2024-2025學(xué)年高中生物 第二章 細(xì)胞的化學(xué)組成 第2節(jié) 細(xì)胞中的生物大分子-蛋白質(zhì)教學(xué)實(shí)錄 蘇教版必修1

2024-2025學(xué)年高中生物第二章細(xì)胞的化學(xué)組成第2節(jié)細(xì)胞中的生物大分子——蛋白質(zhì)教學(xué)實(shí)錄蘇教版必修1主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：2024-2025學(xué)年高中生物第二章細(xì)胞的化學(xué)組成第2節(jié)細(xì)胞中的生物大分子——蛋白質(zhì)教學(xué)實(shí)錄

2.教學(xué)年級和班級：高一年級（1）班

3.授課時(shí)間：2024年10月15日星期一第2節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維和探究能力。通過學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，學(xué)生能夠理解生命活動的基本物質(zhì)基礎(chǔ)，形成對生物大分子結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的認(rèn)識。同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)探究和案例分析，學(xué)生將提升科學(xué)探究和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，以及運(yùn)用科學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元：氨基酸的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和脫水縮合過程。

-蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：α-螺旋和β-折疊的形成原理及其穩(wěn)定性。

-蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：亞基的種類、相互作用以及蛋白質(zhì)的功能多樣性。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-氨基酸的脫水縮合過程：學(xué)生可能難以理解氨基酸如何通過肽鍵連接形成多肽鏈。

-蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的形成：學(xué)生可能難以把握α-螺旋和β-折疊的具體結(jié)構(gòu)特征和形成機(jī)制。

-蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性：學(xué)生可能難以理解多個(gè)亞基如何通過非共價(jià)鍵相互作用形成功能蛋白質(zhì)。

-蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系：學(xué)生可能難以將蛋白質(zhì)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)與其生物學(xué)功能聯(lián)系起來。

為了幫助學(xué)生突破這些難點(diǎn)，教師可以通過以下方法：

-利用模型和動畫演示氨基酸脫水縮合過程，幫助學(xué)生直觀理解。

-通過對比實(shí)驗(yàn)，展示α-螺旋和β-折疊的穩(wěn)定性差異，加深學(xué)生的理解。

-引導(dǎo)學(xué)生分析蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)中不同亞基的相互作用，理解其功能多樣性。

-通過實(shí)例分析，讓學(xué)生看到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)如何影響其功能，建立結(jié)構(gòu)-功能聯(lián)系。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生擁有蘇教版必修1教材，以便跟隨課程內(nèi)容學(xué)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)圖、氨基酸結(jié)構(gòu)模型、蛋白質(zhì)功能相關(guān)視頻等多媒體資源，以增強(qiáng)直觀教學(xué)效果。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備氨基酸模型、試管、滴管等實(shí)驗(yàn)器材，用于演示蛋白質(zhì)的脫水縮合過程。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，便于學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)；在實(shí)驗(yàn)操作臺布置實(shí)驗(yàn)器材，確保實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

1.老師站在講臺前，微笑著與學(xué)生打招呼：“同學(xué)們，今天我們要一起探索細(xì)胞中的一個(gè)大分子——蛋白質(zhì)，它對生命活動至關(guān)重要。你們準(zhǔn)備好了嗎？”

2.學(xué)生齊聲回答：“準(zhǔn)備好了！”

3.老師接著說：“那么，我們先來回顧一下蛋白質(zhì)的基本概念，它是由氨基酸組成的，具有多種功能，如催化、結(jié)構(gòu)支持和信號傳遞等。”

二、新課講授

1.老師在黑板上寫下“蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元——氨基酸”這一標(biāo)題，引導(dǎo)學(xué)生回顧氨基酸的結(jié)構(gòu)和特性。

2.學(xué)生跟隨老師的講解，認(rèn)真觀察氨基酸結(jié)構(gòu)圖，并思考氨基酸如何通過脫水縮合形成肽鏈。

3.老師提問：“同學(xué)們，誰能告訴我氨基酸之間的肽鍵是如何形成的？”

