蛋白质教学设计（推荐12篇）
一、教材分析
1、在教材中的地位、作用：
本节课是高中生物第一册第二章第二节的内容。第二章包括蛋白质、糖、脂、核酸。蛋白质是重点内容，在整个教材中起着承上启下的作用，学好这部分内容对学生从分子水平上理解细胞的物质基础和结构基础举足轻重，同时也为今后学习核酸、糖和基因的表达奠定基础。
2、教学目标：
根据新课标的要求和教材的特点，本节课我确定如下的教学目标：
知识与技能：通过阅读课本，观察和讨论，学生能够说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。并能概述出蛋白质的结构和功能。
过程与方法：新教材采用图文并茂的形式，学生在获取知识的同时也掌握了他们分析和处理信息的能力。
情感态度与价值观：考虑到认同生命的物质性对于树立唯物主义观点具有重要意义，而本节内容恰好说明了生命活动的物质基础的重要方面──许多生命活动是靠蛋白质来完成的，因此，在情感目标方面，就确定了“认同蛋白质是生命活动的主要承担者”。
3、教学重难点
而本节课的重点是：（1）、氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。（2）、蛋白质结构和功能及其多样性。根据高一学生的认知能力，结合学生的具体情况，我将教学难点确定为：（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。
二、教法学法
1、学情
高一学生，已经具备许多基本的生物学知识，采用先学后教当堂训练的教学模式
2、教法
新课程标准指出，教师是学习的组织者、引导者、合作者。根据这一理念，我精心设计游戏诱导学生思考、操作，鼓励学生概括交流。因此，观察式、讨论式、归纳式、体验式是我这节课要选用的教学方式。
3、学法
学生作为主体，在学习活动中的参与状态和参与度是决定教学效果的重要因素。根据课标自主学习、合作学习、探究学习的指导思想，在学法的选择上体现出玩中学——学中玩——合作交流中学——学后交流合作的思想。
三、教学过程
这节课为了体现学生是学习活动的主体，我以学生的学为立足点设计了如下的教学过程。
（一）、创设情境，导入新课 最近，在我们国内相继出现了“毒奶粉”“毒鸡蛋”事件。这些事件不约而同的都提到了“三聚氰胺”，为什么三聚氰胺可以提高蛋白质的含量？蛋白质对我们人体有什么重要的作用呢？由此创设情境，导入新课，激发学生兴趣，调动学生思维。
（二）、主动参与，探求新知
在本环节中，我分三个步骤来完成本节课的教学目标。
1、直观演示：
高一学生抽象思维能力不是很强，以形象思维为主。
我将从学生已有的化学知识入手，去学习抽象微观的氨基酸分子。这是甲烷的立体模型，如果我们用一个氨基和一个羧基分别去替换甲烷中任意两个氢原子，甲烷会变成什么样的化合物呢？
通过阅读课本，学生们就可以看到甲烷变成了甘氨酸。甘氨酸像甲烷一样拥有一定的空间结构。观察四种氨基酸在结构上的相同点和不同点，同桌讨论交流并用笔将它们表示出来。通过学生的阅读、观察、对比，学生会归纳总结出氨基酸的结构通式。
为了加深学生对氨基酸通式的理解，并归纳总结氨基酸结构特点。屏显两个化合物并设置以下2个问题进行引导：
含有氨基和羧基的一定是生物体的氨基酸吗？
氨基酸含有的氨基最少多少个，最多呢？羧基呢？ 通过同桌讨论，学生可以总结出氨基酸结构的特点：（1）、氨基和羧基都连在同一个碳原子上。（2）、每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基。强调多余的存在R中。（3）、氨基酸的区别在于R基的不同。这种直观演示、观察、讨论的方法不仅使学生主动获取了知识，也使学生学会归纳总结的方法。不仅突破了本节课第一个教学重难点，也为下面学习脱水缩合做好铺垫。
2、角色扮演：
氨基酸的脱水缩合是本节课的第二个教学重难点。学生阅读完课本，为了激发学生的积极性，在此设计问题串和游戏诱导学生思考操作，鼓励学生概括交流。
（1）、能否利用自身构建氨基酸结构模型？（2）、同排相邻的三个同学怎样模拟缩合成蛋白质？（3）、握手的位置相当于什么？同时还脱去了什么化合物？（4）、三个同学模拟形成的化合物叫什么？四个呢？多个呢？（5）、他们所连成的队伍可以称作什么？ 通过游戏学生对二肽、多肽、肽链、肽键和脱水缩合这几个概念有了较深的理解。为了进一步加深学生对氨基酸形成肽链过程中相关计算的理解，做如下游戏： 请同桌三个学生起立，先两个同学握手，问：两个氨基酸结合脱去多少分子水？形成的肽键有多少个？（都是1个。）如果是三个呢？ 肽键数和失去的水分子数有什么关系？（相等。）脱水数和氨基酸数和肽链数又是什么关系呢？同时让学生一个接一个拉手，学生可形象地进行观察，并容易得出结论。如果是两条肽链呢？脱水数和肽链数还相等吗？再找另一排三个同学一起加入游戏中。
通过形象直观的模拟，学生们非常容易归纳法总结出脱水数=肽键数=氨基酸总数— 肽链数，并将抽象难懂的脱水缩合过程具体化，简单化。
至于蛋白质结构的多样性则鼓励学生大胆的想象和尝试，找出氨基酸如何才能组合出不同的蛋白质。因为是自由发挥想象力和创造力的作品，学生们的想法不尽相同，当他们创作完成，我让他们在小组内进行交流，讨论并找出蛋白质多样性的原因。
在游戏活动中，学生亲身体验和领悟了氨基酸缩合成肽的方式，归纳总结了蛋白质的计算和蛋白质结构多样性的原因。这种学生通过主动学习得出结论的处理方式，是新课标的特点之一，也是落实探究型学习课程理念的具体体现。
3、自主阅读
蛋白质的功能及其多样性，是本节课最后一个重难点。由于教材图文并茂，与生活紧密联系，该环节我设计为学生自主阅读，并设计连线题加以巩固。
通过自主阅读，学生们锻炼了分析、处理信息的能力，同时也实现了教学目标3认同蛋白质是生命活动的主要的承担者。并建立了结构决定功能的生物学观点。
四、课后反馈，学以致用
精选习题，及时巩固本节课的重难点知识。
