生命活動的主要承擔者白質(zhì)優(yōu)質(zhì)課教案

1、生命活動的主要承擔者蛋白質(zhì)（優(yōu)質(zhì)課教案）授課教師 :沁陽一中 王軍成 教學內(nèi)容分析“生命活動的主要承擔者-蛋白質(zhì)”是構(gòu)成細胞和生物體的重要有機物，在細胞及生物體生命活動中起著至關(guān)重要的作用。 從知識體系看， 本節(jié)課是課標中“細胞由多種多樣的分子組成， 包括水、 無機鹽、 糖類、脂質(zhì)、 蛋白質(zhì)和核酸等， 其中蛋白質(zhì)和核酸是兩類最重要的生物大分子”這一概念的重要部分， 課標要求“闡明蛋白質(zhì)通常由 20 種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸序列及其形成的空間結(jié)構(gòu)，細胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成”。 學好這部分內(nèi)容對整個高中生物的學習很重要， 是后續(xù)的很多知識的基礎(chǔ)， 如載體蛋白、酶、抗體等。 教學重點

2、 1 .氨基酸的結(jié)構(gòu)特點 ;2 .氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程3 .蛋白質(zhì)的功能。 教學難點 1. 氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程;22. .蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。 教學目標 1 .生命觀念方面的培養(yǎng)目標:認同生物體結(jié)構(gòu)決定功能的觀點:認同生命是由物質(zhì)組成的:認同蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。2 .科學探究方面的培養(yǎng)目標:對生物信息提取、整合、運用的能力一能通過觀察、分析、比較等方式處理信息，并得出結(jié)論;通過動手操作將活動中的體驗與思考遷移到理論知識的學習上。3 . 科學思維方面的培養(yǎng)目標:通過三個類比模型的構(gòu)建，體驗建立模型中的思維過程， 領(lǐng)悟模型方法， 獲得或鞏固有關(guān)概念。4 . 概念知識方面的培養(yǎng)目

3、標:核心知識“組成生物體的元素和化合物”里有關(guān)蛋白質(zhì)的部分一說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點， 以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程;概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。 學情分析 學生在上一節(jié)課里了解了蛋白質(zhì)，在初中也學習了有關(guān)食物中蛋白質(zhì)消化吸收的內(nèi)容，對蛋白質(zhì)和氨基酸的關(guān)系有一定認識，在化學課中還學習了甲烷、乙酸、氨氣等化合物。對本節(jié)內(nèi)容的教學來說，學生具備了相應(yīng)的知識基礎(chǔ)。 但是， 氨基酸的脫水縮合過程， 對蛋白質(zhì)多樣性的原因， 肽鏈形成時的氨基酸數(shù)、肽鍵、脫去的水分子數(shù)三者的關(guān)系等知識點較難理解掌握。對于高一的學生來說，經(jīng)過初中三年的訓練，已經(jīng)有一定的抽象思維能力。這為學生學習生物學的微觀知識奠定了基礎(chǔ)。 教學策略

4、模型作為一種認識手段和思維方式，是科學認識過程中抽象化與具體化的辯證統(tǒng)一。小組合作學習模式讓學生組成小組，對知識進行合作學習，交流討論，進而總結(jié)獲取知識。本案例運用類比模型構(gòu)建和小組合作性學習相結(jié)合的教學策略來突破教學重點和難點。學生通過嘗試建立類比模型，體驗建立模型中的思維過程，領(lǐng)悟模型方法，并獲得或鞏固有關(guān)生物學概念。在氨基酸分子通式的模型建構(gòu)過程中，學生通過觀察、歸納、演繹，運用已有知識將復(fù)雜的事物進行簡化，抽象出其本質(zhì)屬性。對“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因”這一難點，運用小組合作建立類比模型的方式處理。通過小組內(nèi)的分工合作，課堂更加開放，氛圍更為輕松，學生將頭腦中抽象的概念具體化，積極主動地

