蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能

1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能教學(xué)設(shè)計(jì)方案 課 題蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能章節(jié)高中生物必修1第二章第二節(jié)教 學(xué) 目 的知識(shí)目標(biāo)（1）概述氨基酸的基本結(jié)構(gòu)。（2）闡述氨基酸是如何構(gòu)成蛋白質(zhì)的。（氨基酸的縮合反應(yīng)）（3）通過(guò)操作和觀察多肽合成的模擬實(shí)驗(yàn)，解釋蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因以及結(jié)構(gòu)多樣性與功能復(fù)雜性的關(guān)系。（4）通過(guò)分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性和功能的多樣性，形成生物體結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)。能力目標(biāo)（1）通過(guò)比較氨基酸的分子結(jié)構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，總結(jié)出氨基酸的共同點(diǎn)，初步學(xué)會(huì)比較分析和推理能力。（2）能使用常見(jiàn)材料，制作蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)模型，體會(huì)其結(jié)構(gòu)的多樣性，以提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力。德育目標(biāo)通過(guò)研究蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與

2、健康的關(guān)系，確立積極的生活態(tài)度和健康的生活方式。教學(xué)重點(diǎn)（1）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式和氨基酸所和形成多肽的過(guò)程（2）蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因。教學(xué)難點(diǎn)（1）探究活動(dòng)中，通過(guò)比較得出不同氨基酸分子結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)，總結(jié)得出通式。（2）通過(guò)或?qū)W生自己動(dòng)手構(gòu)建蛋白質(zhì)分子模型并比較得出不同模型之間差異產(chǎn)生的原因，從而得出蛋白質(zhì)分子多樣性的原因。教學(xué)方法講述法，談話法，多媒體教學(xué)，探究學(xué)習(xí)法，啟發(fā)式教學(xué)，習(xí)題鞏固。教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)導(dǎo)入講授新課探究活動(dòng)首先請(qǐng)同學(xué)們幫我作個(gè)選擇：我要帶一份可見(jiàn)加餐來(lái)上班，如果從營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的角度來(lái)考慮，在一個(gè)饅頭、兩個(gè)雞蛋，一個(gè)蘋(píng)果，該選擇哪一份呢？提問(wèn)：為什么選擇雞蛋呢？對(duì)

3、了。我們的機(jī)體，每天都需要足量的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是占細(xì)胞鮮重最多的有機(jī)物，如果細(xì)胞失去水分，它可以占細(xì)胞干重的50%以上。單純從比例上推測(cè)，蛋白質(zhì)對(duì)細(xì)胞和生物體一定很重要，那蛋白質(zhì)有什么重要功能呢？它的結(jié)構(gòu)又是怎樣呢？今天我們學(xué)習(xí)第一節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能一、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)（展示表格：玉米葉片中氨基酸的種類(lèi)與含量）這是玉米葉片蛋白質(zhì)中氨基酸的種類(lèi)與含量，分析表中信息回答“玉米體內(nèi)不同蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物有什么共同點(diǎn)？有何區(qū)別？”生物體是由種類(lèi)與數(shù)量不同的細(xì)胞構(gòu)成的，細(xì)胞是構(gòu)成生物體的基本單位。蛋白質(zhì)的基本組成單位是什么？什么是氨基酸？它具有怎樣的分子結(jié)構(gòu)呢？探究活動(dòng)：氨基酸的共同點(diǎn)（展示四種氨基酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

4、式）請(qǐng)大家觀察著四個(gè)氨基酸分子結(jié)構(gòu)，思考下列問(wèn)題。問(wèn)題設(shè)計(jì)：1、氨基酸中有哪些共同元素？2、四種氨基酸在結(jié)構(gòu)上有哪些共同之處？3、四種氨基酸在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，蛋白質(zhì)的基本組成單位是什么呢？?jī)蓚€(gè)雞蛋。因?yàn)樗鼈兊鞍踪|(zhì)含量多，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物都是氨基酸，氨基酸的種類(lèi)與數(shù)量不同。也就是說(shuō)：氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位。氨基酸。1、氨基酸中共有的元素有C、H、O、N也是C、H、O、N。板書(shū)一元素組成基本元素C、H、O、N講述：其實(shí)，在某些蛋白質(zhì)中還含有少量P、S。甚至有些蛋白質(zhì)中，還含有Fe、Cu、Mn、Zn等金屬元素。如血紅蛋白含鐵。這些基本元素是怎樣構(gòu)成氨