课堂小结：在新课中，学生通过看一看，想一想，讲一讲来感知氨基酸的结构特点，再通过展示观察阅读抽象出氨基酸形成蛋白质的过程，然后用理论来指导实践让学生们模拟氨基酸的结构和形成过程，让学生在愉快的环境中轻松学习抽象微观的生物知识，从而解决了本节课的三维目标。板书设计
蛋白质
一、氨基酸
二、脱水缩合
(1) 对教材的认识。“生命活动的主要承担者——蛋白质”是高中人教版必修一第二章的内容, 它是构成细胞和生物体的重要有机物, 在细胞及生物体生命活动中起着至关重要的作用。它不仅在必修一中讲到, 在必修二、必修三中也涉及。因此是一个十分重要的课题。但本节课内容比较抽象, 为避免学生产生枯燥、无味的感觉, 要想方设法调动学生的学习积极性, 让学生主动去探索。笔者对本节教学内容构想为: (1) 直接观察日常生活中的东西, 尽可能从生活中挑选学生熟悉的东西来调动学生的学习兴趣; (2) 引导学生通过自己亲身体验总结规律; (3) 在教学过程中尽量多设置一些趣味性的、有一定深度的问题, 和学生一起分析讨论, 增强师生互动。
(2) 教学目标。 (1) 知识目标:氨基酸的结构特点, 以及氨基酸形成蛋白质的过程, 使学生了解蛋白质的组成、性质、用途。 (2) 能力目标:通过对氨基酸、蛋白质分子结构等知识的讨论分析培养学生分析问题的能力, 通过讨论交流培养学生口头表达能力和组织能力。 (3) 情感目标:运用恰当的教学语言, 并通过学生自己参与活动, 激发学生的学习兴趣, 营造出宽松、愉快的教学氛围。
(3) 教学重点和难点。 (1) 重点:氨基酸的结构特点, 以及氨基酸形成蛋白质的过程;蛋白质的结构和功能。 (2) 难点:氨基酸形成蛋白质的过程、蛋白质的结构多样性的原因。
(4) 课前准备。 (1) 教师:准备上课所需的各种材料, 多媒体展示氨基酸形成蛋白质的过程。 (2) 学生:收集牛奶、豆浆、鸡蛋、牛肉、毛发、血液等。
二、教学过程
(1) 情景创设。学生轮流到讲台上参观识别由他们收集来的牛奶、豆浆、鸡蛋、牛肉、毛发、血液等, 让学生说出它们的主要成分分别是什么?然后播放“大头娃娃”事件的有关资料片, 教师简单解说, 让学生以此明白蛋白质在人体生命活动中的重要作用, 激起学生了解蛋白质相关知识的兴趣。
(2) 提出问题。多媒体投影甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸的结构式。让学生分组讨论并分析出这4种氨基酸相似之处, 总结并得出其结构通式。在学生小组交流成果的基础上, 教师再通过多媒体给出几种氨基酸 (包含人体里的和自然界里的氨基酸) , 让各小组抢答。这既能检测学生掌握的情况, 又能活跃课堂气氛, 从而进一步加深了学生对人体中氨基酸通式的理解。
(3) 联系生活。通过多媒体重现电视里常见广告, 如:复方氨基酸胶囊“……富含人体内常见的八种氨基酸……”, 请学生结合课本理解“必需氨基酸”和“非必需氨基酸”区别。提取每一种必需氨基酸名称的第一个字的谐音组成一句通俗易懂的话, 帮助学生巧妙记忆哪些是“必需氨基酸”, 哪些是“非必需氨基酸”, 可以概括为“甲携来一本亮色书” (成人) 、“甲组携来一本亮色书” (婴儿) , 它们是“必需氨基酸”, 其余的是“非必需氨基酸”。
(4) 课本剧表演。在本节课中蛋白质的形成及其多样性很难理解, 课堂上可通过先播放多媒体动画课件来演示两个氨基酸脱水缩合的过程。让学生先从感官上了解此过程。当然仅仅这样做是不够的, 然后让两位同学各代表一种氨基酸来表演两个氨基酸连接的过程。接着创设情境由多名同学各代表一种氨基酸来模拟多肽的形成过程。这样的亲身历练让学生在活动中领悟氨基酸的连接、多肽的形成, 更容易理解脱水缩合、肽键等概念。问题一:n个氨基酸形成一条肽链时, 脱掉了几个水分子?形成几个肽键?问题二:如果n个氨基酸形成m条肽链结果又将如何呢?在对系列问题的自主研究、小组讨论、协作交流的基础上, 学生可以在小组内甚至小组间展示自己的学习成果, 相互借鉴、取长补短, 群策群力得出小组内的共同意见, 最后师生共同总结, 得出结论。在学生活动之后, 再鼓励学生对蛋白质多样性形成的原因进行探讨, 充分发挥自己的想象力和创造力, 以拟人化的形式设计台词并上讲台表演。这样不仅可以让学生很快地掌握本节课的难点, 还激发了他们对生物学科的学习兴趣, 同时又培养了学生的组织能力和表达能力。
(5) 图片展示。视觉思维是人大脑接受知识的重要途径, 学生更容易接受直观生动、色彩缤纷的知识。在课堂教学中, 业已设计了一系列的学生活动能增强学习趣味性, 将学习和活动有机地结合起来。而图片展示就是一种提高学生兴趣的有效途径, 它为学生提供较为直观的情景资料。教师展示课前精心挑选的图片, 作必要的介绍, 然后让学生叙述它们的功能。再联系自己身体的相应部位, 进一步来理解蛋白质的重要性, 通过视觉思维与语言思维的相辅相成提高课堂效率。
(6) 课堂反馈。课堂教学目标能否实现, 学生活动方案开展是否有效, 关键还得看学生对知识的掌握程度。因此, 精心设计针对性的当堂检测题, 及时检测教学重点和难点, 是教学设计中不可忽视的重要环节之一。教师可通过检测及时发现学生掌握的情况、分析成因, 从而采取合理方法及时弥补。例题: (1) 如果一个蛋白质含有1条肽链, 共由50个氨基酸脱水缩合构成, 若每个氨基酸的平均分子相对质量是128, 那么该蛋白质的相对分子质量是多少? (2) 一个蛋白质含有N条肽链, 共由M个氨基酸脱水缩合构成, 若每个氨基酸的平均分子相对质量是a, 那么该蛋白质的相对分子质量是多少? (写出通式)
三、教学体会
随着人类基因组图谱绘制的完成，生命科学进入了后基因组时代，因此，诞生了一门在蛋白质水平上的新学科“蛋白质组学”。随着蛋白质组学技术的飞速发展，以及用于蛋白质鉴定和功能推测的生物信息学的不断发展与完善，蛋白质组学已成为鉴定疾病相关标记和治疗靶点的有效工具，并对生命科学产生了深远的影响[1]。
