生命活动的主要承担者蛋白质-教学设计

生命活动的主要承担者──蛋白质教学设计（建瓯一中池秋景）一、教学内容分析本节课是高中生物（人教版）必修1《分子与细胞》第2章第2节的内容，本节课是高中生物中一节重要并且较难掌握的一节课，内容也较多，它在教材中起到承上启下的作用：第一节提到细胞中含量最多的有机物是蛋白质，以后学到载体蛋白、酶等知识都与蛋白质紧密相关。本节内容与生活实际密切相关，蛋白质种类繁多，功能多样，是生命活动的主要承担者，学好这部分内容对学生从分子水平理解细胞的物质基础和结构基础举足轻重，同时也为学好必修2基因表达部分打基础。蛋白质这一节内容分为氨基酸及其种类、蛋白质的结构及其多样性、蛋白质的功能三部分。二、学生学习情况分析由于高一学生缺乏有关有机化学的知识，对氨基酸的化学组成和氨基酸形成蛋白质的过程比较难掌握，所以在教学时，要联系学生的生活经验，通过主动探索得出结论，利用图解或模型加强教学的直观性，增加学生对微观内容的感性认识，使学生在主动获取知识的过程中完成重点、难点知识的学习，锻炼动手能力、提高思维能力，形成相应的观点。三、教学目标1、知识目标：（1）说明氨基酸的结构特点及氨基酸形成蛋白质的过程。（2）概述蛋白质的结构和功能。2、能力目标：（1）通过氨基酸结构通式的推导，培养学生主动探究的能力；（2）通过模拟氨基酸形成蛋白质的过程，培养学生动手解决问题的能力。3、情感目标：（1）通过氨基酸结构的推导，培养学生探究的意识以及合作意识。（2）通过介绍我国科学家第一次人工合成牛胰岛素培养学生民族自豪感和爱国主义。四、设计思想在课堂教学中，要注重培养学生的主题意识，发展学生的主题能力，塑造学生的主体个性，使学生的主体性得到充分的发展。本节课通过问题情境的设置，让学生结合生活经验观察、分析、归纳、总结、交流。提高对科学和探索未知的兴趣。同时通过增加猜想、模拟、探究等课堂活动，为学生发挥其主体性提供尽可能多的机会，充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性，促进学生主体性的发展和科学素养的提高。五、教学重点和难点重点：（1）氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程；（2）蛋白质的结构和功能难点：（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六、教学过程设计（一）教学方法与手段自主探究，合作学习，利用自制模型方法讲解氨基酸形成蛋白质的过程（二）教学用具多媒体课件、氨基酸的球棍模型、各色彩球和铜线（三）教学过程设计教学步骤教师组织与引导学生活动教学意图问题探讨蛋白质的功能展示“大头婴儿”的图片，描述：大头婴儿的脑袋比较大，面部肌肉松驰，表情比较呆滞，对外界事物的刺激反应较低。提出问题：“为什么婴儿长期吃劣质奶粉会出现这种症状？”（通过引导让他们把问题的关键放在劣质奶粉的成分上分析：“劣质奶粉中蛋白质等营养素全面低下，婴儿因为长期吃这样的食物，会出现了组织水肿,尤其头部表现非常明显）由此可见：蛋白质对于小孩子的生长发育非常重要。那么，蛋白质在生命活动中主要作用有哪些？引导学生，结合“蛋白质的主要功能示例“图，归纳蛋白质的功能：功能举例构成细胞和生物体结构的重要物质结构蛋白（羽毛、肌肉、头发等主要是蛋白质）催化作用绝大多数酶是蛋白质（胃蛋白酶）运输载体功能血红蛋白、脂蛋白信息传递、调节机体的生命活动胰岛素免疫功能抗体总之，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。既然蛋白质这么重要，我们日常生活中应该怎样才能摄取足量的蛋白质呢？图片展示各种食物，让同学们说出富含蛋白质的食品（老师引导）提出问题：“食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢？”引出蛋白质的基本单位——氨基酸学习小组讨论回答：答案可能有多种。小组同学交流讨论蛋白质的功能，并在老师的指引下，归纳蛋白质的功能看图观察、思考回答：肉、蛋、奶和大豆制品。回答：不能；基本单位是氨基酸。用生活中的实例引起学生的学习兴趣，导入有关蛋白质作用的问题探讨中。图文结合，让学生在获取形象、丰富的信息内容的同时，培养分析和处理信息的能力。引入课题——氨基酸的结构。联系生活，引导学生注意日常饮食的科学搭配。氨基酸的结构那么构成蛋白质的氨基酸有什么特点？展示四种氨基酸的结构式（甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸）教师组织与引导启发：1.组成氨基酸的基本元素是什么？2.四种氨基酸在结构上有哪些共同点？教师给与必要的补充，注意语言表述的准确性。探讨:氨基酸种类的不同应决定于什么结构的不同？侧链基团（R基）的提出，R基的不同决定氨基酸的种类不同。（提示，R基上可能也会有氨基和羧基）3.尝试写出氨基酸分子的结构通式。请各小组派代表到黑板上书写，启发学生依据书写情况与教材作对比来发现问题。回顾初中化学，C、H、O、N四种原子的最外层电子数？能形成几个化学键？