起什么重要作用呢？这就是我们本节课所要研究的内容。
【问题探讨】首先问学生们几个问题
[问题1]同学们生长发育所需要的蛋白质来源于那里？
（同学们生长发育所需要的蛋白质来源于同学们每天食用的食物。）
[问题2]同学常吃的食物中，那些食物富含蛋白质？
（我们平常吃的食物中，一般都含有蛋白质，特别是瘦肉、蛋、奶、鱼、大豆中蛋白质的含量尤其丰富。）
[问题3]这些食物中的蛋白质是不是直接在我们的身体里堆积成为我们人体的蛋白质？
（当然不是，否则如果一个人经常吃鱼，那他的肌肉就长的象鱼一样？）
其实啊，我们的人体是先将食物中的蛋白质进行消化，使其分解为氨基酸，从而被我们人体吸收，然后再通过人体内一些细胞器的作用，将这些氨基酸重新合成为我们人体的新的氨基酸。因此，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。正因为如此，所以说，如果我们要想研究蛋白质，那么我们首先就的了解氨基酸，那氨基酸到底是什么样子的呢？就请同学们看书上第二十页 “思考和讨论”上的四种氨基酸，回答下面的问题。
[问题1]这些氨基酸的结构具有什么共同特点？“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？
（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。“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中主要的部分——氨基和羧基。）
[问题2] 那这四种氨基酸又有什么不同呢？
（这四种氨基酸中连在中间那个C下面的基团都不一样）
如果说，我们把这个各不相同的基团用R来表示，就象在数学上用X表示未知数一样，那我们是不是可以得到氨基酸的结构通式是：
H
NH2 C COOH
R
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
(投影:几种氨基酸的结构式)
〖思考与讨论〗学生思考回答，老师提示。
〖师生互动并精讲〗
二、蛋白质的形成过程及其多样性
投影:肽键形成的动画课件
让学生观看肽键形成的动画课件,理解掌握:脱水缩合,肽键,二肽,三肽,多肽,肽链.
师生互动,教师精讲蛋白质的形成过程:
，自然界中有多少这种结构的氨基酸呢？大约有20种，因此自然界中所有的蛋白质都是由这20中氨基酸相互连接构成的，那同学们有没有想过这些氨基酸是怎么连接的呢？其实，这些氨基酸的连接是通过一种叫做脱水缩合的化学反应来完成的。这个脱水过程是怎么进行的呢？就请同学们把书打开到第二十二页的图，当两个氨基酸分子靠到一起时，一个氨基酸分子的羧基（-COOH）就会和另一个氨基酸分子的氨基（-NH2）相连接，同时脱去一分子水的结合方式就叫脱水缩合。其中这个化合物中连接这两个氨基酸分子的化学键（-NH2-CO-）叫做肽键，而由这两个氨基酸缩合成的化合物就叫做二肽。因此，大家要记住，由两个氨基酸缩合的产物，有一个肽键，称为二肽。而这个二肽，它是不是还有一个羧基（-COOH）和一个氨基（-NH2）？它是不是还可以和其它的氨基酸继续缩合？这样，如果二肽继续和一个氨基酸缩合，它就会缩合成三肽，又形成一个肽键，从而有两个肽键，但是一般三个以上的肽则被称为多肽。如果再缩合一个氨基酸则依次类推，若有n个氨基酸缩合成一条肽链，则脱掉(n-1)个水分子，形成（n-1）个肽键，产生一个多肽。如果n个氨基酸形成m条肽链，则形成（n-m）个肽键，脱掉（n-m）个水分子。
[问题1]如果用20个字母代表20种氨基酸，写出10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？
（10个氨基酸可以形成2010个互不相同的长链。）
[问题2]观察课本上的图2-4，说说从氨基酸到蛋白质大致有那些结构层次？
（氨基酸→二肽→三肽→……→多肽，一条多肽链盘曲折叠成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋白质。）
但是蛋白质分子一般都是由成百上千个氨基酸组成，那他们的排列方法有多少种？是20100到近2010000。再加上蛋白质和多肽并非只是一条直线，这样不同的氨基酸种类，不同的氨基酸数目，不同的氨基酸的排列顺序，以及多肽链的盘旋、折叠方式和形成的空间结构千差万别造成了蛋白质分子结构的多样性！
<总结> ①氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。
②氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。
③氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同。
④肽链的数目和空间结构不同，构成蛋白质不同。
学生自主学习,合作探究蛋白质的功能,然后师生互动归纳总结:
三、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。）
〖小结〗元素(C.H.O.N等)组成氨基酸(约20种),缩合成多肽,一条或几条盘曲折叠成蛋白质(承担各种功能)
〖作业〗课后练习
教学反思
由于学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识，细胞的分子组成又是微观的内容，比较抽象，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，增加学生对微观内容的感性认识，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。
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