为迎接更全面的生命科学的发展，提高生物科学专业学生适应学科发展的需要的能力，我们学院专门开设了针对生物科学专业的限选课程——蛋白质化学与蛋白质组学。本课程在介绍蛋白质化学基本内容的同时，兼顾学科发展动态，使学生掌握蛋白质组学的基本理论、基础知识、主要研究方法和生物信息学在蛋白质组学及蛋白质工程方面的应用及典型的研究实例，力求增长生物科学专业学生的专业知识与技能，为完成毕业论文设计及今后从事生命科学相关工作打下坚实基础。课程开课几年来，笔者及同教研室课题组对蛋白质化学与蛋白质组学课程的教学理念、教学内容、教学方法，教学效果评价方式进行了积极的实践与探索。
一 教师本身要努力提高教学质量
蛋白质化学与蛋白质组学的授课对象是生物科学专业本科三年级的学生。该阶段的学生面临毕业论文设计及准备考研两大难题，对此，本课程的教学目标应该是养成学生的科研思维，提高实验设计水平，培养其动手能力。这就要求教师必须更新教育理念，改变以往理论课单向授课的方式，要认识到此时的教学课程必须以学生为中心。因此，教师在精心准备教案讲义，认真制作多媒体课件的同时，应当思索如何灵活地运用各种教学方法，引导学生的兴趣，并使学生参与到教学过程中来。提高教师自身的理论水平和科研能力，改革教师课堂教学方法和教学结构，认真研究学生的认识规律和学习方式，培养学生的学习兴趣，充分调动学生的主观能动性是提高教学质量所必需的。在教学过程中，教师扎实的理论基础、丰富的科研经验、熟练的实验操作水平是引导教学成功的先决条件。
二 教学理念要转变，教学方式要灵活
“以学生为中心，以能力培养为导向”这一理念近年来备受教师关注和学生欢迎[2]。这一理念强调由教师引导，确定教学目标，学生为中心和主导，根据教学目标，主动收集整理资料，自主探究相关知识，发现问题，分析问题，解决问题，最后由教师总结，将学习的主动权真正交还给学生。这样，教师与学生在发现分析解决问题的过程中，各自完成教学任务，效率和认知度远超过以往单向的教授方式。
由于该门课程为限选课，选课学生维持在25～40人左右，因此，教师从备课开始就应以灵活的方式与学生去沟通。在课堂上，我们在进行多媒体教学的同时，增加与学生的互动，及时掌握学生的兴趣点与理解程度，可以充分调动学生的积极性。实践证明，教师更新教学理念，提高教学质量，对于端正学风，提高学生的积极性有着积极的作用。
生命科学是一门实践性很强的科学，因此理论与实践相结合是完成教学任务的必经之路。因此，笔者根据课程的教学内容和学生的理论水平及兴趣点，经常开展各种课间讨论，促进学生深刻并灵活地掌握知识。笔者常采用以下方式：首先，生命科学是一门发展迅速的科学，与医学、社会学等学科有交叉，且与我们的生活生产密切相关。因此，灵活地举例对于培养学生的学习兴趣显得十分重要。例如，北京蛋白质组学研究中心是我国蛋白质组学国家重点实验室，作为国际人类肝脏蛋白质组计划实行总部，目前该中心已成功鉴定人类肝脏蛋白质13000余种，并绘制了高可信度的肝脏蛋白质互作图谱，发现了58种潜在的肝脏疾病候选基因等。像常见的脂肪肝、肝炎病毒感染、肝癌癌变及转移等标志蛋白质陆续被发现，为今后肝脏相关疾病的预防及治疗打下了坚实的基础。通过这一举例，既能够增强学生对蛋白质组学的认可度，且因为该项目为我国自主研究项目，能够为学生提供今后科研的方向，也能增强学生的科研信心。其次，安排学生参加教学实验或科研实验，引导学生有意识地学会科研思维，激发学生学习兴趣，培养其分析问题和解决问题的能力。例如，通过让学生参与笔者主持或参与的科研课题，了解科研实验的实施过程，在此过程中理解并掌握所学知识。再次，指导学生进行实验设计和科研设计，培养其科研能力。例如，让学生根据需解决的科研问题和掌握的实验方法等，指导其通过参考文献等方法进行初步的实验设计及课题研究报告的撰写。近年来，笔者已指导学生撰写科研课题研究报告多项，并获学校及学院立项，极大地提高了学生的信心和兴趣。此外，为了提高课程的实用性，提高学生的动手能力和解决问题的能力，笔者所在学院开设了开放实验课程，我们鼓励学生主动地进行实验设计，习得相应的实验技能。
三 考核方式和教学效果评价方法要改进
高校的选修课程普遍采用平时成绩和期末成绩综合评价的方式进行考核。以往的课程其平时成绩部分通常以出勤率或者答题的方式为参考，对于评价学生的学习效果并不适用，而期末成绩仅凭一张理论考试试卷也难以评价学生的科研思维和能力。生命科学是一门实践性很强的学科，而蛋白质组学的教学目的，是通过本课程培养学生的科研思维，培养学生的科研能力。因此，在考核方式上，也应当实施多种考核方式，综合评价学生能力。考试方式主要由平时成绩、综述写作及期末理论考试成绩组成。以探究式教学方法教学，重点在于灵活地考查学生运用理论知识探究科学问题的能力。因此，在平时，我们让学生以小组或个人形式，自由地进行发挥。如，进行课题设计，讨论实验思路，撰写研究论文，演讲PPT及答辩等方式进行评分，借此改变单独理论考试的单一形式，建立更科学的多元化评价方式，引导学生进行探究式学习，注重对学生能力的培养。此外，综述的写作有助于学生形成对某一科研领域的综合认识，期末理论考试主要考核蛋白质组学相关概念和理论的掌握程度，同时结合实验分析题也可以一定程度上了解学生对某些重要蛋白质组学技术的掌握程度。
蛋白质化学与蛋白质组学这门课程作为生物科学专业学生的限选课程，在国内院校开得并不多，该课程在我校已开设多年，以探究式的教学方式为主要教学方法受到了学生的欢迎和肯定。对于需要进行毕业论文设计和今后即将进入医院或科研机构的生命科学专业学生来讲，这门课程在一定程度上让他们初步形成了科研思维，并且得到了一定的训练，对于今后进入实验室有着较好的铺垫作用。此外，毕业论文设计的指导老师也普遍认为学生具有一定的科研思维能力，知识较全面，因此也充分显示了该课程教改的优势和效果。endprint
四 教师应当以身作则，培养学生求真的科学态度
伟大的教育家陶行知曾说：“千教万教教人求真，千学万学学做真人”。科研探索是用于发现问题、分析问题和解决问题的，在此过程中，需要对每次的实验结果进行多次论证，力求结果的真实及科学性。孔子云：“其身正，不令而行。其身不正，虽令不从。”因此，教师自身良好的教学态度和科研精神起到了楷模示范的作用。由于学生理论及实验水平有限，在课外指导学生进行实验设计或论文撰写时，教师必须直接参与并监督实验的实施与完成，在此过程中，教师需要一丝不苟，严谨求真，坚韧不拔，同时，也应严格要求学生在实验前做好各项准备工作，实验过程中规范操作，对实验结果进行独立思考和分析，杜绝造假及人为疏忽。