5、參與到課堂中,在探索思考中，體會到模型建構(gòu)的萬法，獲得成功的喜悅，并將模型方法內(nèi)化為認知圖式，獲得認知水平 上的提升。教學過程教學流程教學內(nèi)容及教學互動教學意圖（一）創(chuàng)設(shè)情 境，導(dǎo)入新課通過上節(jié)課的學習，我們知道了細胞是由兀素和化合物組成的， 其中，含量最多的有機物是什么？對了，是蛋白質(zhì)，它占細胞干重的50%,生物離開了蛋白質(zhì)就不能生存。蛋白質(zhì)于1838年被發(fā)現(xiàn)，并被正式命名為protein,意思為“最原初的”重要的”從發(fā)現(xiàn)至今，一百多年來，人們對它的研究一直在繼續(xù)，諾貝爾獎從1901年首次頒獎至2020年，共有45次、總計90位科學家在有關(guān)蛋白質(zhì)研究方面，獲得諾貝爾科學獎。蛋白質(zhì)有怎樣的結(jié)構(gòu)

6、和功能呢？我們今天就來詳細學習這個對生命們百全美重要的， 讓眾多科學豕為之著迷的，復(fù)雜而神奇的生命大分子蛋白質(zhì)。引出課題：生命活動的主要承擔者一一蛋白質(zhì)通過諾貝 爾獎的相關(guān)資 料，激起學生了 解蛋白質(zhì)相關(guān) 知識的興趣，激 發(fā)學習的熱情（二）引出新知問：哪些食品中富含蛋白質(zhì)呢 ？學生回答：魚類、蛋、肉、奶制品、豆制品，都富含蛋白質(zhì)。問:食物中的蛋白質(zhì)是如何被利用的呢 ？共同分析討論后得出：食物中的蛋白質(zhì)，需要經(jīng)過消化，分解為各種 氨基酸，才能被人體吸收、利用。所以氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單 位引出氨基 酸，使學生得知 氨基酸是蛋白 質(zhì)的基本組成 單位，有利于進 一步學習（三）提出問題 模型構(gòu)建：

7、氨 基酸的結(jié)構(gòu)特 占 八、教學內(nèi)容：氨基酸的結(jié)構(gòu)人體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸，約有 21種，氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么 樣的特點呢？青大家拿出學案，認真觀察、比較以下5種氨基酸的結(jié)構(gòu)式，回答學案的問題并完成模型構(gòu)建活動一。通過觀察 分析，引導(dǎo)得出 氨基酸的元素 組成、共同特 點，為模型構(gòu)建H0H011111CC一OH HaN-CC一0H.|1HCH3甘氨酸丙敏酸H 0H 0H01 II1 li1II gOH H?N-C-COHC-C-OH111CibCII?CH：|COOHC NH：S1III 0天冬賽酸天冬神胺半胱籟散打下鋪墊通過小組 活動進行模型 構(gòu)建，讓學生動 手自己得出氨 基酸分子結(jié)構(gòu) 通式，并描

8、述結(jié) 構(gòu)特點通過“必 需氨基酸”和 闿。必需氨基 酸”的介紹，讓 知識與實際生 活聯(lián)系起來1 .請用準確的語言表述氨基酸的元素組成。2 .它們的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點 ？用筆圈出結(jié)構(gòu)中相同的部分。不同 氨基酸分子的區(qū)別在哪里 ？3 .如果用字母R表示氨基酸中不同的部分，請兩人一組，用泡沫球牙簽等材料拼出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，并用最簡潔的語言總結(jié)該通式的 特點。模型構(gòu)建活動一：兩人一組，給學生提供牙簽、不同大小、顏色 的泡沫球及泡沫塊等自制的教具，要求學生拼出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式 并用最簡潔的語言總結(jié)該通式的特點。學生觀察、回答問題，構(gòu)建模型。學生展示模型，交流，描述氨基酸的結(jié)構(gòu)特點。在學生回答的基礎(chǔ)上，

