蛋白質(zhì)的結(jié)構與功能

1、蛋白質(zhì)的結(jié)構與功能教學設計方案 課 題蛋白質(zhì)的結(jié)構與功能章節(jié)高中生物必修1第二章第二節(jié)教 學 目 的知識目標（1）概述氨基酸的基本結(jié)構。（2）闡述氨基酸是如何構成蛋白質(zhì)的。（氨基酸的縮合反應）（3）通過操作和觀察多肽合成的模擬實驗，解釋蛋白質(zhì)分子結(jié)構多樣性的原因以及結(jié)構多樣性與功能復雜性的關系。（4）通過分析蛋白質(zhì)的結(jié)構多樣性和功能的多樣性，形成生物體結(jié)構和功能相統(tǒng)一的觀點。能力目標（1）通過比較氨基酸的分子結(jié)構模型和結(jié)構簡式，總結(jié)出氨基酸的共同點，初步學會比較分析和推理能力。（2）能使用常見材料，制作蛋白質(zhì)的結(jié)構模型，體會其結(jié)構的多樣性，以提高學生的動手操作能力。德育目標通過研究蛋白質(zhì)營養(yǎng)與

2、健康的關系，確立積極的生活態(tài)度和健康的生活方式。教學重點（1）氨基酸的結(jié)構通式和氨基酸所和形成多肽的過程（2）蛋白質(zhì)分子結(jié)構多樣性的原因。教學難點（1）探究活動中，通過比較得出不同氨基酸分子結(jié)構的共同點，總結(jié)得出通式。（2）通過或?qū)W生自己動手構建蛋白質(zhì)分子模型并比較得出不同模型之間差異產(chǎn)生的原因，從而得出蛋白質(zhì)分子多樣性的原因。教學方法講述法，談話法，多媒體教學，探究學習法，啟發(fā)式教學，習題鞏固。教學環(huán)節(jié) 教師活動學生活動導入講授新課探究活動首先請同學們幫我作個選擇：我要帶一份可見加餐來上班，如果從營養(yǎng)價值的角度來考慮，在一個饅頭、兩個雞蛋，一個蘋果，該選擇哪一份呢？提問：為什么選擇雞蛋呢？對

3、了。我們的機體，每天都需要足量的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是占細胞鮮重最多的有機物，如果細胞失去水分，它可以占細胞干重的50%以上。單純從比例上推測，蛋白質(zhì)對細胞和生物體一定很重要，那蛋白質(zhì)有什么重要功能呢？它的結(jié)構又是怎樣呢？今天我們學習第一節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構與功能一、蛋白質(zhì)結(jié)構（展示表格：玉米葉片中氨基酸的種類與含量）這是玉米葉片蛋白質(zhì)中氨基酸的種類與含量，分析表中信息回答“玉米體內(nèi)不同蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物有什么共同點？有何區(qū)別？”生物體是由種類與數(shù)量不同的細胞構成的，細胞是構成生物體的基本單位。蛋白質(zhì)的基本組成單位是什么？什么是氨基酸？它具有怎樣的分子結(jié)構呢？探究活動：氨基酸的共同點（展示四種氨基酸的結(jié)構簡

4、式）請大家觀察著四個氨基酸分子結(jié)構，思考下列問題。問題設計：1、氨基酸中有哪些共同元素？2、四種氨基酸在結(jié)構上有哪些共同之處？3、四種氨基酸在結(jié)構上有什么區(qū)別？氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，蛋白質(zhì)的基本組成單位是什么呢？兩個雞蛋。因為它們蛋白質(zhì)含量多，營養(yǎng)價值高。蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物都是氨基酸，氨基酸的種類與數(shù)量不同。也就是說：氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位。氨基酸。1、氨基酸中共有的元素有C、H、O、N也是C、H、O、N。板書一元素組成基本元素C、H、O、N講述：其實，在某些蛋白質(zhì)中還含有少量P、S。甚至有些蛋白質(zhì)中，還含有Fe、Cu、Mn、Zn等金屬元素。如血紅蛋白含鐵。這些基本元素是怎樣構成氨