在处理与学生的关系时，一定要真诚平等，这一点十分重要。教师传授知识，学生学习知识，师生关系融洽是完成教学任务的一项重要保证。教师如能自律，一丝不苟，真诚平等地对待每一位学生，那么学生也会以真诚的态度对待课程，如此才会有良性循环。
综上所述，蛋白质化学与蛋白质组学的教学过程中应时刻把握“以人为本，以学生为中心”的教学理念。将探究式教学方式贯穿课程的教学过程，能够提高学生的科研思维和创新能力，在此过程中，学生自主或相互合作，与教师共同参与教学过程，激发了学生的学习兴趣，充分地调动了其主观能动性，因而直接提升了教学质量，对于面对即将进行毕业论文设计，即将考研或即将实习的生物科学专业学生而言，受益匪浅。
当然，该门课程属于新开课程，碰到许多难题。首先，在教材的选择上，我们选择很久，教育部没有正式出版的专门针对蛋白质化学与蛋白质组学的规划教材，因此，我们选择何华勤主编的《简明蛋白质组学》作为授课教材，该书内容全面且简明扼要，并以利布莱尔主编的《蛋白质组学导论——生物学的新工具》、Wilkins主编的《蛋白质组学研究：概念、技术及应用》为参考书要求学生阅读。第二，学生前两年以修学分为主，理论课程较多，实践时间较少，因此对本课程很多稍微复杂点的实验内容，如亲和柱层析、DIGE等缺乏深刻理解;此外，课程中讲解到的各种实验仪器，如双向电泳系统、质谱仪等由于价值不菲，对本科生的开放程度有限，因此，学生即使掌握理论，但无法形成深刻认识;最后，生物信息学内容专业复杂，学生的认知度与课程要求有落差，限制了教学的效果。但是笔者与同课题组成员课余开放本研究所现有的双向电泳平台，力求为学生创造条件。
生命科学学科发展日新月异，高校人才培养观念和体系也要不断与时俱进，教师需要不断修正教学方案，及时总结教学规律，才能提高教学质量，这样才能真正做到以学生为中心，以能力培养为导向，努力而有效地培养出适应社会和经济发展需求的生命科学学科专业人才。
参考文献
[1]尹稳，伏旭，李平.蛋白质组学的应用研究进展[J].生物技术通报，2014（1）：32-38.
一、本节内容涉及到了有机化学的相关知识，所以了解学生的有机化学知识基础非常重要。而高一新生在初中没有学过有机化学的内容，高中化学还没进行到有机化学部分，所以在教学中要充分考虑到学生的有机化学知识不足，要加强基本概念的讲解，避免学生不理解。
二、本节课中氨基酸的结构特点是重点，氨基酸形成蛋白质的过程及蛋白质的结构和功能是难点。我在教学时结合学生的认知，把人的躯干比作碳原子，两臂比作氨基（—NH2）和羧基（—COOH），双腿比作氢原子（—H），每个笑脸比作侧链基团（R基）进行了教学设计，由于侧链基团（R基）的不同从而区分不同的氨基酸，使学生很形象的理解了本节课的重点。又进行了让一排的学生手拉手比作氨基和羧基进行脱水缩合形成多肽的教学设计，很好的突破了本节的教学难点，取得了比较理想的教学效果。
三、在备课的过程中，我尽力形成一个条理清楚、教学风趣的的风格，注重语言和板书的设计。同时注意课堂中出现的机会，进行情感价值观教育。在本节课中我根据科学史话，对学生进行了爱国主义的教育。
四、在教学时考虑到学生的认知基础，设计了从甲烷入手，逐一替换氢，由已知到未知，让学生了解了氨基酸构成的基本方式。对于蛋白质的功能，让学生自主阅读和通过图片进行总结。
1、课堂时间驾驭不好。因为我平时教学是把蛋白质安排为2课时，但二中要求1课时，上课中不自觉的又进入了习惯性教学中，在评讲练习时前半段花的时间过多；又因为没有提前充分了解二中学生学情，还是象对着自己的学生一样，讲解过细，又耽误了不少时间。导致最后下课拖了堂，结束匆忙。反映出自己面临新场景时教学应变能力和临场控制能力还有欠缺。
2、因为使用了PPT，在板书上省略了许多，导致板书内容偏少，板书结构不是很完整。可能会影响学生笔记的有效性。
3、细节或基础知识强调过多（如预错分析），对纪中学生而言可能会更有效，但对二中生源质量而言设置问题应该更要加强梯度或层次性，引导学生学习更加深入，更加注重知识宏观或整体性。
4、可以适当创设更多的情境，为教学服务。
还原糖+斐林试剂→（水域加热）砖红色沉淀
脂肪+苏丹Ⅳ→红色
蛋白质+双缩脲试剂→紫色
淀粉+碘液→蓝色
2.实验材料
未知组织样液（苹果汁、马铃薯匀浆、蛋清组织样液、花生种子匀浆）
3.实验程序
（1）分组实验，对未知样液进行鉴定
（2）填写实验表格，记录实验结果
（3）得出结论
（4）评价交流
4.拓展探究
（1）雪碧饮料与木糖醇饮料所含还原糖有差别吗？
（2）米粉和奶粉的营养成分有什么主要区别？
（作者单位 吉林省吉林市第十八中学）
1.1 本次课在教材中的地位和作用
本次课选自第四军医大学出版社出版殷蓉蓉主编的《生物化学》教材第一章的前2节内容。良好的开端是成功的一半。如果学生一开始就对生物化学感兴趣, 那么以后的学习一定会倍感轻松, 而且本次课与后面的酶、氨基酸代谢及蛋白质的合成等章节内容有直接的联系。
1.2 教学目标
根据教学大纲要求及本次课的内容, 同时考虑到本章节在本教材中的重要性, 确定本次课的教学目标。
1.2.1 认知目标
(1) 掌握蛋白质元素组成的特点、蛋白质组成的基本单位和蛋白质二级结构常见形式的结构特点; (2) 熟悉蛋白质一、二、三、四级结构的概念及维持其结构稳定的化学键; (3) 了解氨基酸的显色反应及结构域。
1.2.2 能力目标
培养学生的理解能力和空间想象能力, 如对蛋白质一级结构和空间结构的理解。
1.2.3 情感目标 (1) 激发学生的学习兴趣, 培养其主动学习与
思考的习惯; (2) 加强师生互动, 建立良好、融洽的师生关系; (3) 体现教书育人思想。
1.3 重点和难点
重点:蛋白质元素组成的特点、蛋白质基本组成单位、氨基酸等电点、蛋白质二级结构的类型及特点。
