1、第三节 有机化合物及生物大分子教学目标知识目标：1.概述蛋白质的结构和功能，解释蛋白质分子结构多样性与功能复杂性的关系，形成事物统一性的观点，认同生物体的一切生命活动都与蛋白质有关；2.说出核酸的种类和功能；3.尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、蛋白质，分析实验现象，得出结论。能力目标：1.通过氨基酸结构通式的推导，提升分析归纳能力；2.通过探讨氨基酸的缩合过程，提升解决问题的能力；3.用实验检验膳食中的蛋白质成分，培养学生理论联系实际，运用所学的知识解决实际问题，提升知识迁移能力情感态度与价值观目标1.通过对蛋白质的学习，对生物大分子有了完整的认识，对生命体物质有了更多的认识；2.了解蛋白
2、质的检验实验，养成更严谨的科学实验态度,正确使用实验仪器，选择运用合适的实验方法。3.感受探究活动过程，认同探究活动的基本程序，领悟探究、合作精神。学情分析授课的对象是高中一年级的学生，在初中阶段自然科学的学习中已经对有关生物学知识有一定的感性认识。已经学习了有关食物中蛋白质消化吸收的内容，对蛋白质和氨基酸的关系有一定认识，还学习了甲烷、乙酸、氨气等化合物。高中生的感知能力在初中水平上有了进一步发展，感知富有目的性，已能按照目的全面而深刻地观察事物，区别主要和次要，本质和现象。特别是与初中生相比，高中学生的抽象逻辑思维能力有了进一步发展，已能逐步摆脱具体经验的限制。他们往往自己独立地思考问题，
3、研究问题，能全面地看问题。高中生容易接受新信息，他们迫切希望通过自己的自主学习进一步认识生命的本质。新课程的探究活动注重学生的思维和技能训练，学生对于能够亲自参与知识的探究发现过程有很大的兴趣。重点难点教学重点：氨基酸的结构特点与氨基酸形成蛋白质的过程；蛋白质的结构和功能；尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、蛋白质，分析实验现象，得出结论。教学难点：氨基酸形成蛋白质的过程与蛋白质结构多样性的原因。教学过程【导入】大头娃娃事件在安徽阜阳的农村，有一件怪事！从2003年开始，那里的100多名婴儿陆续患上了一种怪病。本来出生健康的孩子，在喂养期间，开始四肢变得短小，身体瘦弱，尤其是婴儿的脑袋显得偏大
4、。当地人把这些孩子称为“大头娃娃”。原来啊是劣质奶粉惹的祸，在千万农村“留守家庭”中，吃不到母乳的婴儿的生命安危正处在劣质奶粉的黑影笼罩中。经检测劣质奶粉蛋白质的实测值仅为3.2%，而我们国家规定0-6个月婴儿奶粉蛋白质含量应达到12-18%的标准，6个月到3周岁婴儿奶粉蛋白质含量应达到15-25%的标准。教师问：蛋白质的英文是protein，源于希腊文，是头等重要的意思，那么蛋白质在生命活动中有哪些功能呢？谁能和我们大家分享一下你所知道的蛋白质的功能？学生回答。【讲授】蛋白质的功能师生共同总结蛋白质的功能：催化（蛋白质的一个最重要的生物功能是作为生物体新陈代谢的催化剂酶，至今已发现3000多
5、种不同的酶。生物体内的各种化学反应都是在相应酶的参与下进行的。如图所示为胃蛋白酶结晶 ） 调节（如胰岛细胞产生的胰岛素是调节动物体内血糖代谢的一种激素）转运（就是从一个地方到另一个地方转运特定的物质。比如位于红细胞内的血红蛋白能将氧气从肺部转运到其他组织；又如细胞膜上的载体蛋白能帮助物质进出细胞） 结构成分（即建造和维持生物体的结构，这类蛋白质称为结构蛋白，它们给细胞和组织提供强度和保护。如组成鸟的羽毛、人的头发、指甲、蹄的角蛋白，组成肌肉的肌动蛋白） 免疫（如抗体，可参与对病原体的清除）教师总结：蛋白质的功能实在是多种多样，生物体的一切生命活动都与蛋白质有关。所以大头娃娃才会因为营养不良而停
6、止生长，甚至丧命。蛋白质功能为何多样呢？蛋白质功能多样是因为其结构多样，蛋白质的每种特定功能都与其特定的结构有关。【活动】蛋白质的结构教师问：蛋白质的基本单位是什么？学生答：氨基酸学生活动：观察四种氨基酸，回答下列问题：1.蛋白质的基本元素组成是哪些？2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有什么对应关系吗？3.四种氨基酸的结构有什么共同之处？学生答：1.基本元素组成是C、H、O、N。2.氨基酸应该有一个氨基，一个羧基。3.每个氨基酸都有一个氨基，一个羧基，一个氢原子，并且都连在同一个碳原子上。师生共同总结氨基酸的结构通式： 碳有4个共价键，第四个共价键上连接的基团这4种氨基酸一样吗？不一样。但他们