5、基酸的呢？演示文稿退回上一頁(yè)。請(qǐng)大家再次觀察這四種氨基酸，他們有哪些共同點(diǎn)？（用紅方框、藍(lán)方框標(biāo)記出結(jié)構(gòu)相同的部分。）關(guān)于羧基，我們可以從二氧化碳來(lái)說(shuō)起。CO2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以寫(xiě)成O=C=O，如果其中一個(gè)碳氧鍵斷裂，氧原子連上一個(gè)H，這樣就會(huì)形成羧基（結(jié)構(gòu)式），也可以簡(jiǎn)化成-COOH，它可以電離出氫離子，顯示出酸性。請(qǐng)大家找一下，在這四種氨基酸中，還有沒(méi)有其他相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)呢？講評(píng)：這個(gè)結(jié)構(gòu)叫羧基，在表示時(shí)，短線表示連接的共價(jià)鍵，不能少。H2N-這個(gè)結(jié)構(gòu)叫作氨基，同樣，短線表示共價(jià)鍵，而且要連接在N元素上。請(qǐng)大家繼續(xù)觀察，這4種氨基酸的羧基和氨基連接位置有何規(guī)律？這個(gè)C原子我們可稱為中心碳原子。

6、再觀察，這四種氨基酸結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別？（用虛線框出不同結(jié)構(gòu)）我們把各氨基酸的不同部分（如第一個(gè)氨基酸的甲基）稱作為R基（-R）。同學(xué)們?cè)龠M(jìn)一步觀察，是不是每個(gè)氨基酸都只有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基呢？大家發(fā)現(xiàn)，除了R基團(tuán)略有差別，這四種氨基酸的結(jié)構(gòu)基本一致，可以用一個(gè)共同的結(jié)構(gòu)式來(lái)表示出來(lái)，我們稱之為氨基酸的結(jié)構(gòu)通式。所以氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以表述為：一個(gè)氨基酸至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且它們都連在同一個(gè)碳原子上。大家能不能結(jié)合我們的上述分析，嘗試歸納出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式呢？都含有-COOH 和-NH2?；蛘邔W(xué)生上黑板寫(xiě)出答案。每個(gè)氨基酸分子都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，連在同一個(gè)碳原子上。中心碳原子上連接的第

7、四個(gè)結(jié)構(gòu)（下面的結(jié)構(gòu)）不一樣。不一定。自己嘗試歸納。一個(gè)學(xué)生上黑板寫(xiě)出。講授新課講評(píng)學(xué)生答案。板書(shū)二基本組成單位氨基酸1、結(jié)構(gòu)通式講述:打個(gè)比方，氨基酸的結(jié)構(gòu)像我們的身體，如果軀干表示中心碳原子，那么身體其他部位對(duì)應(yīng)氨基酸結(jié)構(gòu)通式中哪些部分？人們相互辨認(rèn)對(duì)方主要是看身體哪部分？氨基酸的結(jié)構(gòu)主要區(qū)別在哪里？換句話說(shuō)，氨基酸的種類(lèi)取決于哪個(gè)結(jié)構(gòu)？板書(shū)2、種類(lèi) 約20種R基團(tuán)決定氨基酸種類(lèi)自然界中，氨基酸大約有200多種，但參與合成生物體蛋白質(zhì)的約有20種。這些氨基酸具有共同結(jié)構(gòu)，應(yīng)該具有共同的化學(xué)性質(zhì)。已知：-COOH可電離出H+，顯酸性；-NH2可結(jié)合H+，顯堿性。那氨基酸應(yīng)具備什么樣的化學(xué)性質(zhì)

8、呢？板書(shū)3、化學(xué)性質(zhì) 兩性化合物 既有酸性，又有堿性。請(qǐng)大家看一下練習(xí)題，觀察下列四個(gè)分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，找出可組成蛋白質(zhì)的氨基酸，并說(shuō)出你的判斷理由。簡(jiǎn)單點(diǎn)評(píng)。強(qiáng)調(diào)：判斷一個(gè)分子是否氨基酸的標(biāo)準(zhǔn)就是看它的結(jié)構(gòu)是否符合氨基酸分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位，它是如何形成蛋白質(zhì)的呢？如果第一排同學(xué)代表不同的氨基酸，要連接成鏈，應(yīng)該怎樣做？羧基是我們的右手，氨基是我們的左手，H就是我們的雙腿，R基團(tuán)各不相同，就是我們的頭了。氨基酸分子中R基團(tuán)不同，決定了氨基酸種類(lèi)的不同。齊答：頭。R基。R基。以與酸反應(yīng)，也可以與堿反應(yīng)。既有酸性，又有堿性。指出題目中的氨基酸，并陳述理由。左手拉另一個(gè)人的右手氨