难点:氨基酸等电点的概念理解和应用;对蛋白质空间结构的理解。
2 说学生
我校五年一贯制大专招收的是初中起点的学生, 部分学生原本基础较差;不少学生的基础知识, 特别是有机化学知识不扎实;有些学生的学习方法欠佳, 这些因素都制约着学生的学习效果和积极性。但是学生的年龄多为15~18岁, 对新事物具有强烈的好奇心;智力水平接近成人高峰状态;自我表现意识较强, 学习兴趣集中。因此, 在生物化学课堂教学过程中要尽量创造和谐的气氛, 培养和激发学生的学习兴趣。
3 说教法
3.1 直观教学法
本次课内容抽象, 对学生的空间想象能力要求较高。为帮助学生理解, 可利用实物模型和多媒体课件展示教学内容, 这样不仅可吸引学生的注意力, 而且可把抽象的内容形象化、具体化, 如蛋白质的一、二、三、四级结构。
3.2 比喻教学法
一级结构可比喻为糖葫芦, 山楂相当于氨基酸, 串山楂用的木棍相当于肽键;二级结构可比喻为电话线、旋转楼梯 (α-螺旋) 和折叠扇 (β-折叠) ;三级结构可比喻为只有一条线的线团;四级结构可比喻为由2条或2条以上的线所组成的线团, 每一条线所形成的线团相当于亚基。教师通过形象的比喻启发学生的想象力, 这样就使学生先获得感性认识, 再结合概念上升到理性认识, 最终牢固掌握知识。
3.3 对比教学法
教师从蛋白质各级结构的概念、维持其结构稳定的化学键以及其结构特点等方面, 将蛋白质的一、二、三、四级结构进行对比, 以免学生混淆, 特别应强调三级结构和四级结构的区别, 这是学生最容易迷惑的地方。三级结构由1条多肽链组成, 而四级结构由2条或2条以上的多肽链组成。通过对比教学, 培养学生及时归纳、总结的习惯。
3.4 问题教学法
教师根据本次课的重点、难点内容提出问题, 通过教师与学生的双边活动, 以达到使学生主动学习、理解和掌握知识的目的, 如维持蛋白质二级结构的化学键是什么;在生理pH值条件下, 哪些氨基酸带正电荷等。
3.5 情感教学法
教学中应注重教学互动, 注重与学生加强情感交流, 贯彻情感教育原则。如讲到氨基酸的两性解离和等电点时, 让学生判断某一氨基酸处于某一pH值的缓冲液中所带的电荷是什么, 有相当一部分学生无法做出正确回答, 这时可借助古语“近朱者赤, 近墨者黑”来帮助理解。处于等电点状态的氨基酸, 若让它处于相对酸性的环境中 (即pH
4 说学法
学习的主体是学生, 学习成功的关键在于掌握科学的学习方法。教师在教学中不但要传授知识, 更要教会学生如何学习。无论学习哪门课程, 学生都要学会先理清知识脉络, 再进行详细扩展的学习方法。不可“只见树木, 不见森林”, 学完后一头雾水。因此教师在讲本次课之前, 要先将所讲内容用结构图的形式呈现出来, 在学生理清知识的脉络后, 再对相关内容详细讲解。如本次课的知识脉络结构见图1。
同时, 还要注意培养学生良好的学习习惯。学生课前预习并写出预习笔记, 课后做适当的练习, 这种学习习惯有助于对知识的巩固。
5 说教学过程
5.1 导入新课 (5分钟)
从疯牛病或镰刀状红细胞贫血的病因是蛋白质结构改变说起, 然后引出究竟什么是蛋白质, 它由哪些元素组成?有哪些理化性质?有什么样的结构特点?采用问题教学法导入新课的目的是为了吸引学生的注意力, 激发学生的学习兴趣, 同时活跃课堂气氛, 培养学生主动学习的能力。
5.2 新课教学 (70分钟)
5.2.1 蛋白质的分子组成
蛋白质的分子组成包括2部分内容, 即元素组成和基本组成单位氨基酸。 (1) 元素组成:先设置问题, 再详细讲解。如已知样品中的含氮量, 怎样计算出样品中蛋白质的含量;或测得某一蛋白质样品的含氮量为0.8克, 则此样品含蛋白质多少克。通过问题诱发学生积极思维, 从而引出蛋白质的主要元素组成这一知识点。 (2) 基本组成单位氨基酸:在讲解氨基酸的结构特点及分类时, 应先简要回顾有机化学的相关知识, 以照顾部分基础较差的学生, 再比较分析各种天然氨基酸的异同, 培养学生及时分析、归纳总结的习惯。在讲到氨基酸的理化性质时, 两性解离与等电点这一知识点既是重点又是难点, 为了让学生更容易理解等电点的概念, 在教学过程中可把氨基酸所处的环境具体化。如试管里发生的过程, 即试管中有某一pH值的溶液, 当溶液中的氨基酸净电荷为零时, 试管中溶液的pH值称为该氨基酸的等电点 (也可用前述的情感教学法来帮助理解) 。然后再将氨基酸等电点这一知识点与氨基酸的分离纯化这一实际用途相联系, 学生将会更加感兴趣。关于氨基酸的紫外吸收性质和茚三酮反应, 可用多媒体课件展示紫外吸收光谱图和直接在课件上使用相应的颜色将不同的反应现象显示出来。
5.2.2 蛋白质的分子结构
这部分内容的总体教学思路为总-分-总, 即先用多媒体课件综合呈现蛋白质一、二、三、四级结构图, 让学生有一个总体、直观的印象, 然后再适时运用比喻教学法分别讲授一、二、三、四级结构的概念、化学键及结构特点, 最后再用对比教学法对各级结构进行详细的比较、归纳和总结, 以达到使学生完全掌握的目的。
5.3 反馈总结 (10分钟)
课堂反馈是检验教学效果的手段, 是教师了解学生是否已掌握所讲内容的试金石。在课堂教学过程中, 教师通过观察学生表情、集体回答、个别回答或做随堂练习题情况的方法来检测学生的掌握情况, 并根据反馈结果及时调整教学。总结能起到画龙点睛的作用, 教师和学生一起共同回顾总结所学内容后, 要再次强调本次课的重点、难点, 这样有利于帮助学生理清知识脉络, 形成清晰的思路。
5.4 布置作业 (5分钟)
新课内容结束后, 教师要给学生布置一些思考题。这些思考题不仅可使学生复习所学内容, 而且可诱导学生预习新课内容, 提高学生的自主学习能力, 如综合比较蛋白质各级结构的特点、蛋白质结构与功能的关系等。
摘要：通过分析教材、学生、教法、学法及教学过程等方面内容, 对蛋白质的分子组成与分子结构进行说课, 以提高教师的教学能力。
关键词：蛋白质,分子组成,分子结构,说课
参考文献
[1]殷蓉蓉.生物化学[M].西安:第四军医大学出版社, 2006.
