科学史话　世界上第一个人工合成蛋白质的诞生第一课时教学设计

科学史话

世界上第一个人工合成蛋白质的诞生

第一课时教学设计

共1课时

高中生物

人教2003课标版

一．教学目标

1.知识目标

⑴说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。

⑵概述蛋白质的结构和功能。

2.技能目标

⑴培养学生跨学科分析综合的能力。

⑵培养学生的自学及动手能力。

3.情感态度与价值观

⑴认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

⑵关注蛋白质研究的新进展。

二、学情分析

学生对于氨基酸和蛋白质的化学知识还很缺乏，在进行讲解时应当与生活实际相结合，利用图表和挂图等直观教学教具，增加学生的感性认识。引导学生主动地获取知识，提高形象思维能力。

三、教学重点和难点

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。

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。

四、教学过程

第一学时

教学活动

活动1【导入】情境创设，引入新课

1965年9月17日，中国科学家获得了首批人工合成的牛结晶胰岛素，这是世界上第一个人工合成的蛋白质。可为什么要人工合成蛋白质呢？这件事其实意义非常重大，一起来看一下！播放视频

用人工方法合成蛋白质，不仅具有重大的化学意义，而且具有重大的哲学意义。我国科学工作者努力攻克人工合成蛋白质的科学堡垒。

观看视频：提出问题：

1.蛋白质是由什么装配而成的？怎么装配？

2.胰岛素的结构有什么特点？有什么功能？

学生讨论，总结要点。

学生边阅读教材内容，教师边追问：

1.氨基酸的种类约有多少种？

2.蛋白质能直接吸收吗？怎样才能被人体吸收？

活动2【讲授】（一）氨基酸及其种类

教师提问：氨基酸是组成蛋白质的基本单位。在生物体中组成当白质的氨基酸约有20种。请大家观察课本第20页的《思考与讨论》中的几种氨基酸的结构。

分组讨论（2分钟）：

1、请总结出氨基酸的结构通式？

2、请总结出氨基酸的结构特点？

3、请问各种氨基酸之间的区别在于什么？

4、请总结出氨基酸的元素组成？

A学生回答：每种氨基酸分子中都含有一个氢原子，一个氨基和一个羧基。

B学生回答：不同氨基酸的R基团不同

教师总结：氨基酸的结构通式：

Ｒ

│

NH2─Ｃ─COOH

│

Ｈ

a.至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)。b.都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，这个碳原子上还连一个H和侧链（R）基团。c.不同的氨基酸分子,具有不同的R基。

观察两种分子结构，学生判断是否为组成蛋白质的氨基酸，观察甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸的结构，理解不同氨基酸的R基不同。

组成蛋白质的约20种氨基酸中，有八种是人体细胞不能合成的，必须从外界直接吸收，叫必需氨基酸：甲硫氨酸，色氨酸，赖氨酸，缬氨酸，异亮氨酸，亮氨酸，苯丙氨酸，苏氨酸。另外12种人体细胞能自己合成，叫非必需氨基酸。

活动3【讲授】（二）蛋白质的结构及多样性

请同学们阅读课本p21到p22，初步了解①脱水缩合②肽键③二肽、三肽、多肽这几个概念。

思考：观察图2-4说说从氨基酸到蛋白质有哪些结构层次。（3分钟）

师生共同归纳总结：氨基酸----→二肽----→三肽----→…----→多肽----→一条肽链盘曲折叠形成蛋白质；或者几条肽链折叠形成蛋白质

教师提问：氨基酸如何形成二肽、三肽……？

（课件展示两个氨基酸之间的脱水缩合反应。并请同学注意肽键是如何形成的，以及形成的产物叫二肽的原因）

（教师再展示三肽化合物的形成）

（最后展示许多的氨基酸通过肽键相互连接成多肽，一条多肽链盘曲折叠构成蛋白质分子或多条肽链构成蛋白质的过程。）

分组活动：每组分数量不等的五种雪花片，请同学们模拟氨基酸形成蛋白质的过程，并组成蛋白质。请个别组派代表到讲台展示结果。

教师提问：每个组做的蛋白质相同吗？

学生共同回答：不同。

教师提问：还能再做出其他种类的蛋白质吗？多吗？为什么？

A学生回答：组成蛋白质的氨基酸数目不同，排列次序不同。

B学生回答：组成蛋白质的氨基酸种类不同，肽链的空间结构不同。

师生共同归纳：蛋白质种类多样性的原因：

⑴组成每种蛋白质的氨基酸种类，数目不同；

⑵组成每种蛋白质的氨基酸排列次序不同；

⑶肽链的盘曲折叠方式不同。

活动4【讲授】（三）蛋白质的功能

教师引导学生活动：蛋白质的结构多种多样，在细胞中承担的功能也是多种多样的。请大家阅读P23蛋白质主要功能示例了解蛋白质有那些功能？（2分钟）

师生共同总结：

⑴有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质（结构蛋白）；

⑵有些蛋白质有催化作用（酶）；

⑶有些蛋白质有调节作用（激素蛋白）；

⑷有些蛋白质有运输作用（载体蛋白）；

⑸有些蛋白质有免疫作用（抗体）。

……

教师引导学生总结:蛋白质承担着这么多功能，所以蛋白质是生命活动的主要承担者。

教师总结：鉴于蛋白质的重要功能，人类对蛋白质研究的步伐从来没有停止过，即人类基因组计划之后，就开始了国际人类蛋白质组计划。我国在蛋白质的研究上也曾取得骄人的成绩：是世界上第一个人工合成蛋白质的国家。鼓励学生去阅读课后的科学史话，使学生了解我国在人工合成蛋白质上取得的成就，增强民族自豪感。阅读科学前沿，关注蛋白质研究的新进展。

活动5【讲授】知识总结

五、知识总结

一、氨基酸 Ｒ

1、结构特点 │

2、种类

NH2─Ｃ─COOH

│

Ｈ

二、蛋白质

1.形成

氨基酸----→二肽----→三肽----→…----→多肽----→一条肽链盘曲折叠形成蛋白质；或者几条肽链折叠形成蛋白质

脱水缩合、肽键

2.种类多样性的原因

氨基酸种类、数目、排列顺序，肽链折叠方式

三、蛋白质的功能

结构蛋白，催化作用，运输作用，信息传递作用，免疫功能

活动6【练习】课堂反馈训练

六、课堂反馈

1.下列物质中，属于组成蛋白质的氨基酸有几种？（

）

①

②

③

④

A.4

B.3

C.2

D.1

2个氨基酸分子缩合形成二肽，并生成一分子 水，这分子水中的氢来自（ ）

A.羧基 B.氨基

C.羧基和氨基 D.连接在碳原子上的氢

3.谷氨酸的R基为－C3H5O2，在一个谷氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是（ ）

A.4、4 B.5、4 C.4、5 D.5、5 4.下列叙述中，哪项是对蛋白质功能的高度概括（ ）

A.细胞和生物体重要的结构物质

B.收缩、运输、免疫等活动的物质基础

C.调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质

D.生命活动的主要承担着者

5.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。

6、鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，这是由于高温破坏了蛋白质的（ ）

A.肽键 B.肽链

C.空间结构 D.氨基酸

7.下列为某一多肽化合物的分子结构式，请回答有关问题：

（1）上述结构中，代表氨基的结构式为______；代表肽键的结构式为______；其中______为R基．

（2）上述化合物是由______ 种氨基酸组成．

（3）该化合物是由______个氨基酸失去______分子水形成的，该化合物称为______，这样的反应叫做______．水分子中的氧来自于______，氢来自于______．