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教材分析

生命活动的主要承担者-蛋白质，这一节是位于人教版高中生物必修一第二章第二节。是本章的重点内容之一。之前学生已经学习了细胞中的元素和化合物，已经初步了解组成细胞的化合物的种类以及其重要性。通过本结合的学习，学生将进一步的认识蛋白质，知道蛋白质的组成及结构特点，了解蛋白质的功能，并学会信息处理和归纳，认同结构与功能相适应的生物学观点，并养成健康的饮食习惯。

学情分析

上一节课学生刚刚学习过细胞中的元素和化合物这一课，知道了组成细胞的化合物有六种，其中包括蛋白质。本节课将对细胞中的蛋白质的结构和功能进行进一步深入的讲解。对于学生来说，他们已经有一定的化学基础所以对于理解氨基酸的结构通式以及脱水缩合反应过程来说并不会很困难。

教学目标

知识目标

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．概述蛋白质的结构和功能。

能力目标

通过引导学生对已知信息的分析比较和讨论，不仅使学生会对已知的信息进行处理，还使学生学会归纳，并最后得出结论。

情感态度价值观目标

1. 认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

2. 树立结构与功能的具有统一性的基本生物学观点。

3. 养成健康的饮食习惯不挑食。

教学重难点

教学重点

1.氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。

2. 蛋白质的结构和功能。

教学难点

1.氨基酸形成蛋白质的过程。

2.蛋白质的结构多样性的原因。

教学方法和手段

1.讲授法：本节课主要采用讲授法，引领学生认识蛋白质，了解蛋白质的组成，理解氨基酸形成蛋白质的具体过程，并了解蛋白质在生物体中有哪些作用。

2.谈话法：通过提问等方式与学生进行交流与互动，充分调动学生的积极性，使学生亲身参与到新知识的学习中。

3.演示法：

①制作集中不同的肽链作为教具，通过演示肽链教具，使学生通过对比自主的归纳出蛋白质多样性的原因。

②选用视频、图片，制作多媒体教学课件，使教学更加直观和形象。

内容

教师的组织与引导

学生活动

教学意图

旧知识复习导入新课

同学们，上堂课咱们学习了细胞中的元素和化合物。我们知道细胞中的化合物主要有六大种，分别是无机化合物中的水和无机盐，以及有机化合物中的糖类、蛋白质、脂质和核酸。那么这六种化合物究竟在我们细胞核人体中扮演着怎样的角色呢？接下来的几堂课中，老师将带领大家一一的去认识这六种化合物。本节课，就让我们从蛋白质来入手，看看蛋白质这种物质，究竟在我们细胞中发挥着怎样的作用。【幻灯片由旧知识复习切换到标题。手写板书2.2蛋白质】

回答：水、无机盐糖类、蛋白质、脂质和核酸

旧知识导入新课，是新课导入的更为自然和快速。

蛋白质是生命活动的主要承担者

1.其实，蛋白质对于我们来说并不算陌生，我们平时吃的很多食物中就富含蛋白质。同学们，你们能举出一些富含蛋白质的食物吗？【同学边列举教师边放幻灯片展示图片】

2.好，事实上不仅我们身边的食物是富含蛋白质的，我们人体也是由蛋白质来构成的。恩格斯就曾经在他的《反社林论》一书中提到：“生命体是蛋白质的存在方式。”这句话的意思就意图在告诉我们，生命的表象是由蛋白质来体现的，没有蛋白质就不存在生命，蛋白质的生命活动的主要承担者。【板书为标题加个副标题—生命活动的主要承担者】

3.也就是说有什么样的蛋白质就会体现出什么样的生物性状，就比如说我们的头发、肌肉、指甲、鸟身上的羽毛、龟背上的龟壳等等这一系列的生物性状都是由蛋白质来体现的。【边说边展示这些生物性状的图片】只不过由于不同的性状所含有的蛋白质的种类和数量的不同，从而造成各种不同的生物性状。