关键词：蛋白质酶解;实验教学;改革
蛋白质酶解属于传统的蛋白质化学技术，蛋白质在酶的作用下，水解特定的位点，用于一级结构分析肽谱。胰蛋白酶专一作用在赖氨酸和精氨酸的羧基端，但对Arg-Pro和Lys-Pro键没有作用。酶切后得到的肽段碎片需要进一步分析其一级结构，传统的一级结构鉴定需要N端序列仪，随着现代生物技术的发展，质谱作为蛋白质鉴定的主流技术得到广泛应用。因此，蛋白质酶解联用质谱技术测定蛋白质成为学习蛋白质化学的必备知识。在教学实验课中，让学生在掌握传统蛋白质酶解技术同时了解质谱技术在生物大分子中的应用，使学生对蛋白质一级结构鉴定的知识理解得更加深刻，拓展学生的知识面。
本课题小组在蛋白质酶解实验课程进行教学改革，主要做了以下几方面工作：
一、加强学生的实践能力
生物类学科要求培养学生的动手能力，但生物课程实践环节偏少。针对这些问题，在教学改革中，教师首先考虑的是如何加强学生的动手实践能力。由于需要引进现代分析技术，所以改革过程中首要任务是建立中、大型仪器公共服务平台。实验室由生命科学与技术学院实验教学中心与医学院生物实验室联合组成跨学院共享型实验室。通过规范的管理，实现实验室、仪器设备和实验技术人员的共享，并在此基础上建立跨学科的综合性实验教学体系，进行研究型实验教学模式的实践，探索具有同济特色的创新型人才培养模式。本实验室位于同济大学医学院蛋白质研究所，包含4个学生实验室、2个实验准备室、1个仪器室、1个细胞培养室。该所拥有国际一流的蛋白质/多肽研究的实验设备和一流的科研队伍，并承担国家科技部“973”的“SARS”防治基础研究课题、新活性多肽的优化设计与靶分子相互作用的理论模拟和人类肝脏结构蛋白质组学研究、上海市科委“多肽作为艾滋病药物的研制”、国家自然科学基金—— 广东省自然科学基金联合基金等多个项目。
在实验课程改革方面，我们首先采用了实验课程多媒体教学，生动形象地将理论知识直观化，其内容包括实验原理、实验步骤，实验注意事项和实验讨论部分，同时展示实验视频，让学生在动手实验之前具备直观的认识。整个实验过程中，教师指导，学生2～3人一组从最初的溶液配制开始独立完整地完成整个实验。在实验过程中，让小组中每个学生都积极主动地参与到实验中。实验结束后，学生组内讨论，查阅文献，撰写实验报告，分析和解决实验中出现的问题，逐渐培养学生的初步科研思维。
二、实施研究性教学
蛋白质化学课程具有系统性和连贯性，由于实验教学学时有限，如何让学生在短暂的实验课上系统地掌握该课程的理论知识和实验技能是教改过程中的一大难题。另外，我们发现孤立的蛋白质酶解实验并不能，很好地将理论知识和实验操作连接起来。本课题小组将学生的实验课程安排到教师的科学研究项目中进行学会学生实验教学。这种教学方式的改变目的性明确，针对性强。首先教师确定实验方案，这个实验方案是教师课题研究的一部分，由教师提前和学生介绍课题背景，向学生提供相关文献资料，学生通过提前的基本知识学习和文献查阅相关资料，然后教师安排课上疑点难点交流，明确实验可行性分析和实验方案的技术路线，最后在老师的指导下独立完成实验，整理统计实验数据，分析实验现象和实验结果，撰写实验分析报告。这种研究性教学让学生理解每个实验在整个研究项目的位置，让学生以主人翁的意识参与到实验项目中，发挥主动性，使得学生们的大脑与双手同时得到锻炼。
蛋白质酶解属于传统的蛋白质化学技术，单独的酶解实验只是机械地将知识传递给学生，无法达到知识、能力和素质的综合培养。在本小组开展的研究性实验教学中，选择教师课题项目的一部分作为学生教学实验，由教师将该研究课题介绍给学生，同时将现代分析技术质谱技术带入到蛋白质酶解实验中，主要让学生掌握蛋白质酶解技术，了解质谱技术在生物大分子中的应用，看懂质谱图谱和报告，能区别蛋白/多肽的质谱测定和N端蛋白/多肽测序的区别。
三、提高教师素质
蛋白质技术是一门技术性强的学科，发展日新月异，这对从事学科教学的教师提出了更高的要求，急需建立一支高素质、高水平的教师队伍。学校积极开展教师与国内外同行进行学术交流，参加学术会议，培养在职教师进修深造等。教师自身需要不断学习，关注专业最新动态发展，丰富和完善知识体系。教师在进行科研工作时，应不断总结研究经验，有利于在实验教学中对学生动手能力和创新意识的培养。
对蛋白质化学课程进行教学改革，提高学生的实践能力，实行研究性教学，提高教师素质，提高教学质量，不断探索新的教学方法，使教学改革适应时代发展的需要，使学生的综合素质得到进一步锻炼和提高，从而培养出复合型创新性人才。
参考文献：
[1]张艳贞，陈文，郭俊霞，文镜.基于核心能力培养的《蛋白质化学》课程教学改革[J].职业技术教育，2011（32）：28-30.
[2]王秧年，陆大东，叶涛，奚中华，李琳.色谱-质谱联用仪在1-溴丁烷教学实验中的应用[J].实验技术与管理，2011，（28）：
64-65.
