科学史话　世界上第一个人工合成蛋白质的诞生公开课教学设计模版

科学史话

世界上第一个人…

高中生物

人教2003课标版

1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．概述蛋白质的化学结构和空间结构及其特性。

3．认同蛋白质是生命活动的体现者。

4．领悟蛋白质的各种生理功能与结构的关系，理解结构与功能相适应的观点。

5.关注蛋白质研究的新进展。

6.能感悟科学家的科学精神，对学生进行爱国主义教育。

2学情分析 3重点难点

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。

4教学过程 4.1 第一学时 教学活动

活动1【讲授】教学过程

教师课前准备：

1.“世界上第一个人工合成的蛋白质的诞生”等关于首次蛋白质人工合成的生物学史资料。

2.氨基酸的结构式、两个氨基酸的连接方式、肽链的形成和蛋白质的空间结构等多媒体课件。

课前温故：

1．在组成植物体的化学元素中，质量分数最多的是（

）

A．氧元素

B．碳元素

C．氢元素

D．氮元素

2．构成动物体的主要元素有（

）

A．C、H、O、P、S B．C、H、O、N C．N、P、K、Mg D．C、O、H、P、S、Mn 导入新课：

教师让学生阅读“世界上第一个人工合成蛋白质的诞生”等关于首次蛋白质人工合成的生物学史资料，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.氨基酸是什么样的化合物？

2.蛋白质能直接吸收吗？怎样才能被人体吸收？

3.氨基酸的种类约有多少种？课本P20的4种氨基酸有什么共有特点？试写出其结构通式。

学生回答问题后，教师在银幕显示检测题：下列哪个不是构成蛋白质的氨基酸( ) 答案：D 联系生活：

1.阜阳奶粉事件。

2.市场商品“氨基酸口服液”配方解读。

教师继续追问：

1.什么叫脱水缩合？什么叫肽键？什么叫多肽？什么叫肽链？

2.氨基酸怎样形成多肽？多肽又怎样形成蛋白质？

3.n个氨基酸形成一条肽链时，脱掉几个水分子？形成几个肽键？如果n个氨基酸形成m条

肽链呢？

4.n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均分子量为a，那么由此形成的蛋白质的分子量是多少呢？

学生讨论回答，师生共同总结：

（教师可播放多媒体课件：演示氨基酸的结构式、两个氨基酸的连接方式、肽链的形成和蛋白质的空间结构）

A.氨基酸：(1)每个氨基酸分子都具有中心碳原子，至少都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该碳原子上。注意理解“至少”的含义，比如当R基含有氨基或羧基时，这个氨基酸分子就不只有一个氨基和羧基了，同时还要注意氨基酸分子中都有一个氨基和羧基直接连在同一个碳原子上。

(2)不同的氨基酸分子具有不同的R基，细胞内构成蛋白质的大约20种氨基酸，在结构上的主要区别就是R基结构的不同。

B.二肽：(1)由两个氨基酸分子脱水缩合而成，失去水分子中的氢分别来自羧基和氨基。

(2)二肽化合物中，连接两个氨基酸分子的那个键(—CO—NH—)叫肽键。

C.多肽：(1)由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，因其呈链状，也称肽链。

(2)注意区分肽、肽键和肽链：肽键是肽的连接结构，而肽链是多肽的空间结构。

(3)氨基酸间脱水缩合时，原来的氨基和羧基已不存在，形成的化合物即多肽的一端只有一个氨基，另一端只有一个羧基(不计R基上的氨基和羧基数)。所以对于一条多肽来说，至少应有的氨基和羧基数都是一个。

(4)若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链，则可形成(n-m)个肽键，脱去(n-m)个水分子，至少有—NH２和—COOH各m个。

