科学史话　世界上第一个人工合成蛋白质的诞生教学设计模板

《人工合成蛋白质的诞生》教案

教学目标：

⑴

知识与技能

⑴

说明氨基酸的结构特点

⑵

理解氨基酸形成蛋白质的过程。

⑶

掌握氨基酸有关的计算

⒉过程与方法

⑴培养学生跨学科分析综合能力。

⒊情感态度与价值观

⑴

认同蛋白质是生命活动中的重要性。

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氨基酸有关的计算。

教学难点：

⒈氨基酸形成蛋白质的过程。

教学过程：

一. 情境创设

蛋白质是构成细胞的重要物质之一，它在组成细胞的化合物中的含量仅次于水，占细胞干重的50％以上。食品包装上常常附有食品成分说明，如果你留心观察的话，你会发现蛋白质是许多食品的重要成分，有时你还会看到添加某些氨基酸的食品。

二. 师生互动

㈠氨基酸的种类及结构通式

教师：你能过说出多少种富含蛋白质的食品呢？

学生：根据生活经验回答。

教师：我们平时所吃的食物中，一般都含有蛋白质，瘦肉、蛋、奶和大豆制品中的蛋白质含量尤其丰富。蛋白质必需经过消化成为各种氨基酸，才能被人体吸收和利用。

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，思考讨论，这些氨基酸的结构具有什么共同特点？

教师引导：教师在黑板上写出这四种氨基酸的结构式，一边引导学生如每个氨基酸上都有一个氢原子，这点在结构上就是共同点，请同学们自己再找找其他的结构共同点。

学生讨论得出结论：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。

教师总结：再举两个例子天冬氨酸和赖氨酸，来引导学生认同氨基酸的结构通式：

Ｒ

│

NH2─Ｃ─COOH（提示学生四个基团可写不同方位）

│

Ｈ

这个结构通式用一句话来说就是----在课本21页上有这样一句话······同学们想一想，所有的氨基酸，每种氨基酸都只能有

一个氨基和一个羧基吗？请同学们再看看这个天冬氨酸和赖氨酸，说明并不是每种氨基酸都只有一个氨基和羧基，可能在R基团里会出现一个或多个氨基、羧基，也就是说，每种氨基酸至少有一个氨基和一个羧基。说到这儿有没有同学想过，是不是只要有氨基和羧基，就是氨基酸呢？为什么呢？

学生：不是，氨基和羧基要连接在同一个碳原子上。

教师：嗯很好，有的同学已经注意到了，课本上第二句话告诉我们，一个氨基和一个羧基必须连接在什么样的原子上-----不同的碳原子上还是同一个碳原子上？

学生：连接在同一个碳原子上！

教师：对，同一个碳原子上！所以同学们要注意了，不仅要有氨基和羧基，还必须要有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上，也就是说每种氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，只要满足这条件，它就是氨基酸。（做课后习题第2小题）

教师：现在请同学们返回去思考，为什么有些食品当中要添加氨基酸呢？难道人体不能自己合成吗？

学生：有一些（氨基酸）是人自身不能合成的。

教师：对了，有的氨基酸是无法在人体细胞内合成的，如赖氨酸和色氨酸，但它又是构成蛋白质所不可缺少的，所以这类人体无法合成的、必需从外界摄取的氨基酸我们称为必需氨基酸，这类氨基酸成人是8种，婴儿是9种。而人体自身可以合成的氨基酸就归为非必需氨基酸。请同学们把这8种氨基酸记在本子上：甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、

异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸。识记顺口溜：甲来写一本亮色书。

㈡蛋白质的结构及其多样性

教师：蛋白质是一种生物大分子，往往是由很多个氨基酸构成的，那些氨基酸之间是如何连接在一起构成蛋白质分子的呢？请同学们自己观察课本21页2-4由氨基酸形成蛋白质示意图，并阅读22页的内容，尝试用自己的话去归纳氨基酸形成蛋白质的过程。

学生：氨基酸之间相互连接形成多肽链，多肽链盘曲折叠构成蛋白质。

教师：很好，大体上思路很清晰，总结得不错。现在我们要学习的是，氨基酸之间通过什么样的形式连接在一起？假设这是两个不同的氨基酸（板书），我们从化学的角度去看，氨基酸属于一种化学物质。同学们注意看一下，在这两个氨基酸中，你们觉得什么基团之间最容易发生化学反应？

学生：氨基和羧基

教师：对，相对来说氨基和羧基更容易发生化学反应，那我们再具体来看一下氨基和羧基的结构，它们的结构中那一部分能够发生反应，产物是什么？

学生：羟基和氢能够结合生成水

教师：很好，也就是说R1氨基酸的氨基和R2氨基酸的羧基发生反应脱出一份子水，形成一个新的化学键，把两个氨基酸分子连接起来，而我们把这个新形成的化学键称为肽键（-CO-NH-）。也就是说，

氨基酸分子之间，一个氨基酸中的氨基和另一个氨基酸中的羧基相连接脱去一份子水，形成肽键使氨基酸连接在一起的方式叫做脱水缩合。同学们注意一下，脱水数目和肽键数目存在着什么样的数量关系？

学生：脱水数目等于肽键数目！

教师：对！现在请同学们一起思考讨论22页旁边问号这道题，五分钟后一起来解答。

学生推理讨论

教师引导分析，得出结论：n个氨基酸形成m条肽链，脱水数=肽键数=n-m。让学生做课后习题第三小题。

教师：假如我告诉你们，两个氨基酸形成的化合物叫做二肽，三个氨基酸形成的化合物是三肽，四个是四肽，请问11个氨基酸形成的化合物叫做什么？18个呢？

学生：十一肽和十八肽

教师：对，很好。我们把由三个或三个以上氨基酸形成的化合物统称为多肽，而多肽常常呈链状，所以我们又把多肽称为肽链。肽链盘曲折叠就形成了具有空间结构的蛋白质。

师生共同归纳总结：

脱水缩合 盘曲折叠

氨基酸

————→

肽链（一条或多条）

————→

蛋白质（具有空间结构）

教师：蛋白质都是按这种方式合成的，虽然只是一条途径，但是

据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种，请同学们根据蛋白质的合成方式，分析一下蛋白质种类繁多的原因。（可以根据情况提示学生：蛋白质在合成之前，想要改变，能从哪些地方下手使蛋白质发生变化，就是蛋白质种类繁多的原因。）

三. 课堂练习：

⒊能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字顺序是(

)。

①氨基酸

②C、H、O、N等元素

③氨基酸分子相互结合

④多肽 ⑤形成一定的空间结构

A．①③④⑤②

B．②①④③⑤

C．②①③⑤④

D．②①③④⑤

3.2个氨基酸分子缩合形成二肽，并生成一分子水，这一

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

4.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

5.据下列结构式，回答问题：

CH3

H H

｜ |

｜

H2N—C—CO—NH—C—CO—NH—C—COOH

｜

|

｜

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

。

四. 课堂小结：

对于生物体来说，蛋白质是必不可少的，这在生物体的各项生命

活动中都担当着重要的作用，所以可以说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。

五. 布置作业：

课本第24页练习，基础题1、2、3。

板书设计：

第2节

生命活动的主要承担者—蛋白质

⒈氨基酸（20种）的结构：

Ｒ

│

通式：

NH2─Ｃ─COOH

│

Ｈ

⒉蛋白质的结构：

脱水缩合：

蛋白质合成方式：