4.學(xué)生積極回答：“氨基酸通過脫水縮合反應(yīng)，氨基和羧基脫去一分子水，形成肽鍵?！?/p>

5.老師總結(jié)：“很好，肽鍵是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本連接方式。接下來，我們來學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)?！?/p>

6.老師在黑板上寫下“蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)——α-螺旋和β-折疊”這一標(biāo)題，介紹α-螺旋和β-折疊的結(jié)構(gòu)特征和形成原理。

7.學(xué)生通過觀察α-螺旋和β-折疊的模型，理解其空間結(jié)構(gòu)，并思考它們?nèi)绾斡绊懙鞍踪|(zhì)的穩(wěn)定性。

8.老師提問：“同學(xué)們，誰能解釋一下α-螺旋和β-折疊的穩(wěn)定性差異？”

9.學(xué)生回答：“α-螺旋的穩(wěn)定性較高，因?yàn)槠潆逆I形成氫鍵，而β-折疊的穩(wěn)定性較低，因?yàn)槠潆逆I形成的氫鍵較少?！?/p>

10.老師總結(jié)：“很好，α-螺旋和β-折疊是蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式，它們的空間結(jié)構(gòu)對蛋白質(zhì)的功能至關(guān)重要?！?/p>

11.老師在黑板上寫下“蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)”這一標(biāo)題，介紹蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的概念和亞基的種類、相互作用。

12.學(xué)生通過觀察蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的模型，理解多個(gè)亞基如何通過非共價(jià)鍵相互作用形成功能蛋白質(zhì)。

13.老師提問：“同學(xué)們，誰能解釋一下蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)中不同亞基的相互作用？”

14.學(xué)生回答：“蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)中，不同亞基通過非共價(jià)鍵相互作用，形成穩(wěn)定的蛋白質(zhì)復(fù)合物?！?/p>

15.老師總結(jié)：“很好，蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能多樣性的基礎(chǔ)，它對生命活動具有重要意義。”

16.老師在黑板上寫下“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系”這一標(biāo)題，引導(dǎo)學(xué)生思考蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)如何影響其功能。

17.學(xué)生通過分析實(shí)例，理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系，如酶的活性受其結(jié)構(gòu)影響。

18.老師提問：“同學(xué)們，誰能舉例說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系？”

19.學(xué)生回答：“例如，酶的活性受其結(jié)構(gòu)影響，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化可能導(dǎo)致酶活性降低。”

20.老師總結(jié)：“很好，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其功能密切相關(guān)，了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)有助于我們理解生命活動?！?/p>

三、課堂練習(xí)

1.老師發(fā)放練習(xí)題，要求學(xué)生獨(dú)立完成，鞏固本節(jié)課所學(xué)知識。

2.學(xué)生認(rèn)真審題，開始答題。

3.老師巡視課堂，解答學(xué)生疑問。

四、課堂小結(jié)

1.老師總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容：“今天我們學(xué)習(xí)了蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元、二級結(jié)構(gòu)、四級結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。希望大家能夠掌握蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。”

2.學(xué)生點(diǎn)頭表示理解。

3.老師布置課后作業(yè)：“請大家課后復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容，并預(yù)習(xí)下一節(jié)課?！?/p>

4.學(xué)生離開教室，結(jié)束本節(jié)課。知識點(diǎn)梳理1.蛋白質(zhì)的基本概念

-蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵連接形成的大分子。

-蛋白質(zhì)是生命活動的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，具有多種功能，如催化、結(jié)構(gòu)支持和信號傳遞等。

2.氨基酸的結(jié)構(gòu)和特性

-氨基酸是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元，由氨基、羧基和側(cè)鏈組成。

-氨基酸具有不同的側(cè)鏈，導(dǎo)致其性質(zhì)和反應(yīng)活性各異。

-氨基酸通過脫水縮合反應(yīng)形成肽鍵，連接成多肽鏈。

3.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)

-蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)主要包括α-螺旋和β-折疊。

-α-螺旋：蛋白質(zhì)鏈繞假想的中心軸盤繞成螺旋狀，通過氫鍵穩(wěn)定。

-β-折疊：蛋白質(zhì)鏈折疊成片層狀結(jié)構(gòu)，通過氫鍵連接相鄰肽鏈。

4.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

-蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)由多個(gè)亞基通過非共價(jià)鍵相互作用形成。

-亞基可以是相同或不同的蛋白質(zhì)分子。

-亞基之間的相互作用決定了蛋白質(zhì)的功能和穩(wěn)定性。

5.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

-蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了其功能，結(jié)構(gòu)變化可能導(dǎo)致功能改變。

-蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)與其催化活性、識別和結(jié)合能力等相關(guān)。

-蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞可能導(dǎo)致疾病的發(fā)生。

6.蛋白質(zhì)合成與降解

-蛋白質(zhì)的合成過程稱為翻譯，涉及mRNA、tRNA和核糖體等。

-蛋白質(zhì)的降解過程稱為蛋白質(zhì)降解，通過蛋白酶等酶類催化。

7.蛋白質(zhì)研究方法

-蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究方法，如X射線晶體學(xué)、核磁共振等。

-蛋白質(zhì)功能研究方法，如酶活性測定、蛋白質(zhì)芯片等。

8.蛋白質(zhì)在生命活動中的作用

-蛋白質(zhì)在細(xì)胞信號傳導(dǎo)、細(xì)胞骨架、細(xì)胞膜等生物過程中發(fā)揮重要作用。

-蛋白質(zhì)與疾病的關(guān)系，如蛋白質(zhì)功能異常導(dǎo)致疾病的發(fā)生。

9.蛋白質(zhì)工程與應(yīng)用

-蛋白質(zhì)工程通過基因編輯、蛋白質(zhì)改造等方法，提高蛋白質(zhì)的功能或穩(wěn)定性。

-蛋白質(zhì)在醫(yī)藥、食品、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用。典型例題講解1.例題：

蛋白質(zhì)A的氨基酸序列為：Gly-Ala-Asn-Pro-Gly-Gly。請寫出蛋白質(zhì)A的肽鏈結(jié)構(gòu)式。

解答：

蛋白質(zhì)A的肽鏈結(jié)構(gòu)式為：Gly-C-Ala-N-Asn-C-Pro-Gly-Gly，其中N表示肽鍵。

2.例題：

蛋白質(zhì)B的分子量為30,000，已知其由100個(gè)氨基酸組成，且每個(gè)氨基酸的平均分子量為110。請計(jì)算蛋白質(zhì)B的二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋和β-折疊的比例。

解答：

蛋白質(zhì)B的分子量=氨基酸數(shù)目×每個(gè)氨基酸的平均分子量

30,000=100×110

α-螺旋和β-折疊的比例=(蛋白質(zhì)B的分子量-氨基酸數(shù)目×每個(gè)氨基酸的平均分子量)/每個(gè)氨基酸的平均分子量

α-螺旋和β-折疊的比例=(30,000-100×110)/110

α-螺旋和β-折疊的比例≈0.818

因此，蛋白質(zhì)B的二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋和β-折疊的比例約為81.8%。

3.例題：

蛋白質(zhì)C由兩個(gè)亞基組成，亞基A和亞基B。亞基A的分子量為10,000，亞基B的分子量為15,000。請計(jì)算蛋白質(zhì)C的四級結(jié)構(gòu)中兩個(gè)亞基的比例。