(5)蛋白质分子可以含有一条或m条肽链，肽链通过化学键(不是肽键)互相连接，具有不同的空间结构。

(6)关于蛋白质分子量的计算：n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均分子量为a，那么由此形成的蛋白质的分子量为：

n?a-(n-m)?18 (其中n-m为失去的水分子数，18为水的分子量) （教师要总结强调：氨字和羧字的写法；氨基和羧基的书写都要有一个游离键：即—NH2、—COOH；肽键的写法一定要有两边的游离键。）

银幕显示检测题：组成生物体某蛋白质的12种氨基酸的平均分子量为128，一条含有100个肽键的多肽链的分子量为( ) A.12 928 B.11 128 C.12 800 D.11 000 答案：B 师生共同概括：

教师讲述：

蛋白质结构复杂，种类多，据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种，生物体内组成蛋白质的20种氨基酸是怎样构成种类如此众多的蛋白质呢？出示下表：

表：几种蛋白质的分子组成

蛋白质分子

氨基酸数目

相对分子质量

人胰岛素

51 5700 牛胰蛋白酶

223 约2500 人血红蛋白

574 64500 免疫球蛋白

660 约73000 1.从表中可得到什么结论？

2.氨基酸数目相同，能形成相同的蛋白质分子吗？种类又相同呢？

学生讨论，分析，总结：

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

教师追问：

从蛋白质结构的多样性，能推测它们的功能吗？

学生看课本P23，讨论、归纳，并填下表：

功能

举例

构成细胞和生物体结构的重要物质

结构蛋白（羽毛、肌肉、头发等主要是蛋白质）

催化作用

绝大多数酶是蛋白质（胃蛋白酶）

运输载体功能

血红蛋白、脂蛋白

信息传递、调节机体的生命活动

胰岛素

免疫功能

抗体

师生共同总结：

蛋白质结构不同，在细胞中承担的功能就不同。蛋白质分子结构的多样性决定了其功能的多样性。

只有当蛋白质具有一定的空间结构时，才能表现出生物活性。

问：蛋白质什么时候会失去生物活性？失去了还能恢复吗？

引出：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。

如要了解更多有关蛋白质最新研究的方向和成果，可看课本P25的科学前沿。

小结，并完成课本P24一、二。教师点评。

学生回去思考：

假如有一个外星球的高智慧生命来到地球做客，你该如何为这位贵宾准备营养丰富的饭食？

活动2【作业】布置作业

课后习题和师说上的课时演练

活动3【活动】课后反思

本节课上的很成功，唯一不足的是实例太少，学生参与的热情不是很高。

科学史话

世界上第一个人工合成蛋白质的诞生

课时设计

课堂实录

科学史话

世界上第一个人工合成蛋白质的诞生

1第一学时 教学活动

活动1【讲授】教学过程

教师课前准备：

1.“世界上第一个人工合成的蛋白质的诞生”等关于首次蛋白质人工合成的生物学史资料。

2.氨基酸的结构式、两个氨基酸的连接方式、肽链的形成和蛋白质的空间结构等多媒体课件。

课前温故：

1．在组成植物体的化学元素中，质量分数最多的是（

）

A．氧元素

B．碳元素

C．氢元素

D．氮元素

2．构成动物体的主要元素有（

）

A．C、H、O、P、S B．C、H、O、N C．N、P、K、Mg D．C、O、H、P、S、Mn 导入新课：

教师让学生阅读“世界上第一个人工合成蛋白质的诞生”等关于首次蛋白质人工合成的生物学史资料，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.氨基酸是什么样的化合物？

2.蛋白质能直接吸收吗？怎样才能被人体吸收？

3.氨基酸的种类约有多少种？课本P20的4种氨基酸有什么共有特点？试写出其结构通式。

学生回答问题后，教师在银幕显示检测题：下列哪个不是构成蛋白质的氨基酸( ) 答案：D 联系生活：

1.阜阳奶粉事件。

2.市场商品“氨基酸口服液”配方解读。

教师继续追问：

1.什么叫脱水缩合？什么叫肽键？什么叫多肽？什么叫肽链？

2.氨基酸怎样形成多肽？多肽又怎样形成蛋白质？

3.n个氨基酸形成一条肽链时，脱掉几个水分子？形成几个肽键？如果n个氨基酸形成m条肽链呢？

4.n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均分子量为a，那么由此形成的蛋白质的分子量是多少呢？