4.那这些构成性状的蛋白质究竟有哪些种类，不同种蛋白质又对生物体发挥了哪些功能呢？想要了解这些问题，我们必须要从蛋白质的基本组成单位来入手。

1.回答：牛奶、鸡蛋、肉、鱼、虾、豆浆、豆腐等

通过让学生列举出富含蛋白质的食物让学生切身体会到蛋白质在我们生活中的出现频率之高。进而理解蛋白质对于生命活动的重要意义。最后通过图片让同学们形象的感知生物体与蛋白质之间的关系，并进一步引出蛋白质的基本单位。

氨基酸的结构通式

1.请同学们跟着老师思考这样一个问题。食物中的蛋白质能够直接被人体利用吗？对，不能。因为种类是不同的。食物中的蛋白质需要经过消化作用被分散成它的基本组成单位然后再被人体吸收，最后重新组合成人体所需的蛋白质种类。【边讲解边放幻灯片】那么蛋白质的基本单位究竟是什么呢？

2.就是我们经常听到的一个名词，氨基酸。也就是说想要研究蛋白质的一切，我们都要从氨基酸来入手。首先我们来看一下氨基酸分子的结构。【展示思考与讨论中给出的四种氨基酸】这四种氨基酸是能够组成蛋白质的氨基酸，大家仔细的观察、比较，看看能不能找出这几种氨基酸在结构上的共同点。【在学生思考的空隙写板书：基本单位：氨基酸】这位同学你来说说，你找到了哪些结构上的共同点？

3.很好通过观察我们不难发现，这四个氨基酸除了下边这四个基团外，剩余的部分结构是一模一样的，都含有这样的一个中心碳原子，它的一侧连接了一个氨基，另一侧连了一个羧基，而剩余的两个键一个连接了氢原子，另一个则连接了四个不同的基团。那如果老师将这四个不同的基团设为未知数R，有没有同学能够上前面尝试着构建一下氨基酸的结构通式？【请学生到黑板上来构建结构通式】

4.你们与这位同学构建的一样吗？【对不一样的同学给出解释】老师也构建出来了这个结构通式，为了方便记忆，我把通式中的中心碳原子比作我的身体，【两臂水平站立】，那么我的两只手就相当于氨基和羧基，而我的腿就相当于连在碳原子下的氢原子，而我的头部则相当于R基。平时我们人类就是通过面部特征来区分不同的人的，而氨基酸也是如此，氨基酸也要根据可变侧链R基的不同来区分种类。

1.回答：不能。

2.回答：都有-NH₂、-COOH、-H、中心碳原子、其余的基团四个各不同。

3.学生尝试着构建氨基酸的结构通式。

4.回答：一样或不一样。

以学生为主体教师为主导让学生自主构建氨基酸的结构通式，培养学生的总结归纳能力，是学生能够更加深刻的记忆结构通式。

氨基酸分类

1.因此，根据R基的不同，我们把组成蛋白质的氨基酸分为了20种。

2.其中有8中对于我们人类来说是无法自身合成的，必须要从外界的食物中获取，【幻灯片展示8种必需氨基酸甲硫(蛋)氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸】，因此我们把这几种氨基酸称为必需氨基酸。而对于婴儿来说，必需氨基酸有九种，比成人多了一种组氨酸。剩下的12种我们把它称作非必需氨基酸，这类氨基酸我们可以自身合成不必非要从食物中获取。所以说，我们以后最好能改正挑食的毛病，也许你不喜欢吃的食物恰好就含有必需氨基酸如果摄入不足就会造成健康问题。

情感态度与价值观渗透。

判断氨基酸是否是组成蛋白质的氨基酸

我们一直在强调这20种氨基酸是组成蛋白质的氨基酸，也就是说只有组成蛋白质的氨基酸才符合此通式。根据这一点我们就可以判断哪些氨基酸是组成蛋白质的氨基酸。【给出四种氨基酸让学生去判断是否能组成蛋白质。】

