科学史话　世界上第一个人工合成蛋白质的诞生教学设计(第一课时)

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

1教学目标

⒈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。

⒉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。

⒊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。

2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。

3重点难点

教学重点

⒈氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。

⒉蛋白质的结构和功能。

教学难点

⒈氨基酸形成蛋白质的过程。

⒉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【导入】情境创设，引入新课

汤阴两大文明古迹：岳飞庙、羑里城。观看视频：羑里城有一景点---吐儿冢：相传周文王在羑里演易时，被殷纣王得知，为试其真伪，竟残忍地将其长子伯邑考杀害做成肉包子逼其吞食。周文王明知是亲生骨肉，却强忍悲痛将其咽下，尔后再到演易台后吐出，肉团掉在地上变为兔子跑走。后人在此堆起一个土冢，取名吐儿冢。

这只是一个神话，我们知道肉的主要有机物成分为蛋白质，进入胃肠道将被消化成氨基酸，然后被人体吸收利用。

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。氨基酸的结构有什么特点呢？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）：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？

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

七、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

八、课堂反馈

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

2.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 3.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

4.蛋白质和多肽的主要区别是在于蛋白质（ ）

A.含有的氨基酸更多 B.空间结构更复杂

C.相对分子质量更大 D.能水解成多种氨基酸

5.据下列结构式，回答问题：

CH3 H

H ｜ | ｜

H2N—C—CO—NH—C—CO—NH—C—COOH ｜

｜

｜

H

CH2

CH2 ｜

｜

CO

COOH ｜

NH2 （1）该化合物中有

种氨基酸。

（2）该化合物中有

个肽键。

（3）该化合物是由

个氨基酸失去

分子 水而形成的，这样的反应叫做 。

）

（4）该化合物叫做

。

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【导入】情境创设，引入新课

汤阴两大文明古迹：岳飞庙、羑里城。观看视频：羑里城有一景点---吐儿冢：相传周文王在羑里演易时，被殷纣王得知，为试其真伪，竟残忍地将其长子伯邑考杀害做成肉包子逼其吞食。周文王明知是亲生骨肉，却强忍悲痛将其咽下，尔后再到演易台后吐出，肉团掉在地上变为兔子跑走。后人在此堆起一个土冢，取名吐儿冢。

这只是一个神话，我们知道肉的主要有机物成分为蛋白质，进入胃肠道将被消化成氨基酸，然后被人体吸收利用。

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。氨基酸的结构有什么特点呢？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）：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？

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

七、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

八、课堂反馈

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

2.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 3.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

4.蛋白质和多肽的主要区别是在于蛋白质（ ）

A.含有的氨基酸更多 B.空间结构更复杂

C.相对分子质量更大 D.能水解成多种氨基酸

5.据下列结构式，回答问题：

CH3 H

H ｜ | ｜

H2N—C—CO—NH—C—CO—NH—C—COOH ｜

｜

｜

H

CH2

CH2 ｜

｜

CO

COOH ｜

NH2 （1）该化合物中有

种氨基酸。

（2）该化合物中有

个肽键。

（3）该化合物是由

个氨基酸失去

分子 水而形成的，这样的反应叫做 。

（4）该化合物叫做

。