5、基酸的呢？演示文稿退回上一頁。請大家再次觀察這四種氨基酸，他們有哪些共同點？（用紅方框、藍方框標記出結(jié)構相同的部分。）關于羧基，我們可以從二氧化碳來說起。CO2的結(jié)構簡式可以寫成O=C=O，如果其中一個碳氧鍵斷裂，氧原子連上一個H，這樣就會形成羧基（結(jié)構式），也可以簡化成-COOH，它可以電離出氫離子，顯示出酸性。請大家找一下，在這四種氨基酸中，還有沒有其他相似的化學結(jié)構呢？講評：這個結(jié)構叫羧基，在表示時，短線表示連接的共價鍵，不能少。H2N-這個結(jié)構叫作氨基，同樣，短線表示共價鍵，而且要連接在N元素上。請大家繼續(xù)觀察，這4種氨基酸的羧基和氨基連接位置有何規(guī)律？這個C原子我們可稱為中心碳原子。

6、再觀察，這四種氨基酸結(jié)構有什么區(qū)別？（用虛線框出不同結(jié)構）我們把各氨基酸的不同部分（如第一個氨基酸的甲基）稱作為R基（-R）。同學們再進一步觀察，是不是每個氨基酸都只有一個氨基和一個羧基呢？大家發(fā)現(xiàn)，除了R基團略有差別，這四種氨基酸的結(jié)構基本一致，可以用一個共同的結(jié)構式來表示出來，我們稱之為氨基酸的結(jié)構通式。所以氨基酸的結(jié)構特點可以表述為：一個氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基，且它們都連在同一個碳原子上。大家能不能結(jié)合我們的上述分析，嘗試歸納出氨基酸的結(jié)構通式呢？都含有-COOH 和-NH2?；蛘邔W生上黑板寫出答案。每個氨基酸分子都有一個氨基和一個羧基，連在同一個碳原子上。中心碳原子上連接的第

7、四個結(jié)構（下面的結(jié)構）不一樣。不一定。自己嘗試歸納。一個學生上黑板寫出。講授新課講評學生答案。板書二基本組成單位氨基酸1、結(jié)構通式講述:打個比方，氨基酸的結(jié)構像我們的身體，如果軀干表示中心碳原子，那么身體其他部位對應氨基酸結(jié)構通式中哪些部分？人們相互辨認對方主要是看身體哪部分？氨基酸的結(jié)構主要區(qū)別在哪里？換句話說，氨基酸的種類取決于哪個結(jié)構？板書2、種類 約20種R基團決定氨基酸種類自然界中，氨基酸大約有200多種，但參與合成生物體蛋白質(zhì)的約有20種。這些氨基酸具有共同結(jié)構，應該具有共同的化學性質(zhì)。已知：-COOH可電離出H+，顯酸性；-NH2可結(jié)合H+，顯堿性。那氨基酸應具備什么樣的化學性質(zhì)

8、呢？板書3、化學性質(zhì) 兩性化合物 既有酸性，又有堿性。請大家看一下練習題，觀察下列四個分子的結(jié)構簡式，找出可組成蛋白質(zhì)的氨基酸，并說出你的判斷理由。簡單點評。強調(diào)：判斷一個分子是否氨基酸的標準就是看它的結(jié)構是否符合氨基酸分子的結(jié)構特點。氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位，它是如何形成蛋白質(zhì)的呢？如果第一排同學代表不同的氨基酸，要連接成鏈，應該怎樣做？羧基是我們的右手，氨基是我們的左手，H就是我們的雙腿，R基團各不相同，就是我們的頭了。氨基酸分子中R基團不同，決定了氨基酸種類的不同。齊答：頭。R基。R基。以與酸反應，也可以與堿反應。既有酸性，又有堿性。指出題目中的氨基酸，并陳述理由。左手拉另一個人的右手氨