回答:第一种不能，因为氨基和羧基没有连在同一个中心碳原子上。第二种第三种符合通式，所以能。第四种与第一种一样，氨基和羧基没有连在同一个中心碳原子上，所以不能构成蛋白质。

通过习题对知识点进行巩固。

蛋白质的基本组成元素

既然氨基酸是组成蛋白质的基本元素，那么我们那能不能通过氨基酸的元素组成来判断一下蛋白质的元素组成呢？【提问】很好，此外呢，由于某些氨基酸如甲硫氨酸和半胱氨酸中还含有硫元素，S在构成蛋白质的过程中起了重要的作用，所以组成蛋白质的基本元素还应该加一种S元素。

回答：C、H、O、N

让同学们自己分析归纳出C、H、O、N培养学生归纳的能力。然后由教师给出S元素。

蛋白质的相对分子质量

    说完蛋白质的组成元素，咱们再来看看蛋白质的相对分子质量。【幻灯片展示四种分子的原子个数和相对分子质量分别是水、葡萄糖、牛奶入蛋白和血红蛋白】通过表格我们可以看出表中的四个分子分前两种原子个数只有几个到几十个相对分子质量只有几十到几百，而后两种蛋白质分子原子数目则高达上千个，而相对分子质量更是高达上万。我们把相对分子质量大于5000的分子称为大分子物质，蛋白质就刚好属于这类相对分子质量很大的大分子物质。而我们知道组成蛋白质的单位，氨基酸，它的相对分子质量是很小的，那么小分子氨基酸要想组成蛋白质从数量上讲就要相当多吧。那么这么多游离的氨基酸是如何结合在一起构成大分子的蛋白质的呢？其奥秘就在于一种叫做脱水缩合的反应。

跟随老师的带领一起过度。

过度到脱水缩合。

脱水缩合反应以及由此所涉及到的新的概念如肽键、二肽、三肽、多肽和肽链等并进而讲解氨基酸是如何形成蛋白质的。

【通过边讲解边幻灯片演示的方法逐步的介绍脱水缩合的过程并在此过程中介绍新概念如肽键、二肽、三肽、多肽和肽链等】

1.首先，老师以两个氨基酸的脱水缩合为例，向大家介绍脱水缩合的全过程。脱水缩合反应发生在两个氨基酸的中心碳原子上的羧基和氨基之间，既然叫做脱水缩合，那就意味着要脱去水分子。那么水分子中的氢氧根离子和氢离子都是由哪个基团提供的呢？很好，最终脱去水分子后的C和N就都剩下了一个单个的电子，两个单个的电子凑成一对便形成了共价键，图中绿色框所圈出的部分被我们称为肽键，而两个氨基酸脱水缩合后所形成的整体分子我们称它为二肽。这就是一个完整的脱水缩合反应。

2.那老师要问了，如果再来一分子新的氨基酸，它能不能与这个二肽发生反应啊？【同学来回答】没错，脱水后会再形成一分子的肽键。那么由三个氨基酸脱水缩合所形成的分子我们就称它为三肽。

3.学习到这里我们能不能从中找到一些规律呢？如果五分子氨基酸发生脱水缩合反应所形成的分子叫几肽呀？对，那十个、二十个、一百个呢？对于这些超过是个氨基酸分子缩合而成的分子呢，我们把它们统称为多肽。而通过脱水缩合的方式我们很容易推断出多肽分子应该是呈现一个链状的结构的，那么这个链状结构我们就称之为肽链。【板书：氨基酸脱水缩合形成多肽（链）用箭头表示】而蛋白质就是由这些肽链一条或多条进行盘曲折叠而形成的具有空间结构的生物大分子。【板书：蛋白质由肽链盘曲折叠而成（用箭头来表示）】

