回归生活的“蛋白质”教学设计

杨晓月

摘要：糖类、油脂、蛋白质是人体所需的基本营养物质。蛋白质对每一个个体来说，都有着极其重要的作用。了解蛋白质的存在、功能、消化和吸收的过程，学生能够更好地学习蛋白质的性质。将生活中的蛋白质引入化学课堂，再将蛋白质的性质应用于实际生活之中。

关键词：蛋白质;分组实验;教学设计

文章编号：1008-0546（2020）01-0076-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.01.021

一、课标和教材分析

《普通高中化学课程标准（2017年版）》指出：能分析说明氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。蛋白质的学习最终还是为健康的生活服务。在教材体系中，蛋白质位于“苏教版”高中化学选修1专题二第二单元“提供能量与营养的食物”一节。学生在初中化学和高中化学必修2中，已经初步学习了蛋白质的来源与性质。通过本节课的学习，将进一步加深学生对蛋白质的认识，理解它对人体的重要作用，初步建立化学知识与实际生活之间的重要联系。

二、教学目标

1.了解蛋白质的存在、功能、消化和吸收的过程、补充方法以及研究的重要意义。

2.通过分组实验，初步理解盐析和变性的含义，同时提高化学实验的操作技能。

3.了解蛋白质的基本组成单位，初步理解氨基酸形成蛋白质的基本原理。

4.从我国人工合成胰岛素的化学史中，感悟强烈的爱国情怀，體会科研人员研究的不易。

三、教学重难点

蛋白质的性质

四、教学过程

环节一：回眸身边的蛋白质

【教师】蛋白质的英语单词是Protein，它起源于希腊语，代表“最重要的”。恩格斯说过“没有蛋白质就没有生命。”对于这句话，你是怎么理解的，你赞同吗？

【学生】我赞同这句话，蛋白质对人体来说是不可或缺的。我们体内的酶就是蛋白质。

【教师】在我们的体内有许许多多的细胞，而细胞干重的一半以上都是蛋白质。看看你身边的人，说出蛋白质存在于人体的哪些部位？

【学生】人体的皮肤、头发、指甲等。

【教师】这些是我们肉眼所能看见的，其实还存在于看不到的血液、抗体、病毒、酶中等。以我们体内的血红蛋白为例，它可以从肺中携带O2运送到各个有需要的组织中，又能够携带各种代谢产生的cO2，运送到肺里，然后排出体外，完成基本的代谢过程。

【信息提示】血红蛋白的分子式C3032H4816O872N780S8Fe4

【问题1.1】观察血红蛋白的分子式，你可以得到哪些信息？

【学生甲】组成蛋白质的主要元素有c、H、O、N，血红蛋白中还含有S、Fe。

【学生乙】血红蛋白的相对分子质量很大很大。

【教师】大家观察的很细致，血红蛋白的相对分子质量高达64500，属于高分子化合物。如果人体缺少血红蛋白，可能会导致贫血等疾病。

【问题1.2】蛋白质对人体十分重要，那怎么判断自己是否缺乏蛋白质呢？

【学生】一脸茫然

【教师】缺少蛋白质可能会导致脱发、消化不良、食欲不振、指甲变软或分层的现象。

【问题1.3】你能说出生活中富含蛋白质的食物有哪些吗？

【学生】生活中的鸡蛋、牛奶、肉类、鱼、虾、大豆等。

【教师】像鸡鱼肉蛋奶这种来自于动物体内的蛋白质，我们称之为动物蛋白;像大豆这种来自于植物体内的蛋白质，我们称之为植物蛋白。生活中偶尔会看到有朋友喝蛋白粉（动物蛋白：植物蛋白=2：3），我们是否也有必要买一罐来补充蛋白质？

【问题1.4】观察表1中的具体数据，关于补充蛋白质你有哪些想法？

【学生】如果靠喝豆浆来补充蛋白质，我们需要喝3333mL豆浆才能补充人体每天所需的60g蛋白质，这个实在太难了，不太符合常理，所以我的观点是不能从单一的食物中补充，可以每一种都吃一点。

【教师】太棒了，对于普通人来说，其实每天一袋奶，一个鸡蛋，一两豆腐，2-3两肉，加上4-6两主食就已经足够了，完全不需要额外地去补充蛋白质。

【问题1.5】我们每天摄入的蛋白质在体内经历了哪些转化过程呢？

【学生】以鸡蛋为例，蛋白质经过我们的口腔，进入我们的胃中，在胃蛋白酶的作用下水解生成多肽，再进入我们的小肠中，在酶的作用下水解生成氨基酸。

【教师】一部分氨基酸进入我们的血液中，用来重新合成人体所需的蛋白质，另一部分氨基酸则会发生氧化反应，为我们人体提供能量。在我们的体内，每时每刻都在进行着氨基酸的生成和消耗，比如，我们的胃粘膜2-3天就会全部更新一次，我们的皮肤28天就会全部更新一次。