9、基酸的連接，也是一樣“左手”拉“右手”的。這是兩個(gè)氨基酸分子，請(qǐng)大家看問(wèn)題提示，觀察這兩個(gè)分子的變化。（氨基酸的縮合過(guò)程）問(wèn)題設(shè)計(jì)：1、兩個(gè)氨基酸是怎樣連接在一起的？ 2、連接過(guò)程中羧基和氨基分別發(fā)生了什么變化？很好，像這樣一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)脫去一分子水。這種結(jié)合方式就叫做氨基酸的縮合。板書(shū)4、氨基酸的縮合這兩個(gè)氨基酸通過(guò)縮合反應(yīng)形成了一種化學(xué)鍵，這種化學(xué)鍵連接著兩個(gè)不完整的氨基酸。我們把這種特殊的化學(xué)鍵叫做“肽鍵”。 大家注意，我們?cè)诒硎倦逆I時(shí)，不只畫(huà)出短線，還要寫(xiě)出兩邊的結(jié)構(gòu)。“-CO-NH-”肽鍵連接的兩個(gè)完整的氨基酸就叫做氨基酸的殘基。像這樣由兩個(gè)

10、氨基酸縮合形成的化合物我們稱之為二肽。如果三個(gè)氨基酸發(fā)生縮合，形成的就是三肽，以此類(lèi)推，四個(gè)氨基酸縮合形成的就是四肽，一般由三個(gè)或三個(gè)以上氨基酸縮合形成的分子我們統(tǒng)稱為多肽。多肽鏈的形成，僅僅是蛋白質(zhì)合成的第一步，它是蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。板書(shū)三化學(xué)結(jié)構(gòu)多肽多肽是蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，只有具備一定的空間結(jié)構(gòu)，才能稱作蛋白質(zhì)。板書(shū)四、空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是怎樣形成的呢？氨基酸縮合形成多肽，即蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。多肽通過(guò)盤(pán)曲折疊形成了蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)（展示二級(jí)結(jié)構(gòu)。）展示電線：直電線：這就代表多肽鏈螺旋形電線：這就是盤(pán)曲折疊的二級(jí)結(jié)構(gòu)。講述：如果二級(jí)結(jié)構(gòu)再進(jìn)一步盤(pán)曲折疊（擰電線），就形成了更為復(fù)雜

11、的蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)。（展示三級(jí)結(jié)構(gòu)）。多個(gè)不同的三級(jí)結(jié)構(gòu)組合起來(lái)，（展示四級(jí)結(jié)構(gòu)）就形成了具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。此時(shí)，每一個(gè)三級(jí)結(jié)構(gòu)，成為該蛋白質(zhì)的亞基。這樣的蛋白質(zhì)是由成百上千甚至上萬(wàn)個(gè)氨基酸分子構(gòu)成的。例如，（指圖）這個(gè)就是血紅蛋白分子的空間結(jié)構(gòu)模式圖。它的分子式和分子量分別為C3032H4816O812N780S8Fe4，64500道爾頓。與水、氧氣、二氧化碳等無(wú)機(jī)分子相比，有什么特點(diǎn)呢？1、兩個(gè)氨基酸其中一個(gè)的羧基脫去一個(gè)羥基，另一個(gè)的氨基脫去一個(gè)氫，然后第一個(gè)氨基酸羧基剩余部分另一個(gè)氨基酸的氨基剩余部分連接在一起，形成一個(gè)新的化學(xué)鍵，把兩個(gè)氨基酸連在一起。完成練習(xí)題。分子量大。習(xí)題練習(xí)

12、所以我們稱蛋白質(zhì)是有機(jī)高分子化合物。請(qǐng)大家做這個(gè)練習(xí)。練習(xí)題目：10個(gè)氨基酸形成一條肽鏈，脫掉_分子水，形成_個(gè)肽鍵。若形成2條肽鏈，脫掉_分子水形成_肽鍵。一個(gè)由n條肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子共有m個(gè)氨基酸，該蛋白質(zhì)完全水解共需_個(gè)水分子。點(diǎn)評(píng)答案。大家能否根據(jù)這幾個(gè)題的答案，總結(jié)出肽鍵數(shù)、脫下水分子數(shù)、氨基酸數(shù)和肽鏈條數(shù)的關(guān)系呢？蛋白質(zhì)是由一條或多條肽鏈組成，它的空間結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)呢？探究活動(dòng)1、準(zhǔn)備幾種顏色的穿孔塑料珠（每種68粒），幾根細(xì)銅絲。2、分組，隨意穿幾條串珠。3、各組將用細(xì)鐵絲穿成的串珠，按照自己的設(shè)想挽成不同造型。4、將各組的作品進(jìn)行比較。 5、思考、討論各組作品不同的原因。請(qǐng)大