（解释：需要共用几个电子对才能达到稳定结构）由于学生的化学知识有限，引导通过“甘氨酸”球棍模型观察加深对氨基酸结构的理解，（提示：桔红色球—氢原子；黑色球—碳原子；蓝色球—氧原子；绿色球—氮原子；小铁棍：化学键；铜线—碳氧双键）。并强调结构通式的不同写法。课件展示正确的氨基酸通式。思考回答：C、H、O、N等。观察对比，尝试用语言描述。倾听，并以小组为单位，合作完成。其他成员观察、比较谁写得最确切。回顾初中化学知识总结氨基酸在空间结构上的特点。探究发现引出（-COOH）引出（-NH2）引出R基培养探究能力通过模型展示会更直观，学生观察，突破学习难点，进而加深对各学科间相互关系的认识。氨基酸形成蛋白质的过程启发引导:生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，而据估计，生物界的蛋白质种类多达1010～1012种。提问：氨基酸是怎样形成如此多种类蛋白质的呢?展示“由氨基酸形成蛋白质的示意图”，简述氨基酸形成蛋白质的层次，提出问题：氨基酸与氨基酸之间是怎样结合在一起的？要求各小组展示课前布置制作“氨基酸形成蛋白质过程”的物理模型。观看学生展示的物理模型，并让学生对自己所做的模型进行描述。学生观察、思考学习小组讨论并发言。举手发言引出组成蛋白质的氨基酸约有20种培养学生动手和处理信息的能力。氨基酸形成蛋白质的过程屏幕展示“两个氨基酸结构通式”，让学生表达氨基酸之间是怎样连接的。课件展示氨基酸脱水缩合的过程，引导学生从中分析氨基酸缩合反应的关键部位在一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基（提示并不是R基上的羧基和氨基），共同脱去一部分生成水，这种方式叫“脱水缩合”。各氨基酸剩下部分相连，连两个氨基酸残余部分称为肽键。由学生上黑板书写肽键的化学结构式，请其他同学来点评，最后指导肽键的正确表示方法。让学生注意识别“氨基酸结合之后生成的化合物是否还符合氨基酸结构通式，是不是一个氨基酸？”学生根据氨基酸通式的发现生成的化合物已经不是氨基酸，从而引出化合物的名称叫肽。因为它是由两个氨基酸脱水缩合而成，所以叫二肽。提问：合成一个二肽，失去几分子的水，形成几个肽键？再让同学分析二肽的两端各有什么？肽两端各有一个氨基和一个羧基，可以再与另一个氨基酸反应就能生成又一个新的化合物，由于它是由三个氨基酸组成，所以称为三肽。提问：合成一个三肽，失去几分子的水，形成几个肽键？以此类推，由多个氨基酸结合的肽叫什么？引出多肽，多肽通常呈链状结构，所以也称多肽链。那么多肽是不是蛋白质呢？再展出“氨基酸形成蛋白质的示意图”，指出多肽链必须经过盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。而许多蛋白质是由几条肽链，通过一定的化学键结合在一起。小结：氨基酸形成蛋白质的过程氨基酸→二肽→三肽→……→多肽，一条肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条肽链折叠形成蛋白质。指出：有些同学用20个小球连成一条链，有些同学连成两条链，有些同学却连成了三条链，那么它们之间所形成的肽键总数一样吗？布置课后模拟作业（动手练一练）利用彩色小球进行肽链组合（20个小球代表氨基酸，小棍代表肽键）要求学生完成下表，并思考：氨基酸、肽链、肽键及脱水数之间的关系。氨基酸总数肽链数每条链氨基酸数肽键总数脱水总数2011链2021链2链2031链2链3链认识脱水缩合学生书写肽键生成的化合物不符合氨基酸结构通式。回答：各一个指出两端各有一个氨基和一个羧基看多肽的概念，领会多肽链状结构回答：不是课件展示突破难点引导学生分析氨基酸缩合反应的关键部位引入“肽”明白肽的两端各一个氨基和羧基。培养学生动手解决问题及归纳总结的能力，同时吸引学生再深入学习的兴趣。科学史话蛋白质结构的多样性介绍我国科学家在蛋白质工程方面的杰出贡献：世界上第一次人工合成结晶牛胰岛素，并展示结晶牛胰岛素图片。提出问题：1.科学家怎样通过人工合成蛋白质的？在合成胰岛素过程中遇到了那些困难？教师引导：一、从当时条件和技术水平上看。二、从蛋白质结构组成上来看。引出：蛋白质结构多样的原因。蛋白质结构多样性的原因：（1）组成蛋白质的氨基酸种类不同（2）组成蛋白质数目不相同（3）组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同（4）每种蛋白质分子的空间结构不相同总结，蛋白质结构多样性，是决定功能多样性的原因。学生倾听介绍和观看图片学生回答学生归纳培养学生爱国主义民族自豪感。认同结构决定功能小结引导学生小结这堂课的内容，然后在练习中把课堂上所学的知识点连成网络。自我小结，整理知识自我小结，融入体系七、教学反思1、本节教学设计中始终以“创设问题→引导探究→解决问题→得出结论”的问题导学为主线，努力做到自然流畅的过渡，行云流水的让学生自主探究学习，以培养学生探索意识和创新精神为主导，同时让学生自己动手制作模型，培养了动手解决问题的能力。2、体现了学思结合、学用结合、知识与能力结合。学法设计注重了学情，体现学生主体作用，注重了学科间的知识渗透，为学生的终身学习奠定基础。