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高中生物新教材“蛋白质是生命活动的主要承担者”解读

高中生物新教材“蛋白质是生命活动的主要承担者”解读

1问题探讨

这一节用不拆线缝合为问题情境，该实例与生活联系紧密，能激发学生的学

习兴趣。

为什么动物胶原蛋白制作的手术缝合线可被人体吸收呢？从教师用书提供

的参考答案看，这个问题设置对学生而言难度偏大，学生要清楚缝合用胶原蛋白

线在人体内先分解成小分子然后被吸收（我个人认为学生能回答到这个程度就可

以了）。人体胞外基质的主要成分是胶原蛋白，胞外基质中含有催化胶原蛋白分

解的酶（在人体内，一方面细胞合成并分泌胶原蛋白进入胞外基质，另一方面胞

外基质中的酶也催化胶原蛋白的水解，从而保证胞外基质中胶原蛋白含量的相对

稳定），该酶也能够催化和人胶原蛋白类似的动物胶原蛋白水解。这样学生才能

理解为什么教师用书的参考答案是：组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。

2蛋白质的功能

与现行教材相比，新教材选择先讲蛋白质的功能，然后再讲蛋白质的结构。

相对于抽象的蛋白质结构来说蛋白质，功能可以通过具体的实例展示给学生去看

去体会，这样的实例更加形象、具体。因此，新教材此处的处理逻辑是先易后难，

符合学生认知规律。

通过图示展示蛋白质多种多样的功能，让学生在归纳的基础上真正理解“蛋

白质是生命活动的主要承担者”。学生的兴趣也会随之转移到为什么蛋白质具有

这么多样的功能，很自然地就过渡到蛋白质的结构。

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由于现行教材中示意蛋白质功能的图曾在网上被热议，新教材换用了一幅新

图，用运动中的健康少年代替了现行教材的健美女郎，这种修改更符合国人的传

统审美。另外所举例子都仅仅围绕着少年男孩，也能让例子看起来不那么散乱。

3蛋白质的基本组成单位3.1归纳概括出氨基酸的结构

新教材保留了现行教材的思考与讨论，让学生通过对四种组成蛋白质的氨基

酸的结构进行比较，然后求同归纳，抽象得出组成蛋白质的氨基酸的结构通式。

这样的思维活动让学生自行完成，能让学生对组成蛋白质的氨基酸的理解更为深

刻。

3.2α-氨基酸

高中生物教学中强调的是组成蛋白质的氨基酸，从化学上讲属于α-氨基酸

（氨基和羧基连接在同一个碳原子上），当然化学上也有β-氨基酸（氨基和羧

基连接到相邻的两个碳原子上）、γ-氨基酸（氨基和羧基比β-氨基酸再多隔一

个碳原子）等等。讲课时我每次都讲“组成蛋白质的氨基酸”，而不是随随便便

地说“氨基酸”——这一方面是为了更严谨，另一个方面也是照顾学科间的联系，

生物和物理、化学并不存在冲突或者互斥的东西，它们都属于科学。

3.3构成人体蛋白质的氨基酸有21种

新教材提出组成人体蛋白质的氨基酸有21种。学生接触的一些科普读物中，

可能会看到组成蛋白质的氨基酸有20种、21种或22种等不同表述。最早人们

确实只在蛋白质中发现20种氨基酸，后来又陆续发现第21种（硒代半胱氨酸）

和第22种氨基酸（吡咯赖氨酸）。这里需要明确的是，新教材只是强调了人体

中组成蛋白质的氨基酸，这个数目目前就是21种，第21种氨基酸（硒代半胱氨

酸）存在人体某些含硒的蛋白质中。第22种氨基酸主要存在于一些产甲烷的细

菌中，人体中目前还没有发现。

4蛋白质的结构及其多样性4.1关于肽键的变化

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新教材将肽键定义成“连接两个氨基酸分子的化学键”，也就是只指那一条

蓝色的杠杠（见下图所示）。这样的调整使得肽键成为名副其实的“化学键”（化

学中化学键是指将原子连接起来的一种相互作用，并不包括原子本身）。现行教

材的肽键（-NH-CO-）是酰基部分和氨基部分连接起来的，显然作为一个整体它

并不符合化学中化学键的规范。

其实现行教材把（-NH-CO-）作为一个整体进行强调也并不是没有道理。在

化学中，（-NH-CO-）整体具有部分双键的性质，结果会限制与之相连的原子的

旋转。出于稳定性的原因，（-NH-CO-）通常是反式结构（参见图示，即O、H

分别位于肽键的两侧，O和H在图中均已圈出）；现行教材给出的是顺式结