9、教師總結(jié)氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式以及結(jié)構(gòu)特 點，并板書。11R C COOH（三）提出問題 模型構(gòu)建：氨 基酸的連接方 式理解蛋白質(zhì)復(fù) 雜空間結(jié)構(gòu)如 何形成nh2每個氨基酸分子中至少都含有一個氨基和一個陵基，且都有一個 氨基和一個竣基連在同-個碳原子上。R基的不同，決定氨基酸的不同種類。介紹“必需氨基酸”和“非必需氨基酸”:在這20種氨基酸中，有 8 種氨基酸是人體細胞不能合成的（嬰兒多種組氨酸，9種）必須從食物中獲取，叫必需氨基酸。還用 12種（11種）是人體細胞可以合成的， 叫非必需氨基酸。因為人體中的蛋白質(zhì)每天都要更新，而蛋白質(zhì)是不能儲存的， 所以我們每天必需攝入一.定量的蛋白質(zhì)來補充這 8

10、種必需氨基酸。營 養(yǎng)學上，也會根據(jù)含有幾種必需氨基酸以及必需氨基酸含量的多少， 來衡量食品營養(yǎng)價值的高低投影以下表格，請同學們計算這三種化合物的原子個數(shù)與相對 分子質(zhì)里。生物大分子一蛋白質(zhì)明確蛋白 質(zhì)是大分子引出氨基 酸是如何形成化學式原子個數(shù)相對分子質(zhì) 量蛋白質(zhì)的利用模型水H2O的構(gòu)建模擬氨硫酸H2SO4基酸脫水縮合葡萄糖C6H12。6的過程，幫助學血紅蛋白C3032H 48160872N 7803Fe4生理解氨基酸氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位， 其平均相對分子質(zhì)量僅為 128,而 蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量卻從幾千到幾百萬。那么，氨基酸是怎樣組成相對分子質(zhì)量巨大的蛋白質(zhì)呢 ？模型構(gòu)建活動二：氨基酸連

11、接的方式連接的方式 進一步加深學 生對氨基酸形 成肽鏈過程的 理解，清楚知道 氨基酸通過脫 水縮合反應(yīng)的請大家閱讀書本有關(guān)氨基酸連接方式的文字以及圖片，并以前后四人為一小組，模擬氨基酸連接的方式。請一組的兩位同學為代表，用黑板上的兩個氨基酸模型（教師提供）來演示所在小組認為氨基酸是如何連接的，并用語言描述。 QH O學生演示。教師針對學生的演示部分，補充講解氨基酸脫水縮合的過程過程梳理和整 合，分析后歸 納:氨基酸一一 多肽一蛋白質(zhì) 讀圖后理解概 脫水縮合反應(yīng)， 肽鏈、二肽和多 肽觀察理解 肽鏈的折疊盤 曲等變化，理解 蛋白質(zhì)空間結(jié) 構(gòu)復(fù)雜的原因 JH-KCC-jOHH ! NpC COH彝I

12、I-t i II H O | H H OH2O能健 I二里I lww w r iC NC 匚。UH+ 上1式講解多肽和肽鏈的概念。每形成一個肽鍵就失去一分子水兩個 氨基酸脫水縮合的化合物叫二肽三個氨基酸脫水縮合的化合物叫三 肽，以此類推。三個及 3個以上的氨基酸脫水縮合的化合物叫多肽, 因為常成鏈狀，所以叫肽鏈。課件投影下圖，教師結(jié)合圖來講解氨基酸形成蛋白質(zhì)的大致過程,研究表明，蛋白質(zhì)有很復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，比如，大屏上顯示的是 血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)模式圖。鏈狀的多肽怎么形成這樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 呢？氨基酸脫水縮合形成多肽，因為R基團的不同，使得有些氨基酸呈酸性，有些呈堿性，另外-.些則為中性。這些特性使

