组成生物体化合物—蛋白质和核酸[教案征稿]

组成生物体化合物—蛋白质和核酸[征稿] 教案评比 曾小军（江西泰和县第二中学 343700） 1 教材内容分析 “蛋白质和核酸”是人教版高二《生物》第一章第二节“组成生物体的化合物” 中的重要内容。蛋白质和核酸是生物体最主要的两类化合物，是生物体具有的共同的 主要物质基础，而蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者，有什么样的蛋白质就能 表达什么样的生物性状，核酸是一切生命的遗传物质。蛋白质的内容是本节的重点和 难点，可为学习后面的内容“细胞结构和功能”、“细胞分裂”打好基础；又是第六章 “遗传和变异”的基础。但是，蛋白质和核酸都是有机物，属于有机化学的教学内容， 而这时学生还没有系统学过有机化学，且内容较为微观和抽象，课堂教学存在一定难 度。在处理这部分教材时，就得根据学生的实际知识水平和学习特点，深入浅出地讲 解，尽量让学生主动参与，让他们得出结论，获得知识和成就感。 （1）基础知识：掌握蛋白质和核酸在化学组成上的特点、存在形式 和生理功能。（2）能力培养：通过对蛋白质和核酸分子结构的认识培养学生化繁为简 的学习能力、获得新知识能力以及综合运用知识的能力。（3）情感态度与价值观：根据化合物的结构特点与功能特点是相互统一的辩证观点，通过对蛋白质结构和核酸分 子结构多样性的分析使学生初步理解生命的“秩序”性，进而理解“秩序”对生命的 重要性。 （1）组成蛋白质的基本单位——氨基酸的结构特点、蛋白质的分子 结构及其功能特点之间的相互关系。（2）核酸的基本单位——核苷酸的特点和核酸的 种类及主要功能。 肽链的形成过程、蛋白质分子的多样性与功能多样性的关系 2 教学准备 肽链的形成过程及血红蛋白、胰岛素分子空间结构图的有关多媒体课 件素材（来自泰和二中生物资源库），DNA双螺旋结构模型（其中包括了核苷酸分子 的结构及组成模型）。 3 教学策略 探究式教学法、图示法、讨论法、学生自主学习法等多种方法结合。 4 教学过程安排1课时） 4.1 3 ?请学生回顾上节课讨论的4种化合物在细胞中的存在状态及主要功能。?生命的主要物质基础是蛋白质和核酸。恩格斯曾经说：“生命是蛋 白质的存在形式”。恩格斯所说的蛋白质，就是现代分子生物学中的蛋白质和核酸。为 什么可以这样说蛋白质是构成生物体细胞结构的基本物质，核酸是一切生物的遗传物 质呢？这还得从它们的结构谈起。 4.2 30 4.2.1 指导学生阅读“蛋白质的部分”的1、2、3自然段，归纳蛋白质在细胞的含量、 元素组成、相对分子质量 ：占细胞鲜重的7%~10%（仅比水少），干重的50%以上，在生物体内占特殊的位置。 ：基本元素由C、H、O、N组成，很多重要蛋白质还含有P、S，有的含微量 的Fe、Cu、Mn、Zn等。 ：通常蛋白质有几千至几十万个原子组成，相对分子质量为几千直到100万HONSFe其相对分子质量约为64500。 ，3032481637278084以上。如血红蛋白C 4.2.2 蛋白质分子结构层次及功能 这部分内容借助教材内容、肽链形成过程的课件以及《递增法梳理蛋白质 [1]R 文章中的学法来共同探索这部分知识。 之我见》 （1）1是指组成蛋白质的基本单位—氨基酸的通式只有1个，即 NH C COOH 2（形象记忆：碳周围有四个邻居，三个固定邻居即-H、- NH、-COOH， 2H 一个变动邻居即R基），不同的氨基酸分子，具有不同的R基。 （2）是指判断组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的有2个：一是数量标准，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（-NH）和一个羧基（-COOH）；二2 是位置标准，即都是一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 （3） 先荧幕显示肽链形成过程动画（如下图），然后从图中 讲清脱水缩合、肽键、二肽、多肽（肽链）的概念，同时交代氨基、羧基、肽键的写 法，最后启发学生寻找氨基酸数、肽键数（或脱水分子数）、肽链数三者之间的关系。 它们的关系为：当n个氨基酸缩合1条肽链时，缩合水分子数为（n-1），形成（n-1）个肽键，即缩去的水分子数=肽键数=氨基酸个数-1；当n个氨基酸形成m条肽链时，肽键数=脱水分子数=n-m。 