科学史话　世界上第一个人工合成蛋白质的诞生课程导入及其完整教案

第二章

组成细胞的分子

第2节

生命活动的主要承担者——蛋白质

教学目标

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.概述蛋白质的结构和功能。

3.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

4.关注蛋白质研究的新进展。

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。

教学过程

[来源:学科网ZXXK]教学内容

引入

教师活动

以学生实际生活经验，设问作为引入。婴儿要以奶为主

要食物，因为奶是一种还有蛋白质丰富的食物，蛋白质对人体的生长发育为什么这么重要呢？安利蛋白粉实际上是水解植物蛋白，里面还有氨基酸，那么氨基酸与蛋白质之间是什么关系呢？

教师投影大头娃娃事件，介绍大头娃娃产生的原因，

评价回答，总结蛋白质对生命活动的重要作用。

问题探讨

1.提示：富含蛋白质的食品有大豆制品，如豆浆、豆腐、腐竹；奶类制品，如奶粉、酸奶、袋装奶；还有肉、蛋类食品，如烤肉、肉肠、鸡蛋，等等。

2.提示：有些蛋白质是构成细胞和生物体的结构成分，如结构蛋白；有些蛋白质能够调节生命活动，如胰岛素；有些蛋白质有催化作用，如绝大多数酶都是蛋白质；有些蛋白质具有运输载体的功能，如红细胞中的血红蛋白；有些蛋白质有免疫功能，如人体内的抗体。

3.提示：因为氨基酸是构成蛋白质的基本单位，人体中的蛋白质只有分解成氨基酸才能被人体吸收。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，必须从外界环境获得，如赖氨酸、苯丙氨酸等，它们被称为必需氨基酸。所以有些食品中要添加赖氨酸或苯丙氨酸等人体必需的氨基酸。

氨基酸是组成蛋白质的基本单位。

学生活动

氨基酸

思考回答：C、H、

氨基酸有哪些特点呢？

展示四种氨基酸的结构式（甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸）

引导启发：教师组织与引导

1.组成氨基酸的基本元素是什么？ 2.四种氨基酸在结构上有哪些共同点？又有哪些差别之处？

教师给与必要的补充，注意语言表述的准确性。

3.尝试写出氨基酸分子的结构通式。

教师巡查学生书写情况，启发学生依据书写情况与教材作对比来发现问题，强调结构通式的不同写法。

引导学生通过人体展示加深对氨基酸结构的理解，学生上讲台操作，

深入探讨: 1. 我们插装的甘氨酸的侧链基团是什么? 2. R基的不同如何决定氨基酸种类的不同?尝试用模型变换(课下完成) 3. R基上能不能含有-NH2 或-COOH? 课件展示特殊氨基酸

赖氨酸(含-NH2) 天冬氨酸(含-COOH)

思考与讨论1 1.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。

2.“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中主要的部分──氨基和羧基。

蛋白质（组成元素：C、H、O、N；S：可作为特征元素，用来标记蛋白质）

生命活动的主要承担者，生物性状的表现者。

1）蛋白质的基本组成单位：氨基酸（约20种）

氨基酸的结构通式：

氨基酸的结构特点：

①至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）

②有一个氨基和羧基连接在同

一

个碳原子上

[来源:学科网]O、N等。

观察对比，

尝试用语言描述。

倾听，并以小组为单位，合作完成。

[来源:学#科#网]

总结氨基酸在空间结构上的特点。

不同的氨基酸的区别在于R基

介绍必需氨基酸与非必需氨基酸的概念，可以把9种必需氨基酸展示给学生看，指导学生选择食物时如何注意氨基酸的均衡吸收。必须氨基酸：赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。

蛋白质的结构

生物体中组成蛋白质的氨基酸只有20种，而据估计，生物界的蛋白质种类多达1010～1012种。

氨基酸是怎样形成蛋白质的呢? 根据由部分到整体的认知规律，

先引导:两个相同或不同的氨基酸分子脱水缩合过程

讨论: 1. 氨基酸形成蛋白质的大致过程是怎样的? 2. 两个氨基酸脱水缩合反应生成一个二肽，失去几分子水? 3. 三个氨基酸脱水缩合，失去几分子水? 4. N个氨基酸脱水缩合反应呢? 演示: 氨基酸分子脱水缩合形成两条链的过程

1.

让学生站成一排，进行拿一条两头系有不同颜色紧扣的绳子表示一条多肽链

2. 拿剪刀从中间剪开表示肽键的断裂

思考:肽键断裂后需要作出哪些修饰，使其形成两条完整的多肽链? 评价学生回答加以总结教师组织与引导

引导学生观察: “氨基酸形成蛋白质的示意图”

完成“思考与讨论”

1.提示：氨基酸→二肽→三肽→……→多肽，一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋白质。

2.提示：食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入细胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样，具有完成人体生命活动的结构和功能。

3.提示：10个氨基酸能够组成2010条互不相同的长链。氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质空间结构的不同是蛋白质多种多样的原因。

（四）旁栏思考题

[来源:学*科*网]学生思考回答:1.甘氨酸的侧链基团是氢基

2.学生初步思考

3.R基上可以含有-NH2 或-COOH，进一步理解

“每个氨基酸分子至少都含有一个-NH2 和-COOH”

获取信息，主动思考，体会巨大的数字差别蕴含有哪些信息。

观察“氨基酸脱水缩合示意图”，阅读氨基酸脱水缩合过程的文字、图解，以小组为单位，讨论交流，并尝试利用手中的模型模拟此过程。

n个氨基酸形成一条肽链时，脱掉n-1个水分子，形成n-1个肽键。同理，n个氨基酸形成m条肽链时，脱掉n-m个水分子，形成n-m个肽键。

蛋白质的形成过程：

合成场所：核糖体

氨基酸→二肽→三肽→多肽→多肽链盘曲折叠形成蛋白质 脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH2）相连接，同时脱去1分子的水。（羧基上的羟基和氨基上的一个氢原子结合形成一分子水）

肽键：连接两个氨基酸分子的化学键（—NH—CO—）

多肽：由多个氨基酸分子（3个或3个以上）缩合而成的，含有多个肽键的化合物

肽链：多肽通常呈链状结构

规律：n个氨基酸分子形成m条肽链，则脱去（n—m）个水分子，同时形成（n—m）个肽键。至少含有—COOH和—NH2都是m个

多肽的种类：A、B、C三种氨基酸，在数目无限的情况下可形成三肽9种，每一种氨基酸只有一个可形成三肽6种

3）蛋白质的结构

蛋白质结构多样性原因：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及多肽链的折叠方式和空间结构不同

蛋白质的功能

引导学生阅读P23内容，然后进行归纳。

1、生物体的基本结构物质：肌肉干重80％、皮肤70％、血液90％；2、生命化学反应的主要物质，简单讲讲酶的重要性；3、有运输能力；调节生命活动，例如某些蛋白质类的激素；免疫功能。

蛋白质的功能：

①构成细胞和生物体结构的重要物质，如羽毛、肌肉、头发、丝

②催化，如绝大多数的酶 ③运输，如血红蛋白、载体

④调节，如胰岛素等激素 ⑤免疫，如抗体

[来源:学*科*网Z*X*X*K]举出一些蛋白质相关功能的其他例子。

教学反思：