蛋白质的结构与功能教案

课题 第一节 蛋白质的结构与功能（第 1 课时） 一、教学目标 1、知识与技能 （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）概述蛋白质的结构与功能。 2、过程与方法 （1）通过氨基酸结构通式的推导，培养学生分析归纳的能力； （2）通过探讨氨基酸的缩合过程，培养学生解决问题的能力； （3）通过获取形象的图文信息，培养学生分析处理资料的能力。 3、情感态度与价值观 （1）认同蛋白质是生命活动的主要承担者。 （2）关注蛋白质研究的新进展。 二、教学重点 1、氨基酸的结构特点，蛋白质的结构 三、教学难点 氨基酸的脱水缩合过程 四、教学过程 教师活动 （一） 创设问题情境， 导入新课 2014 年 6 月 10 日 “人类 蛋白质组计划” 在北京正式启 动。 计划的主要任务是探究蛋 白质的结构和功能。 我们国家 为什么对蛋白质如此关注 呢？人类肝脏蛋白质组负责 人曾经说过： 无论是正常的生无论是正常的生 理过程还是病理状态过程，理过程还是病理状态过程， 身身 体的异常最直接的体现，体的异常最直接的体现， 是蛋是蛋 白质，白质， 因为蛋白质是功能的执因为蛋白质是功能的执 学生活动反思补充 [设计意图 :通 过创设情境， 激发 学生的学习欲望， 关注蛋白质研究 的新进展] 行者。行者。 由此可见， 蛋白质对于我 们身体的健康是非常重要的。 同学们正处于生长旺盛的关 键时期， 你每天的蛋白质补充 的够吗？如果不够， 从今天开 始就要多多补充蛋白质， 因为 蛋白质可以提高你的免疫力， 增强你的活力。 既然蛋白质如此重要， 今 天我们就来初步探索蛋白质 的结构与功能。 板书 《蛋白质的结构与功 能》 首先请同学们结合这两 个问题观察教材27 页的图 2-1-1 玉米种蛋白质的氨基酸 的种类和含量. 板书：一、蛋白质的基本 单位 下面我们以甘氨酸为例 来分析氨基酸的结构。 请同学 们看大屏幕。 从大屏幕的结构 式可以看出， 结构式中间一个 碳原子， 上下左右连着四个结 构，左边的结构称为氨基，右 边的结构称为羧基。 请同学们 拿出手里的知识提示卡， 浏览 第一个概念官能团， 从概念我 们可以看出氨基和羧基都属 于官能团。 而碳周围的四条短 线我们称为化学键。 同学们通 过初中的化学知识知道， 原子 为了达到八个电子的稳定状 态， 可以与相邻的电子共用电 子对，若共用一个电子对，我 们用一条短线表示， 若共用两 学生观察表格并回 答： 蛋白质的水解产物是氨 基酸， 构成动植物的氨基酸 大约有 20 种。氨基酸是蛋 白质的基本组成单位。 个电子对可以用两条短线表 示，因此，氨基和羧基的结构 也可以这样书写。 请将氨基和 羧基的书写方式落实在学习 卡上。 每种化合物都具有一定 的立体空间结构， 四条化学键 所连的基团从不同的角度看 位置是不同， 我们写结构式的 时候习惯上把氨基写在左边， 羧基写在右边。 氨基酸的氨基可以与酸 反应说明氨基酸具有碱性， 而 羧基可以电离出氢离子， 说明 具有酸性。 因此氨基酸既有酸 性又有碱性。 在了解了氨基酸的结构 之后， 请同学们观察四种氨基 酸的结构， 找出氨基酸的共同 点和不同点， 并构建氨基酸的 结构通式。 下面以小组为单位 进行讨论。 如果我们把氨基酸中不 同的基团用 R 来表示， 请同学 们构建氨基酸的结构通式。 请 两位同学到黑板前完成。 板书：特点、结构通式 学生将氨基和羧基的 结构式记在学习卡上。 [设计意图:学生缺 乏有机化学的知 识，通过直接讲 授， 让学生充分理 解氨基酸的结构。 ] [设计意图:使用学 习卡， 便于学生将 重要的知识进行 总结和落实] 通过结构通式我们可以 看出决定氨基酸的种类的基 团应该是 R 基团。 我们可以把氨基酸的结 构通式形象的比喻为一个人， 中心碳原子是躯干， R 基是 脸， 氨基和羧基分别代表人的 左右手，氢是人的腿。这样同 学们就很容易记住氨基酸的 结构通式了。 请同学们将氨基酸的结 构通式落实在你的学习卡上。 [设计意图:培养学 生观察、分析、归 纳的能力。] 小组讨论 下面同学们自我检测一 学生回答： 都至少含有 下， 选出哪些是构成人的蛋白 一个氨基和一个羧基， 并且 质的氨基酸， 并说出选择的理 都有一个氨基和一个羧基 由。 同学之间可以相互讨论一 连在同一个碳原子上， 不同 下。 点是四个氨基酸有一个侧 链基团各不相同 氨基酸是如何组成蛋白 质的呢？氨基酸之间的连接 方式称为脱水缩合。 下面请同 学们阅读教材 29 页，结合的 图 2-1-4， 小组讨论以下问题。 （大屏幕展示问题） 请学生回答。 这位同学回答的是否正 确呢， 下面我们来看一下脱水 缩合的动画过程。 通过动画我们可以看出， 参与脱水缩合的基团是一个 氨基酸的氨基和另一个氨基 酸的羧基。 氢来自于氨基和羧 基，而氧来自于羧基，两者组 成一个水。 形成的化学键称为 肽键。肽键不是一条化学键， 而是具有一定的空间结构的， 注意肽键结构的书写， 请同学 们在学习卡上书写一下肽键 学生一起回答 学生构建结构通式 [设计意图:通过形 象的比喻， 便于学 生记忆。] 的结构式。 两个氨基酸各脱去了一 部分结构后，称为氨基酸残 基。 两个氨基酸缩合成的化合 物我们称为肽， 因为有两个氨 学生将氨基酸结构通 基酸缩合而成，因此称为二 式写在学习卡上。 肽。三肽呢？四肽呢？ 以此类推， 由多个氨基酸 缩合成的化合物我们称为多 肽，因为化合物是链状结构， 我们也可以称为肽链。 这一部分概念比较多， 课 下请同学们将这部分概念梳 理在学习卡上。 学生讨论 学生回答：B、C 因为 A 和 D 至少没有 小组讨论 学生回答 [设计意图:动画演 示可以将抽象的 知识更形象更直 观的展现给学生， 便于学生理解。] 学生将肽键结构式记 为了让同学们对脱水缩 一个氨基和一个羧基是连 合有更深层次的理解和掌握， 在同一个碳原子上。 请同学进行角色扮演。 请同学 们看一下活动规则，明确分 工， 然后小组开始组织角色扮 演。 （展示活动规则） 找一组到前面来角色扮 演。 同学们扮演的很精彩， 通 过同学们的扮演可以看出， 一 条肽链中至少一个氨基和一 个羧基。 肽键数等于氨基酸数 减一， 两条肽链种肽键数等于 氨基酸数减二， 课下请同学们 思考一下， 如果一个蛋白质由 n 个氨基酸，m 条肽链构成， 氨基酸数、肽键数、肽链数之 间的关系， 并将结果总结在学 案的表格中。 下面请同学们观看一段 串珠子的视频， 视频中一种颜录在学习卡上 色的珠子代表一种氨基酸， 分 析多肽链结构多样性的原因。 请同学们看着教材 29 页 学生回答：有三个氨 基酸缩合成的为三肽， 四个 氨基酸缩合成的为四肽。 图 2-1-5，一个蛋白质可以由 一条或者多条肽链构成， 由此 可以看出多肽的空间构型导 致了蛋白质的多样性。 （展示蛋白质多样性的 原因） 请同学们看下面两张图 片， 分别是胰岛素和血红蛋白 的结构图， 从图中我们可以看 出胰岛素有两条肽链构成， 而 血红蛋白有四条肽链构成。 胰 岛素的功能是降低血糖， 血红 蛋白是运输氧气。 由此我们可 以看蛋白质的结构决定了蛋 白质的功能，结构具