宋银
合肥实验学校
230061
第2章
组成细胞的分子
第2节
生命活动的主要承担者——蛋白质
教学目标
1、知识目标
①、概述氨基酸的结构特点。
②、概述必需氨基酸和非必需氨基酸的区别。③、说明蛋白质分子结构的基本方式。④、说明蛋白质结构多样性的原因。⑤、概述蛋白质的功能。
⑥、认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
2、情感、态度、价值观目标
①、通过关注蛋白质研究进展与生物体生命活动和健康的关系，激发学生学科学、用科学的 求知欲。
②、帮助学生树立“结构与功能相适应”的生物学观点。
3、能力目标
①、通过对氨基酸、蛋白质分子结构等知识的讨论分析培养学生分析综合能力。②、通过讨论交流培养学生口头表达能力和逻辑思维能力。③、通过课外资料的收集培养学生收集、整理、遴选信息的能力。教学重点
1、氨基酸的分子结构。
2、蛋白质的分子结构方式和多样性。
3、蛋白质的功能。教学难点
1、氨基酸的分子结构通式。
2、蛋白质的分子结构方式。教学分析
本节课内容比较抽象，为避免学生产生枯燥、无味的感觉，要更加充分调动学生的积极性、主动性，让学生主动探索。教师应该注意从以下三个方面去调动学生的积极主动性：
一、注意将课本中的知识与日常生活的内容紧密联系，尽可能从生活中选取学生熟悉的事例来调动学生的学习兴趣；
二、事先布置生物学习小组成员搜集相关资料，以扩大教学容量并提高一部分学有余力的学生的能力；
三、在教学过程中多设置一些拓展性、趣味性的问题，和学生一起分析讨论，增强师生互动。教学用具
多媒体课件、展示台、学生准备的资料和图片 教学过程
[创设情境
导入教学]
教师利用多媒体课件展示收集来的学生非常熟悉的各种食品的包装袋，放大包装袋上有关食品成分说明，指导学生注意包装袋上有关蛋白质、氨基酸的名称和含量的内容。然后提出问题：人类日常的食物中如果缺乏蛋白质会出现什么情况？
学生讨论一段时间后，播放前几年发生在我省阜阳地区“大头娃娃”事件的有关资料片，教师简单说明解释，以此明确蛋白质在人体生命活动中的重要性，引起学生深入了解蛋白质相关知识的兴趣。[探究新知
引导分析]
一、氨基酸及其种类 ▲ 新知呈现
教师向学生明确，氨基酸是蛋白质的基本单位，要想深入学习蛋白质的知识，必须首先对氨基酸的知识有全面的了解。利用多媒体课件展示课本中的四种氨基酸分子的结构式。
提问：组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种，书本中列举了其中的四种，仔细观察它们的分子结构有什么特点？
▲ 师生互动
学生讨论总结：至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。学生得出结论后，请生物学习小组的成员展示他们搜集的若干其他组成生物体蛋白质的氨基酸的分子结构式，为其他学生简单讲解，进一步加深学生印象。▲ 问题拓展
教师在学生刚才讨论的基础上进一步请学生思考两方面的问题，引导学生拓展思维，深入思考问题。
问题一：下列物质中，不是组成蛋白质的氨基酸的是（）。
A
C
学生根据刚才掌握的基础知识，应该会得出正确的答案，从而加深对氨基酸分子结构通式的理解。
D
浅谈利用模型进行蛋白质分子结构教学的几点思考
蛋白质分子结构和功能的教学是新课标必修模块一中的重中之重,是帮助学生初步了解结构和功能相统一思想的最佳切入点.在教学中,教师可利用各种模型,让学生充分地理解蛋白质组成单位--氨基酸的.分子结构,从而扩展到整个蛋白质的分子结构乃至蛋白质的功能.
作 者：邵蕾 Shao Lei 作者单位：江苏省南通市南通中学,226001刊 名：中学生物学英文刊名：MIDDLE SCHOOL BIOLOGY年，卷(期)：25(8)分类号：关键词：
什么是蛋白质？
蛋白质是一切生命的基础物质，没有蛋白质就没有生命。
1838年，荷兰科学家格里特发现了蛋白质，他观察到，有生命的东西离开了蛋白质就不能生存。蛋白质是构成一切结构必不可少的成分，生命活动几乎都是通过蛋白质实现的，它是人类生命活动最重要的物质基础。正常成人体内约有16%~19%是蛋白质，人的血液、肌肉、骨骼甚至没有一处不含蛋白质，生命的产生、存在与消亡也无一不与蛋白质有关。
蛋白质的作用
生命是物质运动的高级形式，这种运动方式是通过蛋白质来实现的，所以蛋白质有极其重要的生物学意义。人的生长、发育、运动、遗传、繁殖等一切生命活动都离不开蛋白质。蛋白质在人体内的功能主要有以下三个方面：
人体的构成成分蛋白质是构成组织和细胞的重要成分，肌肉、骨骼及内脏主要由蛋白质组成的。不仅如此，作为生物体内的结构物质，在人类的指甲、鸟类的羽毛、蚕丝中也存在种不同种类的蛋白质。而许多疾病也与蛋白质分子的病变有关，如镰刀型红细胞贫血症就是由于血红蛋白分子上某个氨基酸发生变异而引起的。
构成体内各种重要物质人体内的一些生理活性物质如酶、激素、抗体、神经递质、核蛋白以及细胞膜上、血液中起“载体”作用的蛋白都离不开蛋白质，它对调节生理功能，维持新陈代谢起着极其重要的作用。许多蛋白质可作为药物治疗疾病，如胰岛素、干扰素、免疫球蛋白等等。
供给热能蛋白质是人体内三大能源物质之一，1克食物蛋白质在体内分解时约产生16.7千焦耳的能量。在处于基础代谢状态时，蛋白质供能大约占人体总能量代谢的17%左右。
蛋白质的构成
蛋白质由许多连接在一起形成的生物大分子，因氨基酸的组合排列不同而组成各种类型的蛋白质，在人体中估计有十万种以上的蛋白质。组成蛋白质的氨基酸有20余种，有一部分可以由人体自己合成，称为非必需氨基酸；而另外约有八种氨基酸必需由食物供给，称为必需氨基酸。食物中如含有齐全的必需氨基酸且数量充足，这种食物蛋白质营养价值就高，如牛奶、鸡蛋、鱼、大豆等。而植物蛋白如豆类、米面蛋白质所含的必需氨基酸不全面，其营养价值就相对较低，但若大豆制品和米面混合食用，其营养价值则会明显提高。如果注意各种食品的搭配，就可以发挥蛋白质互补作用，提高食物的营养价值。
食物与蛋白质
一个人每天需要多少蛋白质，要根据年龄、性别、劳动条件和健康情况而定，并因食物来源而有所不同。一般来讲，成年人只需按每公斤体重每天摄入1~1.2克蛋白质就可满足机体需要。而儿童、青少年在生长发育期以及妇女怀孕和哺乳期间所需要的蛋白质要多些。另外，在疾病情况下，如烧伤、骨折、感染、肾炎等，患者的蛋白质需要量可根据病情作相应增减。
在选择食物时，首先应考虑蛋白质含量的多少，保证数量的同时，尽量选择优质蛋白。判断蛋白质的优劣有三点要注意：第一，蛋白质被人体消化、吸收得越彻底，其营养价值就越高。整粒大豆的消化率为60%，做成豆腐、豆浆后可提高到90%，其他蛋白质在煮熟后吸收率也能提高，如乳类为95%，肉类为94%，蛋类为97%，米饭为88%。第二，被人体吸收后的蛋白质利用程度越高，其营养价值也越高。利用的程度高低，称为蛋白质的生物价。常用食物蛋白质的生物价是：鸡蛋94%，牛奶87%，鱼肉83%，牛肉74%，大米63%，大豆73%，土豆67%。动物蛋白质的生物价一般比植物高。第三，看所含必需氨基酸是否丰富，种类是否齐全，比例是否适当。将两种以上的食物混合食用，使含的氨基酸相互补充，能更好适合人体的需求。