13、氨基酸之間 互相吸引或排斥，因此，肽鏈就會因為氨基酸之間的相互作用而形成 這樣的結(jié)構(gòu)，甚至會扭曲，再進一步折疊，形成更復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。另外，還有許多蛋白質(zhì)由兩條或兩條以上的肽鏈組成，比如血紅蛋白就由四條肽鏈組成（四）模型構(gòu) 建：蛋白質(zhì)空間 結(jié)構(gòu)多樣性的 原因教學內(nèi)容：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有 21種，但是據(jù)信計，生物界的蛋白 質(zhì)種類多達1010 1012種，不同種的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)就不同，那么蛋 白質(zhì)為何具有結(jié)構(gòu)的多樣性 ？模型構(gòu)建活動三：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因教師說明：請大家拿出另一盒材料，每盒材料里有6種顏色的穿孔塑料珠（每種50粒），幾根細鐵絲和一張活動記錄表。請前后

14、四人 升-組，按照活動記錄表的分工來認領(lǐng)任務(wù)。串幾條、每條串多長， 小組商量后決定，并填寫記錄表（活動記錄表見附錄）。表達交流：邀請兩組，介紹小組成員的分工、介紹作品（串的珠鏈數(shù)，每條珠鏈中，每種串珠的數(shù)目）并展示。請學生思考以下問題：1 .如果給大家提供足夠時間、 鐵絲和20種數(shù)量不限的串珠，能 串出幾種作品？導(dǎo)致這些作品各不相同的原因是什么？2 .若每種顏色的串珠相干-種氨基酸，則每條珠鏈相當于什么？3 .通過這個活動，你認為，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性和什么有關(guān)？學生通過對以上問題的思考， 得出：用不同種的串珠類比為不同的氨基酸， 珠鏈可類比為多肽鏈， 珠鏈彎曲的形狀類比肽鏈的空間結(jié)構(gòu)，并總結(jié)出蛋

15、白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：氨基酸種類、數(shù)目、排列順序以及肽鏈 的數(shù)目、空間結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的多樣性引發(fā)學生 思考借助模型 建構(gòu)來增加學 生的空間感，認 識氨基酸是一 種空間結(jié)構(gòu)，了 解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 多樣性的原因運用小組 合作學習來提 高學生的參與 度通過類比 模型的構(gòu)建，學 生能夠明確蛋 白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣 性的原因（五）自主學習 蛋白質(zhì)的功能教學內(nèi)容：蛋白質(zhì)的功能生物學的重要原理之一就是結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的 多樣性 決定了蛋白質(zhì)具有多種功能，而這些功能又能支持它的結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)具有怎樣的功能呢 ？請觀察課本有關(guān)圖片，閱讀蛋白質(zhì)主要功能示例，找出體現(xiàn)蛋白 質(zhì)功能的關(guān)鍵詞，幾分鐘后教師總結(jié)歸納。結(jié)構(gòu)蛋

16、白運輸?shù)鞍状呋鞍渍{(diào)節(jié)蛋白免疫蛋白蛋白質(zhì)的功能還有許多，可以說一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，通過自主 學習，明確蛋白 質(zhì)的功能,理解“蛋白質(zhì) 是生命活動的 主要承擔者”的 含義蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者（六）小結(jié)全課本節(jié)課，我們通過一系列活動，學習了氨基酸的結(jié)構(gòu)特點，模擬 了氨基酸脫水縮合形成多肽的過程，知道了多肽會形成有一定空間 結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，探究了蛋白質(zhì)多樣性的原因，明確了蛋白質(zhì)的功能。那么，細胞內(nèi)的其他化合物具有哪些結(jié)構(gòu)和功能豉們將會陸續(xù)學習總結(jié)回顧幾種化合物比較表物質(zhì) 名稱化學式原子 個數(shù)相對分子質(zhì)量水H20318硫酸H2sO4792葡萄糖C6Hl 2。624 _180牛奶 乳蛋白C164