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生命活动的主要承担者—蛋白质 教学过程  程臣  罗山高中新校区

展示几张平时吃的食物的图片（包括牛奶、瘦肉、鸡蛋、鱼、虾、黄豆、核桃等）并口述：生活中我们的家长会经常让我们喝牛奶，吃鱼，吃坚果等等这些食物，不管我们爱不爱吃他们都会说这些很有营养，对身体好。家长可能并不知道他们为什么有营养，也不知道有什么营养，但是从今天开始我们要知道原因，回家以后要能给家长解释，更要大声对他们说：谢谢您，我爱您！

实际上这些食物里所含的营养物质主要就是蛋白质。

而由于蛋白质分子量大，在人体内是不能直接被吸收和利用的，必须先消化分解为组成蛋白质的基本单位——氨基酸。也就是说氨基酸是组成蛋白质的基本单位。

显然，我们想要理解蛋白质到底是什么就必须先清楚氨基酸的结构和功能。那么什么是氨基酸呢？大家看课本P20页，思考与讨论课本上的两个问题。

总结学生答案：图中几种氨基酸上半部分是相同的，下半部分是不同的。

解释：1.在图中几种氨基酸相同的部分中有一部分是氨基（—NH2），一部分是羧基（—COOH），在图中氨基酸结构中的短横线代表的是化学键，我们来看一段视频。

播放视频，视频内容是关于化学键的概念，主要讲述原子之间形成共用电子对从而结合到一起，即将原子结合到一起的作用力称为化学键，在书面表达上将共用电子对改成短横线来表示化学键。而每个原子能够形成几个化学键是跟原子最外层电子数有关，形成完共用电子对之后，每个原子的最外层电子数要达到8个稳定结构（除氢原子是2个电子形成稳定结构）。

2.关于氨基和羧基，我们要注意氨基和羧基的写法，课本上基本上将每两个原子之间的化学键都写出来了，但是实际上我们可以将常用基团（氨基、羧基、羟基、甲基等）中的短横线不写达到简化的目的，所以常用基团可以分别写成这样，氨基：—NH2，羧基：—COOH，羟基：—OH，甲基：—CH3，而且这些常见基团的写法中，可以镜面对称来写。

接下来我们来看具体的氨基酸的结构特点。

1.每个氨基酸都至少含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同一个碳原子上。“至少”两字指的是，在氨基酸的其他部分也就是接下来要说的R基中可能有氨基或者羧基存在。

2.在氨基酸的结构中，除掉氨基和羧基之外，这个碳原子上连接着一个氢原子（—H）。

3.不同种类的氨基酸的区别就在于除掉氨基、羧基和氢原子的部分，这剩下的部分我们将它整体成为R基，即氨基酸不同之处在于R基不同。

4.“氨基酸”的这一名词跟氨基酸的结构有关，我们通常将含有羧基的分子叫做酸，氨基酸分子中又都含有氨基，故而得名“氨基酸”。

举例说明上述氨基酸结构的特点。

在生物体中组成蛋白质的氨基酸种类并不多，约有20种。

其中有8种氨基酸是人体细胞不能合成的（婴儿有9种），人体必须从外界环境中直接获取，我们将这些氨基酸称为必需氨基酸，包括赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸和缬氨酸（婴儿多一种是组氨酸）；另外12种氨基酸（婴儿是11种）是人体细胞能够合成的，叫做非必需氨基酸[27]。

注意：必需氨基酸和非必需氨基酸是人体都需要的，只不过必需氨基酸是人体细胞不能自行合成的，概念不能混淆。

那么氨基酸到底是怎么作为蛋白质的基本结构构成蛋白质分子的呢？同学们先看书P21页的文字和图片。

总结并补充学生答案：蛋白质是由基本单位氨基酸先形成二肽，再结合氨基酸形成三肽，继续结合氨基酸形成多肽，多肽链盘曲折叠形成蛋白质或是几条多肽链盘曲折叠形成蛋白质。

在这个形成蛋白质的过程中，很明显最基本的步骤就是氨基酸相互结合，那么氨基酸之间是怎么相互结合的呢？

解释脱水缩合的结合方式：一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基相连，同时脱去一分子水。

播放氨基酸分子脱水缩合的动画。

补充解释：脱水缩合简单来说就是“羧脱羟基氨脱氢”。

两个氨基酸分子通过脱水缩合而结合在一起，形成的化合物我们把它叫做二肽，而结合部位（—NH—CO—）这个作用力叫做肽键。

提问：二肽是由几个氨基酸分子脱水缩合形成的？

总结学生答案：2个氨基酸分子脱水缩合形成二肽，一条肽链，一个肽键，脱去一个水分子；3个氨基酸分子脱水缩合形成三肽，一条肽链，2个肽键，脱去两个水分子；多个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物叫做多肽。很明显氨基酸数与肽键数及脱去水分子数有关。

呈现两条肽链、多条肽链的图片，引导学生数清不同条数肽链中含有氨基酸分子数，并发现规律。

总结：肽键数或脱去水分子数等于氨基酸数减去肽链数。

补充练习题。

肽链形成后再经过盘曲折叠形成蛋白质，有些蛋白质就是一条肽链经过空间结构的变化形成的，有些蛋白质是多条肽链经过空间结构的变化形成的。

我们知道蛋白质的种类多达1010~1012种，可是氨基酸种类只约有20种，是如何形成种类众多的蛋白质的呢？同学们根据蛋白质的形成过程讨论。

帮助学生分析：1.形成多肽链时用到的氨基酸种类不同、数目不同，氨基酸的排列顺序不同。

2.多肽链的数目不同，多肽链的盘曲折叠方式不同。

世间万物都遵循存在即合理的自然法则，那么存在如此众多种类的蛋白质，它们到底有什么作用呢？同学们看书P23页，提取蛋白质的功能信息。

总结、补充学生答案：1.结构决定功能，蛋白质结构多样性，决定蛋白质的功能也是多样的。2.蛋白质分为结构蛋白和功能蛋白，结构蛋白指的是参与构成细胞和生物体结构的蛋白质，而功能蛋白具体的功能有很多，例如，催化作用：细胞内的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶都是蛋白质（酶的催化作用类似与化学上无机催化剂的作用，但是酶的催化更高效，需要的条件更加特殊）；运输作用：有些蛋白质作为运输载体，具有运输作用；传递信息：有些蛋白质能够传递信息，从而达到调节机体生命活动的作用；免疫作用：有些蛋白质具有免疫功能，比如抗体；识别作用：细胞膜的外表面有一层由膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，起识别作用。

蛋白质有如此之多的功能，蛋白质才能参与所有的生命活动，任何生物的任何生命活动都离不开蛋白质，所以蛋白质是当之无愧的生命活动的主要承担者！