师：同学们，今天我们学习人教版生物学必修一第二章第四节“蛋白质是生命活动的主要承担者”第二课时。本节课的教学目标，一是能说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程；二是能分析出蛋白质结构多样性与功能多样性的关系，并举例说明蛋白质结构与功能相适应。
上节课我们学习了蛋白质多种多样的功能，蛋白质多样的功能与它的组成和结构有关。通过上节课学习，我们知道构成蛋白质的基本单位是氨基酸，那这些氨基酸如何形成蛋白质，让蛋白质具备多样功能呢？
我们来看个资料，正常人的红细胞是圆饼状的，但有一种疾病叫镰刀型贫血症，患者的红细胞是镰刀状的。科学研究表明，正常红细胞中的血红蛋白里谷氨酸被缬氨酸替代，导致血红蛋白结构异常，使得镰刀型贫血症患者的红细胞在缺氧状态下易破裂，还会出现其他症状。通过这个资料能得出什么结论？
生：氨基酸种类的差异，会造成蛋白质结构的差异。
师：非常好。接下来我们学习蛋白质结构及其多样性。先回顾上节课学的氨基酸结构通式，在氨基酸结构通式里，中心碳原子上连有一个氨基、一个羧基、一个氢原子以及一个 R 基。把氨基酸中的氨基和羧基展开后，可以这样表示。当两个氨基酸发生反应，其中一个氨基酸的羧基提供一个羟基，另一个氨基酸的氨基提供一个氢，脱去一个水分子，形成两个氨基酸残基，由新的化学键连接起来，这个过程叫脱水缩合。两个氨基酸残基相连，中间新形成的化学键叫肽键，这个化合物叫二肽。
大家思考一下，产物水中的氢和氧分别来自哪里？
生：产物水中的氢来自氨基和羧基，氧只来自羧基。
师：很棒。再思考另一个问题，一个二肽中，这条链至少含有多少个游离氨基和游离羧基？
生：从结构图看，左边有一个游离氨基，右边有一个游离羧基，所以一个二肽中至少有一个游离氨基和一个游离羧基。
师：没错，但注意题目中有“至少”两个字，怎么理解“至少”呢？还有哪里会有其他氨基和羧基？
生：在 R 基中，有些氨基酸的 R 基中可能有氨基或者羧基。
师：对。在此基础上，二肽再连接一个氨基酸，同样通过脱水缩合失去一个水分子，重新形成肽键，这样的化合物叫三肽。以此类推，多个氨基酸通过脱水缩合形成的化合物叫多肽。从图中可见，这个多肽呈链状，通常叫肽链。蛋白质中除肽键外，有些蛋白质还有二硫键等其他化学键。什么是二硫键呢？请翻开课本 30 页，看下图 2 - 11，圈出的位置就是二硫键。二硫键可存在于两条肽链间连接两条肽链，也可存在于一条肽链中。二硫键是怎么形成的呢？
生：由两个巯基连接而成，每个巯基提供一个氢，从而形成二硫键。
师：那巯基可能存在于氨基酸的哪个基团中？
生：在 R 基中。
师：通过上面学习，我们了解了氨基酸脱水缩合过程。接下来请翻开课本 31 页，看下图 2 - 12，以血红蛋白形成过程为例总结蛋白质形成过程。首先氨基酸脱水缩合形成多肽链，血红蛋白由 574 个氨基酸构成，含有 4 条多肽链。从动图可见，血红蛋白的每条肽链不是直链，存在盘曲折叠状态。也就是说，氨基酸脱水缩合形成多肽链后，会在氢键等作用力下进一步盘曲折叠，形成有一定空间结构的多肽链，再在二硫键等化学键作用下，形成具有复杂空间结构的多肽链，进而形成有一定空间结构的蛋白质，这就是蛋白质形成的过程，主要分四个步骤。
我们分析过镰刀型贫血症，正常红细胞中血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸替代，血红蛋白结构变化，红细胞形态从圆饼状变为镰刀状，镰刀状红细胞运输氧气能力明显下降。通过这个例子能发现什么？
生：蛋白质结构改变，影响了它运输氧气的功能，说明结构和功能是相适应的，蛋白质功能多样性由蛋白质结构多样性决定。
师：对。了解蛋白质结构后，上节课我们学过人体中组成蛋白质的氨基酸只有 21 种，但生物界蛋白质多达 10 的 10 次方到 10 的 12 次方种，为什么呢？给大家展示 4 个资料，请认真阅读，看能否从中找出蛋白质分子结构多样性的原因，给 1 分钟时间。