学生讨论回答，师生共同总结：

（教师可播放多媒体课件：演示氨基酸的结构式、两个氨基酸的连接方式、肽链的形成和蛋白质的空间结构）

A.氨基酸：(1)每个氨基酸分子都具有中心碳原子，至少都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该碳原子上。注意理解“至少”的含义，比如当R基含有氨基或羧基时，这个氨基酸分子就不只有一个氨基和羧基了，同时还要注意氨基酸分子中都有一个氨基和羧基直接连在同一个碳原子上。

(2)不同的氨基酸分子具有不同的R基，细胞内构成蛋白质的大约20种氨基酸，在结构上的

主要区别就是R基结构的不同。

B.二肽：(1)由两个氨基酸分子脱水缩合而成，失去水分子中的氢分别来自羧基和氨基。

(2)二肽化合物中，连接两个氨基酸分子的那个键(—CO—NH—)叫肽键。

C.多肽：(1)由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，因其呈链状，也称肽链。

(2)注意区分肽、肽键和肽链：肽键是肽的连接结构，而肽链是多肽的空间结构。

(3)氨基酸间脱水缩合时，原来的氨基和羧基已不存在，形成的化合物即多肽的一端只有一个氨基，另一端只有一个羧基(不计R基上的氨基和羧基数)。所以对于一条多肽来说，至少应有的氨基和羧基数都是一个。

(4)若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链，则可形成(n-m)个肽键，脱去(n-m)个水分子，至少有—NH２和—COOH各m个。

(5)蛋白质分子可以含有一条或m条肽链，肽链通过化学键(不是肽键)互相连接，具有不同的空间结构。

(6)关于蛋白质分子量的计算：n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均分子量为a，那么由此形成的蛋白质的分子量为：

n?a-(n-m)?18 (其中n-m为失去的水分子数，18为水的分子量) （教师要总结强调：氨字和羧字的写法；氨基和羧基的书写都要有一个游离键：即—NH2、—COOH；肽键的写法一定要有两边的游离键。）

银幕显示检测题：组成生物体某蛋白质的12种氨基酸的平均分子量为128，一条含有100个肽键的多肽链的分子量为( ) A.12 928 B.11 128 C.12 800 D.11 000 答案：B 师生共同概括：

教师讲述：

蛋白质结构复杂，种类多，据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种，生物体内组成蛋白质的20种氨基酸是怎样构成种类如此众多的蛋白质呢？出示下表：

表：几种蛋白质的分子组成

蛋白质分子

氨基酸数目

相对分子质量

人胰岛素

51 5700 牛胰蛋白酶

223 约2500 人血红蛋白

574 64500 免疫球蛋白

660 约73000 1.从表中可得到什么结论？

2.氨基酸数目相同，能形成相同的蛋白质分子吗？种类又相同呢？

学生讨论，分析，总结：

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

教师追问：

从蛋白质结构的多样性，能推测它们的功能吗？

学生看课本P23，讨论、归纳，并填下表：

功能

举例

构成细胞和生物体结构的重要物质

结构蛋白（羽毛、肌肉、头发等主要是蛋白质）

催化作用

绝大多数酶是蛋白质（胃蛋白酶）

运输载体功能

血红蛋白、脂蛋白

信息传递、调节机体的生命活动

胰岛素

免疫功能

抗体

师生共同总结：

蛋白质结构不同，在细胞中承担的功能就不同。蛋白质分子结构的多样性决定了其功能的多样性。

只有当蛋白质具有一定的空间结构时，才能表现出生物活性。

问：蛋白质什么时候会失去生物活性？失去了还能恢复吗？

引出：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。

如要了解更多有关蛋白质最新研究的方向和成果，可看课本P25的科学前沿。

小结，并完成课本P24一、二