7、有一个共同的名字叫做R基团。学生活动：辨一辨：下列组成蛋白质的氨基酸是（）学生回答：1、3、5，并进行分析。教师：大家看，氨基酸的结构通式像不像一个人呢？让我们打开双臂，我们的左手好比氨基，右手好比羧基，两条腿就是氢原子，连接它们的中心碳原子好比我们的躯干，而R基团就好比我们的头，R基团不同，氨基酸就不同。组成蛋白质的氨基酸总共有20种。其中有10种是必需氨基酸，大家请看P14小资料。必需氨基酸就是我们人体自己不能合成的，必需从食物中获取的氨基酸。有些同学为了减肥，光吃蔬菜不吃肉可能就会导致缺乏一些必需氨基酸。如玉米中缺乏赖氨酸，而奶制品、肉、蛋类和大豆制品一般是不会缺乏必需氨基酸的，因此减肥
8、的同时要注意营养均衡。学生活动：说一说下列氨基酸的R基团。学生回答：甘氨酸的R基团是H，丙氨酸R基团是CH3认识氨基酸以后，请大家思考一个问题，氨基酸是如何形成蛋白质的？学生活动：这幅图非常形象地将氨基酸与蛋白质联系在一起阅读课本p13并结合下图，尝试描述脱水缩合肽键二肽、三肽、多肽这几个概念。学生回答：两个氨基酸连接在一起发生的反应叫做脱水缩合，这个过程中产生了一个水分子，形成了肽键，形成的化合物就是二肽。三个氨基酸脱水缩合形成的化合物就是三肽，许多个氨基酸连成一条长链便形成为多肽。教师：PPT演示脱水缩合反应，发生反应的基团是？氨基与羧基，羧基脱去了一个羧羟基，氨基脱去了一个氢原子，形成了
9、一个水分子，C原子和N原子之间形成了共价键，我们将 称为肽键。若三个氨基酸发生脱水缩合则形成两个肽键，失去两分子的水，形成的化合物就是三肽。刚才我们将自己比作氨基酸，左手比作氨基，右手比作羧基，两位同学手拉手就形成了一个肽键，4位同学手拉手就形成了3个肽键，失去了3份水；8位同学呢？7个肽键。但我若要将这条肽链打断成两条肽链，就是破坏一个肽键，给他们一个水，这样两条肽链只有6个肽键了，所以氨基酸，肽链，肽键数目之间有什么关系呢？氨基酸数目-肽链数=肽键数。一个蛋白质不止8个氨基酸，它往往由数百个甚至数千个氨基酸组成，假定20种氨基酸从左往右任意组成一个含100个氨基酸分子的多肽，将有多少种排列
10、组合方式呢？学生回答：20100种多肽。学生活动：尝试分析蛋白质的多样性的原因。学生回答：蛋白质的多样性的原因有：氨基酸的种类不同，数目不同，排列顺序不同。教师问：（拿出电话线）多肽与蛋白质又有什么区别呢？将多肽进行螺旋化，折叠，卷曲，形成一定的空间结构就是蛋白质了。有些蛋白质由不止一条肽链组成，比如血红蛋白就由4条肽链组成，看起来就像一个表面粗糙的球。所以蛋白质多样性的另一个原因就是肽链的空间结构不同。蛋白质的空间结构并不稳定，比如鸡蛋一加热，蛋白质就变性失活了。所以结构多样就决定了功能多样，使得蛋白质成为了生命活动的主要承担者。教师问：蛋白质多样性的根本原因是什么呢？是谁控制了细胞的所有活
11、动并决定细胞和整个生物体的遗传特性呢？学生回答：DNA。教师：DNA就是脱氧核糖核酸，而RNA在合成蛋白质的时候是必需的，它就是核糖核酸。它们都属于核酸。【活动】检测生物组织中的还原糖和蛋白质教师问：哪些食物富含蛋白质呢？学生回答：蛋、奶、肉、豆等等。教师：今天我们就来检测一下大家带来的样品，看一看这些样品是否都是富含蛋白质的食物。通过课前预习，我们了解到蛋白质可以用双缩脲试剂来检测，注意加试剂的顺序是先加A液2mL，震荡摇匀后再加5滴B液，震荡摇匀观察颜色变化。同时我们也想知道这些样品中是否富含还原糖呢？检测还原糖的试剂是本尼迪特试剂，注意加完试剂后还需热水浴加热2-3min。我们总共有8个
12、样品，（一一介绍）4人一组，每位同学负责两个样品的检测，每个样品都要检测还原糖与蛋白质。每个同学完成检测后，组内进行结果汇总，进行分析，得出相应结论。（注意：大家可以用量筒来把握加的量是2mL，梨与西红柿在制备匀浆的时候可以加一倍的水稀释一下，捣出匀浆后直接用吸管吸取便可，无须过滤，因为出汁率不高。）现在开始实验。学生活动：4人一组，编号为甲乙丙丁，每位同学根据学案中表格分配情况负责两个样品的检测，完成以后组内汇总，组内讨论分析，得出结论。学生表格呈现，教师点评（哪些食物富含还原糖，哪些富含蛋白质，哪些食物不适合还原糖的检测）结论：同种生物组织中有机化合物含量是有差异的，如稀释鸡蛋清富含蛋白质
13、，还原糖非常少；不同种生物组织间有机化合物含量也是有差异的，如稀释鸡蛋清，牛奶中蛋白质高，梨，西红柿蛋白质含量非常少。所以根据效果的明显程度我们选择检测蛋白质的理想材料是：牛奶和稀释鸡蛋清；检测还原糖的理想材料为梨汁。在饮料的检测中我们发现奶茶并非所标识的富含蛋白质，或许有少许，但因为本身颜色对实验结果的干扰，所有在选择材料时也要注意样品本身颜色对实验结果的干扰，如西红柿，本身红色，沉淀也是红黄色，虽然这两种红有所不同，但还是不建议选用。教师总结：今天我们学习了蛋白质的结构与功能、核酸，通过实验在独立操作过程中体验了还原糖与蛋白质检测的全过程，学会预期实验结果，观察记录实验现象。与同伴分享各自的实验结果，通过小组讨论集中集体智慧，得出结论。希望大家能把这种实验精神应用到我们之后的学习过程中去，探索更多未知世界。现在请同学们清洗试管，收拾台面。