NH R R R112R2肽键 C COOH CO COOH +NHHCOOH NH C H NH C O C 22 H H H 2H 二肽 （4）蛋白质分子结构多样性的首先让学生明确：氨基酸以不同种类、 数量、排列顺序形成不同结构的肽链，一个蛋白质分子可以含有一条或几条肽链，肽 链之间又可以借助一些化学键相互连接（荧幕显示血红蛋白、胰岛素分子空间结构图）。 然后师生共同探讨蛋白质分子结构多样性的原因（有4个）：?组成蛋白质的氨基酸分 子的种类不同；?组成蛋白质的氨基酸分子的数量成百上千；?组成蛋白质的氨基酸 分子的排列次序变化多端；?蛋白质分子的空间结构不同。 （5）功能多样性。结构多样性决定功能多样性。蛋白质分子主要有5：? 有些蛋白质是构成细胞和生物体内的重要物质，如人和动物的肌肉主要是蛋白质；? 有些蛋白质有催化作用，如参与生物体各种生命活动的绝大多数酶；?有些蛋白质有 运输作用，如细胞膜上的载体、红细胞中的血红蛋白；?有些蛋白质有调节作用，如 胰岛素和生长激素都是蛋白质，能够调节人体的新陈代谢和生长发育；?有些蛋白质 有免疫（包括细胞识别）作用，如动物和人体的抗体能清除外来蛋白质对身体生理功 能的干扰，起着免疫作用。 （过渡）总之，蛋白质是细胞中重要的化合物，是生命现象的体现者，一切生命 活动离不开蛋白质，蛋白质很重要，但它的合成还需要核酸来控制。 4.2.3 核酸分子的基本单位、元素组成、种类、存在部位、主要功能 请学生阅读“核酸部分”并回答下表中的问，然后老师就本部分知识作简明扼 要的。 主要组成 基本单位 种 类 存在部位 主要功能 备注 4.2.4 包括这节课讲述的组成生物体的每一种化合物，都有其主要的生理功 能。但是，任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动，而只能按照一定的 方式有机的组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基 本的结构形式。 4.3 12 HO，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子3521 （2003年上海）谷氨酸的R基为C数依次是（ ） A. 5、9、4、1 B. 4、8、5、1 C. 5、8、4、1 D.4、9、4、1 2 下列四种化合物哪种是组成蛋白质的氨基酸（ ） A. CH-CH -COOH B.R-CH-COOH 322 H 2NH C.CH-C-CH-COOH D.HOOC-CH-CH-C-COOH 3222 NHH 2 3 （2005上海）某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是（ ） A.6 18 B.5 18 C.5 17 D.6 17 4 （2002广东）生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是（ ） A. 组成肽键的化学元素不同 B. 组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同 C. 氨基酸排列顺序不同 D. 蛋白质的空间结构不同 5 （2002 上海）下列生理活动与蛋白质功能无关的是（ ） A. 氧气在血液中的运输 B. 二氧化碳进入叶绿体 C. 葡萄糖在细胞内氧化分解 D. 细胞识别 6 下列属于核酸组成成分的是（ ） A．五碳糖、含氮碱基、磷酸 B．核糖、碱基、核苷酸 C．脱氧核糖、羧基、磷酸 D．五碳糖、碱基、氨基酸 （答案 1A 2D 3C 4A 5B 6A） 5 板书设计 R C、H、O、N 种类：约20种 NH C COOH 2 基本单位 结构通式： 氨基酸 H 结构特点 氨基酸数目 （1）结构 化学结构 多肽 氨基酸种类 结构多样性 氨基酸的序列 空间结构 蛋白质 结构多样性 （2）功能多样 ?结构蛋白 ?酶 ?运输蛋白 ?激素蛋白 ?防御蛋白 元素组成：C、H、O、N、P 基本单位：核苷酸 5.2 结构 DNA 种类 RNA 功能 6 教学后记（授课后教学得失反馈的主要记载）：略 参考文献 [1] 曾小军.递增法梳理蛋白质知识点之我见.吉安教育.2005.3，50