13、家前后四人一組，按要求完成探究活動(dòng)。大家看我手中這幾個(gè)珠串，造型各異。請(qǐng)結(jié)合你們的制作過(guò)程，解釋一下為什么會(huì)各不相同？引導(dǎo)學(xué)生思考：我們手中的彩珠如果換成是二十種氨基酸，數(shù)量成百上千，那么形成的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上會(huì)有什么特點(diǎn)？板書(shū)五結(jié)構(gòu)特點(diǎn)多樣性請(qǐng)結(jié)合剛才我們的探究活動(dòng)，分析一下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。根據(jù)前面學(xué)習(xí)過(guò)的生物學(xué)基本觀點(diǎn)之一：生物體的結(jié)構(gòu)與功能總是相適應(yīng)的。請(qǐng)推測(cè)蛋白質(zhì)的功能特點(diǎn)。完成練習(xí)討論回答：肽鍵數(shù)=脫下水分子數(shù)=氨基酸數(shù)肽鏈條數(shù)動(dòng)手操作，比較異同。發(fā)現(xiàn)同樣的材料，做出的結(jié)構(gòu)大不相同。原因是自己選用的彩珠的顏色、數(shù)量不同，排序不同，扭曲的形態(tài)也不一樣。如果與不同的組組合起來(lái)，結(jié)構(gòu)

14、變化更是多樣。如果換成是氨基酸，而且數(shù)量不做限制的話，我們得到的蛋白質(zhì)的種類(lèi)將是多種多樣的。氨基酸的種類(lèi)不同，氨基酸的數(shù)目成百上千，氨基酸的排列順序變化多端，肽鏈的空間結(jié)構(gòu)也千差萬(wàn)別。蛋白質(zhì)的生理功能也具有多樣性?？偨Y(jié)板書(shū)三、蛋白質(zhì)的生理功能 具有多樣性請(qǐng)大家快速閱讀課本34頁(yè)內(nèi)容，了解蛋白質(zhì)的功能。然后我們做一個(gè)小測(cè)驗(yàn)。連線練習(xí)設(shè)置催化功能 角蛋白調(diào)節(jié)功能 酶結(jié)構(gòu)功能 血紅蛋白運(yùn)輸功能 肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白運(yùn)動(dòng)功能 胰島素免疫功能 激素與相關(guān)受體信息傳遞功能 抗體點(diǎn)評(píng)。通過(guò)練習(xí)我們可以看到，幾乎所有生理功能的完成都離不開(kāi)蛋白質(zhì)。所以我們說(shuō)蛋白質(zhì)是一切生命活動(dòng)的體現(xiàn)者。問(wèn)題設(shè)計(jì)：如果我們把蛋白質(zhì)

15、的結(jié)構(gòu)破壞掉，它還能發(fā)揮作用嗎？為什么？請(qǐng)大家結(jié)合剛學(xué)過(guò)的知識(shí)，解釋一個(gè)問(wèn)題1、為什么醫(yī)院使用的蛋白質(zhì)類(lèi)藥劑都要制成針劑？不能口服？所以，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)具有一定空間結(jié)構(gòu)時(shí)，才能表現(xiàn)特有的生物學(xué)活性，執(zhí)行特定的生理功能。新知識(shí)的學(xué)習(xí)就到這里，小結(jié)以下我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容。蛋白質(zhì)的基本組成單位是_。構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本元素是：C、H、O、N。但是當(dāng)氨基酸形成的蛋白質(zhì)，其元素組成中還含有：P、S。氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是_,共有_種、化學(xué)性質(zhì)是_氨基酸通過(guò)縮合形成多肽，其反應(yīng)方程式：（學(xué)生上黑板）多肽經(jīng)過(guò)折疊形成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)和功能方面具有什么特性？_結(jié)構(gòu)的多樣性決定了功能多樣性。這在分子水平上進(jìn)一步證明了生物體結(jié)

16、構(gòu)與功能總是相適應(yīng)的。閱讀課本，了解功能。完成連線題不能。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。沒(méi)有一定的空間結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)也就失去其生理作用了。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)藥物如果口服，在消化道內(nèi)，其結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞，失去功能。小組評(píng)論：1、教學(xué)亮點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)成功之處：（1）、本節(jié)課以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式展開(kāi)教學(xué)。運(yùn)用這樣的教學(xué)方法，就把課堂交給了學(xué)生，突出了教師在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中的指導(dǎo)者、合作者、參與者的角色作用。（2）、通過(guò)學(xué)生講解三肽的形成過(guò)程，使學(xué)生既鞏固了剛剛學(xué)的脫水縮合的知識(shí)，又體現(xiàn)了知識(shí)的學(xué)以致用。（3）、通過(guò)學(xué)生間拉拉手的小游戲，把脫水縮合的反應(yīng)具體化，加深學(xué)生的理解；通過(guò)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)，親自組裝，在“做中學(xué)”，感悟蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。加深對(duì)感悟蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因的理解。（4）、可以讓學(xué)生都能參與探究活動(dòng)，積極參與，積極展示，加深對(duì)感悟蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因的理解。（5）、依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，科學(xué)合理安排授課內(nèi)容，資料準(zhǔn)備充分，教案清楚、工整。能確定重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵。（6）、準(zhǔn)備和選用的教學(xué)