环节二：探寻蛋白质的结构

【问题2.1】生物上应该学习过氨基酸的内容，你知道氨基酸有哪些种类吗？

【学生】氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸。

【教师】氨基酸一共有20种。其中，必需氨基酸共有8种，婴儿有9种，比成人多了一种组氨酸。对于人体不能自己制造的氨基酸，称之为必需氨基酸，需要我们从食物中去获得。对于人体能够自己制造的氨基酸，称之为非必需氨基酸。这类氨基酸不需要从食物中获得。

【问题2.2】观察图1所示几种常见氨基酸的结构模型，试总结其结构特点？

【学生】通过观察可以发现氨基酸中全部含有氨基（-NH2）和羧基（-COOH），而且它们连接在同一个碳原子上面。

【教师】像这种氨基和羧基连接在同一个碳原子上面的氨基酸，我们称之为a一氨基酸。

【问题2.3】结合氨基酸的官能团，推测其可能具有的化学性质？

【学生】与钠反应、与碱反应，脱水缩合反应。

【教师】其实氨基酸还可以与酸反应，因为氨基显碱性。像这种既能与酸反应，又能与碱反应的特征，我们称之为氨基酸的两性。

【信息提示】氨基酸分子中存在氨基（NH2）和羧基（-COOH）。氨基和羧基可以发生像酯化反应那样的脱水反应，形成肽键，具体的方程式见图2。

【模型演示】像这种2个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物叫做二肽。10～100个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物叫做多肽。

【问题2.4】人体内的氨基酸只有20几种，为什么可以在体内形成10万种以上的蛋白质呢？

【学生】氨基酸的排列顺序以及空间结构不同。

【教师】1965年，我国人工合成牛胰岛素，这是人类历史上首次合成的蛋白质。牛胰岛素是从牛的胰腺中获得的，与人体所需的胰岛素略有差异，而这次合成出来的蛋白质与人体内的胰岛素一模一样，具有十分重要的意义。

环节三：探究蛋白质的性质

【问题3.1】结合生活经验，说说哪些因素会使蛋白质失去活性？

【学生】将生鸡蛋煮熟，做成煎蛋或者松花蛋。

【教师】能够使蛋白质变性的因素还有很多，现在我们通过分组实验来探究。具体的实验要求见表2。

【学生实验1】

【教师】蛋白质溶液遇到强酸、强碱、重金属盐、甲醛等化学物质或受热时发生凝结的过程，叫做变性。蛋白质溶液遇到浓的硫酸铵等无机盐溶液，会析出沉淀，加水后，沉淀重新溶解的过程，叫做盐析。

【问题3.2】如何区分一个盐溶液发生的变化是盐析还是变性呢？

【学生】加水，看产生的沉淀是否会重新溶解。

【教师】在科研过程中，科學家需要对某一种蛋白质进行研究时，就会采用盐析来分离、提纯蛋白质。

【问题3.3】结合蛋白质的性质，思考如何检验新买的羊毛衫是不是由羊毛制成的呢？

【学生实验2】使用镊子夹取红线、白线、黑线，点燃比较味道。

【问题3.4】三种线的主要成分是羊毛线、棉线、腈纶线。每一种线型对应什么颜色呢？

【学生】羊毛线有烧焦的羽毛的气味，对应红线，棉线有烧纸的味道，对应白线，腈纶线有特殊的气味，对应黑线。

环节四：重现生活中的蛋白质

【学以致用】

1.人们夏天外出时，为什么会打着伞？

2.为什么可以使用甲醛溶液制作动物标本？

3.为什么活性乳酸菌饮品不宜高温蒸煮？

4.为什么被子要勤在阳光下暴晒？

5.重金属盐有毒，若有人误食重金属盐该怎么处理？

【归纳与总结】氨基酸可以合成蛋白质，蛋白质可以水解生成氨基酸。氨基酸具有两性，能够发生脱水缩合反应，是因为其通式中含有氨基和羧基，这种特殊的结构决定了它的化学性质。蛋白质可以发生盐析和变性。盐析是一种物理变化，是可逆的，变性是一种化学变化，是不可逆的。

五、板书设计

具体的板书设计见图3。

六、教学反思

1.从宏观辨识到微观探析

本节课从设计之初，便将蛋白质的相关知识点与实际生活联系在一起。环节一（见图4）从宏观的生活现象出发，以血红蛋白为例，从微观角度逐步展示蛋白质的空间结构，依次呈现蛋白质的组成、来源、水解过程。

2.从证据推理到模型认知

因学生对氨基酸的基本结构没有准确的认知，环节二（见图5）直接将常见氨基酸的结构模型提供给学生，学生根据现有证据，可以推理出氨基酸中含有氨基和羧基。在观察的过程中，学生可以搭建关于氨基酸的认知模型。此外，从氨基酸的官能团出发，大胆预测其化学性质，也是对学生证据推理能力的一种考验。

3.从化学回归生活

环节三从生活中使蛋白质失活的因素入手，通过分组实验寻找影响因素。学生在燃烧三种线的过程中，可以闻到真实的气味，从而获得最直接的感受。在以后的实际生活中，学生可以很自然地联想到蛋白质的鉴别方法，从而做到学以致用。