9、基酸的連接，也是一樣“左手”拉“右手”的。這是兩個氨基酸分子，請大家看問題提示，觀察這兩個分子的變化。（氨基酸的縮合過程）問題設計：1、兩個氨基酸是怎樣連接在一起的？ 2、連接過程中羧基和氨基分別發(fā)生了什么變化？很好，像這樣一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分子水。這種結(jié)合方式就叫做氨基酸的縮合。板書4、氨基酸的縮合這兩個氨基酸通過縮合反應形成了一種化學鍵，這種化學鍵連接著兩個不完整的氨基酸。我們把這種特殊的化學鍵叫做“肽鍵”。 大家注意，我們在表示肽鍵時，不只畫出短線，還要寫出兩邊的結(jié)構。“-CO-NH-”肽鍵連接的兩個完整的氨基酸就叫做氨基酸的殘基。像這樣由兩個

10、氨基酸縮合形成的化合物我們稱之為二肽。如果三個氨基酸發(fā)生縮合，形成的就是三肽，以此類推，四個氨基酸縮合形成的就是四肽，一般由三個或三個以上氨基酸縮合形成的分子我們統(tǒng)稱為多肽。多肽鏈的形成，僅僅是蛋白質(zhì)合成的第一步，它是蛋白質(zhì)的化學結(jié)構。板書三化學結(jié)構多肽多肽是蛋白質(zhì)的化學結(jié)構，只有具備一定的空間結(jié)構，才能稱作蛋白質(zhì)。板書四、空間結(jié)構蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構是怎樣形成的呢？氨基酸縮合形成多肽，即蛋白質(zhì)的一級結(jié)構。多肽通過盤曲折疊形成了蛋白質(zhì)的二級結(jié)構（展示二級結(jié)構。）展示電線：直電線：這就代表多肽鏈螺旋形電線：這就是盤曲折疊的二級結(jié)構。講述：如果二級結(jié)構再進一步盤曲折疊（擰電線），就形成了更為復雜

11、的蛋白質(zhì)三級結(jié)構。（展示三級結(jié)構）。多個不同的三級結(jié)構組合起來，（展示四級結(jié)構）就形成了具有四級結(jié)構的蛋白質(zhì)。此時，每一個三級結(jié)構，成為該蛋白質(zhì)的亞基。這樣的蛋白質(zhì)是由成百上千甚至上萬個氨基酸分子構成的。例如，（指圖）這個就是血紅蛋白分子的空間結(jié)構模式圖。它的分子式和分子量分別為C3032H4816O812N780S8Fe4，64500道爾頓。與水、氧氣、二氧化碳等無機分子相比，有什么特點呢？1、兩個氨基酸其中一個的羧基脫去一個羥基，另一個的氨基脫去一個氫，然后第一個氨基酸羧基剩余部分另一個氨基酸的氨基剩余部分連接在一起，形成一個新的化學鍵，把兩個氨基酸連在一起。完成練習題。分子量大。習題練習

12、所以我們稱蛋白質(zhì)是有機高分子化合物。請大家做這個練習。練習題目：10個氨基酸形成一條肽鏈，脫掉_分子水，形成_個肽鍵。若形成2條肽鏈，脫掉_分子水形成_肽鍵。一個由n條肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子共有m個氨基酸，該蛋白質(zhì)完全水解共需_個水分子。點評答案。大家能否根據(jù)這幾個題的答案，總結(jié)出肽鍵數(shù)、脫下水分子數(shù)、氨基酸數(shù)和肽鏈條數(shù)的關系呢？蛋白質(zhì)是由一條或多條肽鏈組成，它的空間結(jié)構有什么特點呢？探究活動1、準備幾種顏色的穿孔塑料珠（每種68粒），幾根細銅絲。2、分組，隨意穿幾條串珠。3、各組將用細鐵絲穿成的串珠，按照自己的設想挽成不同造型。4、將各組的作品進行比較。 5、思考、討論各組作品不同的原因。請大

13、家前后四人一組，按要求完成探究活動。大家看我手中這幾個珠串，造型各異。請結(jié)合你們的制作過程，解釋一下為什么會各不相同？引導學生思考：我們手中的彩珠如果換成是二十種氨基酸，數(shù)量成百上千，那么形成的蛋白質(zhì)在結(jié)構上會有什么特點？板書五結(jié)構特點多樣性請結(jié)合剛才我們的探究活動，分析一下蛋白質(zhì)結(jié)構多樣性的原因。根據(jù)前面學習過的生物學基本觀點之一：生物體的結(jié)構與功能總是相適應的。請推測蛋白質(zhì)的功能特點。完成練習討論回答：肽鍵數(shù)=脫下水分子數(shù)=氨基酸數(shù)肽鏈條數(shù)動手操作，比較異同。發(fā)現(xiàn)同樣的材料，做出的結(jié)構大不相同。原因是自己選用的彩珠的顏色、數(shù)量不同，排序不同，扭曲的形態(tài)也不一樣。如果與不同的組組合起來，結(jié)構