当蛋白质的摄入量不足时，幼儿、青少年的生长发育就会迟缓，出现消瘦、贫血等症状，天长日久会形成营养不良性水肿，使免疫力功能下降，器官组织的受损修补能力降低，严重时还会导致死亡。
高分子水凝胶 (hydrogel) 是一种能够在水中溶胀, 吸收并保持大量水分而又不溶解于水的三维聚合物溶胀体。高分子水凝胶网络中可以充斥大量的水分, 结构上与机体组织相似, 具有良好的生物相容性和尺寸可调节的多孔结构, 现已被广泛地用于隐形眼镜、人工皮肤、人工角膜、人工软骨组织等领域。水凝胶具有优良的生物学性质以及理化性质, 如生物粘附、生物相容以及生物降解性能, 可以应用在缓释、脉冲释放、触发式释放等新型给药系统的研制中, 也就说可以将其应用在可控药物的释放中。
二、实验原理
本实验将制备一种新型的基于光控“点击化学反应”的可注射性聚乙二醇水凝胶。通过调节光辐射的时间和位置, 可以制备得到各种图案化的荧光水凝胶。该水凝胶制备方法有机结合了光聚合和“点击化学”的长处, 既有高效、快速和专一的特点, 又有光聚合的时空可控性, 同时无需任何毒性催化剂和引发剂, 十分有利于蛋白质药物的包裹和控制释放。
三、仪器与试剂
1. 实验仪器。
恒温水浴锅、流变仪、粗天平、电热干燥箱、锥形瓶、烧杯、干燥管、减压抽吸泵。
2. 实验药品。
苯胺 (Alfa Aesar) , 三乙胺 (TEA, Aldrich) , 对甲酰基苯甲酸 (98.0%, TCI) , 四臂的聚乙二醇 (PEO-4-OH, Mn=10 k, Peg Bio Co., Ltd) , 甲基丙烯酸酐 (MA, Merck) , 苯环酰肼 (98.0%, TCI) , N, N-二环己基碳二亚胺 (DCC, 99%, Alfa Aesar) , 4-二甲氨基吡啶 (DMAP, 99%Alfa Aesar) , 二氯甲烷 (CH2Cl2) 用氢化钙 (Ca Cl2) 干燥回流使用;细胞色素C购买后直接使用;甲苯用钠丝干燥回流后使用, 所需试剂均为分析纯。
四、测试与表征
1HNMR使用Unity Inova 400型共振波谱仪测定, 选用氘代氯仿 (CDCl3) 、氘代二甲亚砜 (DMSO-d6) 为溶剂, 将溶剂峰的化学位移作为参考标准。凝胶模量与凝胶时间用哈克RS6000 (Thermo Scientific) 流变仪测试, 间距为0.5mm, 温度为37℃, 频率为1Hz, 剪切应变为1%。流变仪上配置UV引发装置, 光强有10.0 m W/cm2、20.6 m W/cm和30.7 m W/cm2三个等级, 激发的波长在365±5nm左右[1]。紫外UV暗箱, 激发波长在365±5nm左右, 光强为60.0 m W/cm2。
五、实验步骤以及注意事项
1. 四唑 (Tet) 小分子的合成。
在通入氮气的保护条件下, 在100m L两颈瓶中进行进行操作, 再50m L乙醇中取0.75g (5mmol) 对甲酰基苯甲酸充分溶解, 然后加入0.86g (5mmol) 苯磺酰肼, 溶解充分后, 再搅拌0.5h, 再用二次水沉淀法, 干燥, 得到淡黄色固体苯腙1.2975g, 产率达到85.4%。将0.23m L苯胺溶于水、乙醇、浓盐酸三者混合溶液中, 其中有2m L水、2m L乙醇、0.65m L浓盐酸, 在冰水水浴条件下, 在1ml二次水中溶解0.175g Na NO2固体, 完全溶解后逐滴将其加入到上述混合溶液中, 搅拌15min, 得到淡黄色的重氮苯溶液。在15ml吡啶溶解0.6g苯腙, 充分溶解后, 逐滴将其加入到上述淡黄色的重氮苯溶液中, 反应温度控制在0℃, 反应6h, 得到红棕色的溶液, 用乙酸乙酯对该溶液进行4次萃取, 每次取10ml, 分离得到有机相, 之后再加入120ml, 3MHCl进行萃取分层, 取上层的有机层, 通过过滤、真空干燥得到0.206 g粉红色的固体, 产率达到39.4%。
2. 四臂的聚乙二醇的四唑衍生物 (PEG-4-Tet) 的合成。
在通氮气的保护下, 将0.216g四唑充分溶解于15ml二氯甲烷中, 然后加入120mg DCC, 充分搅拌15min。将10K, 0.5g PEG溶解于2m L二氯甲烷中, 然后加到上述四唑溶液中, 混合搅拌10min后再加入10mg DMAP, 充分反应24h, 之后过滤, 用冰乙醚沉淀, 干燥后得到产物0.421g, 产率为90.4%。
3. 四臂的聚乙二醇甲基丙烯酸酯衍生物的合成。
在通入氮气的保护下, 向25m L密封反应器中加入四臂聚乙二醇0.5g, 120μL三乙胺Et3N, 240μL甲基丙烯酸酐, 4.9mg DMAP, 10m L甲苯, 将反应器密封好, 置于70℃油浴中反应24h, 之后用冰乙醚沉淀过滤, 在常温下真空干燥得产物0.45g, 产率为60.5%。
4. 水凝胶的制备和流变分析。
水凝胶按如下方法制备:分别将一定的PEG-4-Tet (DS81.6%) 和PEG-4-MA溶于PB (200μL, p H7.4, 10m M) 中制备得到浓度分别为20wt%或30wt%的溶液, 在室温下将两种溶液充分、均匀混合, 置于波长365nm的紫外灯下, 照射10min形成凝胶。通过使用遮光模板先盖住聚合物溶液, 然后再用紫外光辐射可以制备得到设计图案的水凝胶, 这些图案可以用荧光显微镜观察并拍照2]。采用RS6000流变仪 (Thermo-Fisher, Germany) , 在37℃下Φ20mm的测试平台上进行流变分析操作。将PEG-Tet和PEG-MA的PB混合溶液加到测试平台上, 然后在在液体表面滴加少量的油防止测试过程中水分的挥发。测试得到储能模量 (G′) 和损耗模量 (G″) 随时间变化的关系图。水凝胶的凝胶时间定义为从测试开始到G′=G″时所耗费的时间。
六、结果与讨论
本综合实验设计新颖、方法可行性高、实验现象明显以及应用价值较高。同时, 实验教学在反应条件以及测试方法等方面进行了较大的改进, 实验现象明显, 可以保证试验教学的成功率;另外在保护环境、节约药品以及控制教学时间等方面也取得较为理想的结果。
参考文献
[1]田帅.聚乙二醇、聚乙烯醇改性双网络水凝胶的制备与表征[D].杭州:浙江大学, 2010.
[2]陈欢欢, 昝佳, 林莹, 蒋国强, 丁富新.壳聚糖/聚乙烯醇温敏水凝胶的制备及性质研究[J].清华大学学报 (自然科学版) , 2006, (06) :93-96.
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