4.【接下来播放一段动画展示一段更为形象的氨基酸组成蛋白质的全过程。】

1.回答：氢氧根由羧基提供，氢离子由氨基提供。

2.回答：可以，因为二肽的两侧还有游离的氨基和羧基可以与新的氨基酸脱水。

3.回答：五肽

4.观看视频，了解氨基酸组成蛋白质的全过程。

由于此处是本节课的重难点，因此需要教师边演示边讲解是学生能够明确脱水缩合的过程和特点。

计算公式

好了，咱们在短短的几分钟之内学习了这么多新的概念又是肽键又是多肽的。接下来我们通过几道思考题来总结一下这些概念之间的关系。

【思考题如下：

①2个氨基酸形成一条肽链，要脱去____分子水，形成____个肽键。

②3个氨基酸形成一条肽链，要脱去____分子水，形成____个肽键。

③那么n个氨基酸形成一条肽链，要脱去____ 个水分子，形成____个肽键。

④n个氨基酸形成m条肽链，要脱去____个水分子，形成___个肽键。

⑤如果每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质的相对分子质量为_____。】

1.【请同学们共同完成1、2小题并让同学总结出一条肽链中氨基酸数、脱水数、肽键数之间的关系。教室在旁边加以启发和引导。从而总结出脱水数=肽键数=氨基酸数-1。进而通过总结出的这个公式共同完成第3个思考题】

2.【教师和学生共同完成较难的第4题，并一起推导出n-m这个表达式，进而让学生总结出：脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数这个公式。】

3.【最后由学生自行完成第五题并总结出蛋白质的相对分子质量的计算公式。教师在一旁加以引导和纠错。】

1.回答：

①一、一、②二、二。

一条肽链中的氨基酸数要比脱水数多一个，脱水数=肽键数。

③n-1、n-1

2.与老师一起做第4题，并总结出公式：脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数。

3.计算出第五题的表达式为：na-18*（n-m）并总结出公式：蛋白质的相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数

让学生通过思考题自己总结公式，充份发挥学生们的主体作用。

练习题两道

1、人体免疫球蛋白中，IgG由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基、羧基数分别是（       ）

A、764和764   B、760和760

C、762和762   D、4和4

2、若组成蛋白质氨基酸的平均相对分子质量是130，那么一个由4条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质其相对分子质量是（       ）

A、31432     B、31486

C、31378     D、36382

【学生教师共同完成，巩固所学知识。】

有关于这一部分的知识点的习题还有很多，在这里咱们就不多做了，回去以后每个人找五道蛋白质部分的练习题练练手。

回答：D和A

1.通过习题1使学生回顾肽链的结构了解游离的氨基酸要在肽链两端和R基中找。

2.通过习题2复习蛋白质相对分子质量的计算公式。

蛋白质的多样性

1.好了，组成蛋白质的氨基酸有20种，那么由这二十种氨基酸所形成的蛋白质又有多少种呢？那么仅仅20种氨基酸是如何构成如此多的蛋白质的呢？

2.解决这个问题之前我们先来讨论一个题外话。英文单词是由26个字母组成的，而单词的个数却是成千上万的，这是什么原因造成的呢？首先我们来看这两个单词to和too，都是什么意思呢？这两个单词字母种类相同，但个数却不同，进而造成词义的不同。我们再来看这两个单词too和two，什么意思？这两个词字母数相同，但字母种类不同，所以词义不同。再看这两个单词呢are和ear？两者字母数量和种类都相同但排列顺序却不同从而造成词义的不同。所以我们可以说字母的种类、数目和排列顺序决定了单词的多样性。那如果我把字母比作氨基酸，单词比作蛋白质的话，组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序能否造成蛋白质的多样性呢？

3【展示三组肽链的教具，第一对肽链的氨基酸数目相同种类不同，第二对种类相同数目不同，第三对种类数目都相同但排列顺序不同。让学生自己总结出氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同造成了蛋白质的多样性。