14、變化更是多樣。如果換成是氨基酸，而且數(shù)量不做限制的話，我們得到的蛋白質(zhì)的種類將是多種多樣的。氨基酸的種類不同，氨基酸的數(shù)目成百上千，氨基酸的排列順序變化多端，肽鏈的空間結(jié)構也千差萬別。蛋白質(zhì)的生理功能也具有多樣性?？偨Y(jié)板書三、蛋白質(zhì)的生理功能 具有多樣性請大家快速閱讀課本34頁內(nèi)容，了解蛋白質(zhì)的功能。然后我們做一個小測驗。連線練習設置催化功能 角蛋白調(diào)節(jié)功能 酶結(jié)構功能 血紅蛋白運輸功能 肌動蛋白和肌球蛋白運動功能 胰島素免疫功能 激素與相關受體信息傳遞功能 抗體點評。通過練習我們可以看到，幾乎所有生理功能的完成都離不開蛋白質(zhì)。所以我們說蛋白質(zhì)是一切生命活動的體現(xiàn)者。問題設計：如果我們把蛋白質(zhì)

15、的結(jié)構破壞掉，它還能發(fā)揮作用嗎？為什么？請大家結(jié)合剛學過的知識，解釋一個問題1、為什么醫(yī)院使用的蛋白質(zhì)類藥劑都要制成針劑？不能口服？所以，當?shù)鞍踪|(zhì)具有一定空間結(jié)構時，才能表現(xiàn)特有的生物學活性，執(zhí)行特定的生理功能。新知識的學習就到這里，小結(jié)以下我們學習的內(nèi)容。蛋白質(zhì)的基本組成單位是_。構成蛋白質(zhì)的基本元素是：C、H、O、N。但是當氨基酸形成的蛋白質(zhì)，其元素組成中還含有：P、S。氨基酸的結(jié)構通式是_,共有_種、化學性質(zhì)是_氨基酸通過縮合形成多肽，其反應方程式：（學生上黑板）多肽經(jīng)過折疊形成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)在結(jié)構和功能方面具有什么特性？_結(jié)構的多樣性決定了功能多樣性。這在分子水平上進一步證明了生物體結(jié)

16、構與功能總是相適應的。閱讀課本，了解功能。完成連線題不能。因為結(jié)構與功能相適應。沒有一定的空間結(jié)構，蛋白質(zhì)也就失去其生理作用了。因為蛋白質(zhì)藥物如果口服，在消化道內(nèi)，其結(jié)構就會被破壞，失去功能。小組評論：1、教學亮點及教學設計成功之處：（1）、本節(jié)課以指導學生進行探究性學習與合作學習相結(jié)合的方式展開教學。運用這樣的教學方法，就把課堂交給了學生，突出了教師在學生的學習過程中的指導者、合作者、參與者的角色作用。（2）、通過學生講解三肽的形成過程，使學生既鞏固了剛剛學的脫水縮合的知識，又體現(xiàn)了知識的學以致用。（3）、通過學生間拉拉手的小游戲，把脫水縮合的反應具體化，加深學生的理解；通過學生動手設計，親自組裝，在“做中學”，感悟蛋白質(zhì)結(jié)構多樣性的原因。加深對感悟蛋白質(zhì)結(jié)構多樣性的原因的理解。（4）、可以讓學生都能參與探究活動，積極參與，積極展示，加深對感悟蛋白質(zhì)結(jié)構多樣性的原因的理解。（5）、依據(jù)課程標準要求，科學合理安排授課內(nèi)容，資料準備充分，教案清楚、工整。能確定重點、難點和關鍵。（6）、準備和選用的教學