】

【在此过程中教师在黑板上写板书：氨基酸种类、数目、排列顺序】

此外呢，由于肽链还要经过空间上的盘曲螺旋才能形成蛋白质，因此多肽盘曲方式的不同也是造成蛋白质结构多样性的一个重要原因。【展示不同的盘曲折叠方式的图片并写板书：多肽链的空间结构】

4.正是这四个原因造成了蛋白质空间结构的多种多样。而蛋白质结构的多样性造成了蛋白质种类的多样性，最终导致了蛋白质的功能是多种多样的。

1.回答：10的10次方到10的12次方种（教材中有）

2.“去”和“也”

“也”和“二”

“是”和“耳朵”

3.观察教具寻找异同点。二对种类相同数目不同，第三对种类数目都相同但排列顺序不同。

1.以字母造成单词多样性的原因来类比氨基酸造成蛋白质多样性的原因，生动形象，便于理解，体现了学生主体的指导思想。

2.应用教具展示肽链，直观形象，通过演示肽链教具，使学生通过对比自主的归纳出蛋白质多样性的原因.

蛋白质的功能

既然我们说蛋白质是生命活动的主要承担者，那这么多种类的蛋白质都发挥着什么样的生物学功能呢？

1.首先我们来看第一种，这种蛋白质参与构成生物体，我们的头发、皮肤、指甲、肌肉都是由蛋白质来构成的，就比如说我们头发是由螺旋缠绕的纤维状的角蛋白所构成的，而我们的肌肉则是由肌动蛋白、肌球蛋白和肌钙蛋白三种蛋白组装而成的。这些蛋白都是组蛋白，具有构成生物体的作用。【可展示角蛋白，肌蛋白的图片】

2.还有一种蛋白，它存在于我们的红细胞中，可以结合氧，并随着血液循环给全身各个组织提供氧。这就是具有运输作用的血红蛋白。【展示红细胞和血红蛋白的图片】

与血红蛋白一样，用一种存在于细胞膜上的蛋白质也具有运输作用，它可以实现细胞内外物质的运输，我们把它称为载体蛋白。【展示细胞膜和载体蛋白】

3.还有一种蛋白是由分泌细胞分泌的，经过体液作用于特定的位置，从而对生命活动起到一定的调节作用。这类蛋白质属于激素类。比如胰岛素、生长激素都属于蛋白类激素，具有调节作用。【展示激素调节示意图】

4.我们平时用到的许多清洁产品都是加酶的，比如说洗衣粉，牙膏。加了酶的清洁用品它的清洁效率是不是想到高啊？这是为什么呢？对，而这些具有催化作用的酶也是生物体所产生的一种蛋白质。【展示加酶洗衣粉和加酶牙膏】

5.大家看看，这种蛋白质的形状想什么呀？这种形态的蛋白质存在于我们的体液中，被我们称作免疫球蛋白，能够特异性的和侵入我们体液中的异物发生反应将其清除，从而起到一种免疫防御的作用。【抗体的结构示意图】

6.最后老师要介绍一种存在于细胞膜上的另一种蛋白质，它的一侧连有糖链，所以我们称它为糖蛋白，有它在，细胞就能够识别外来分子，也能够进行细胞间的信息交流。所以这种蛋白h具有识别作用。【展示细胞膜上的糖蛋白】

7.除了这六点功能之外呢，蛋白质由于结构的多样性，还有很多其他的功能，在这里我就不多做介绍了。总之，一切生命活动都是离不开蛋白质的，蛋白质是生命活动的主要承担者。

4.回答：酶具有催化作用。

5.回答：像字母Y。

以讲授法为主，联系生活实际，便于学生了解蛋白质多种多样的生物学功能，更加升入的理解蛋白质是生命活动的主要承担者这句话。

板书设计：2.2蛋白质-生命活动的主要承担者

基本单位：氨基酸