解答：

蛋白質(zhì)C的分子量=亞基A的分子量+亞基B的分子量

蛋白質(zhì)C的分子量=10,000+15,000

蛋白質(zhì)C的分子量=25,000

兩個(gè)亞基的比例=亞基A的分子量/蛋白質(zhì)C的分子量

兩個(gè)亞基的比例=10,000/25,000

兩個(gè)亞基的比例=0.4

因此，蛋白質(zhì)C的四級結(jié)構(gòu)中兩個(gè)亞基的比例約為40%。

4.例題：

蛋白質(zhì)D在細(xì)胞信號傳導(dǎo)過程中發(fā)揮重要作用。已知蛋白質(zhì)D的活性受其空間結(jié)構(gòu)的影響，請分析蛋白質(zhì)D的結(jié)構(gòu)變化對其功能的影響。

解答：

蛋白質(zhì)D的結(jié)構(gòu)變化可能導(dǎo)致其活性中心暴露或隱藏，從而影響其與信號分子的結(jié)合和傳遞信號的能力。例如，如果蛋白質(zhì)D的結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致其活性中心暴露，則可能增強(qiáng)其與信號分子的結(jié)合，從而提高信號傳導(dǎo)效率；反之，如果結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致活性中心隱藏，則可能降低其與信號分子的結(jié)合，從而減弱信號傳導(dǎo)效果。

5.例題：

蛋白質(zhì)E在細(xì)胞骨架中起到支撐作用。已知蛋白質(zhì)E的穩(wěn)定性受其二級結(jié)構(gòu)的影響，請分析蛋白質(zhì)E的二級結(jié)構(gòu)變化對其穩(wěn)定性的影響。

解答：

蛋白質(zhì)E的二級結(jié)構(gòu)變化可能導(dǎo)致其α-螺旋和β-折疊的數(shù)量和排列方式改變，從而影響其穩(wěn)定性和在細(xì)胞骨架中的功能。例如，如果蛋白質(zhì)E的α-螺旋數(shù)量增加，則可能提高其穩(wěn)定性，增強(qiáng)其在細(xì)胞骨架中的支撐作用；反之，如果β-折疊數(shù)量增加，則可能降低其穩(wěn)定性，削弱其在細(xì)胞骨架中的支撐作用。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了蛋白質(zhì)的基本概念、氨基酸的結(jié)構(gòu)和特性、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（α-螺旋和β-折疊）、四級結(jié)構(gòu)以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。

2.我們了解到蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵連接形成的大分子，具有多種功能，是生命活動的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.氨基酸是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元，由氨基、羧基和側(cè)鏈組成，不同側(cè)鏈的氨基酸性質(zhì)和反應(yīng)活性各異。

4.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)主要包括α-螺旋和β-折疊，它們通過氫鍵穩(wěn)定蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。

5.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)由多個(gè)亞基通過非共價(jià)鍵相互作用形成，亞基可以是相同或不同的蛋白質(zhì)分子。

6.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其功能密切相關(guān)，結(jié)構(gòu)變化可能導(dǎo)致功能改變，蛋白質(zhì)的降解與合成在細(xì)胞內(nèi)保持動態(tài)平衡。

7.蛋白質(zhì)的研究方法包括結(jié)構(gòu)研究方法（如X射線晶體學(xué)、核磁共振）和功能研究方法（如酶活性測定、蛋白質(zhì)芯片）。

8.蛋白質(zhì)在生命活動中的作用體現(xiàn)在細(xì)胞信號傳導(dǎo)、細(xì)胞骨架、細(xì)胞膜等多個(gè)生物過程中。

9.蛋白質(zhì)工程通過基因編輯、蛋白質(zhì)改造等方法，提高蛋白質(zhì)的功能或穩(wěn)定性，并在醫(yī)藥、食品、能源等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

當(dāng)堂檢測：

1.請簡要描述蛋白質(zhì)的基本概念和功能。

答案：蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵連接形成的大分子，具有多種功能，如催化、結(jié)構(gòu)支持和信號傳遞等。

2.列舉兩種蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，并說明其形成原理。

答案：α-螺旋和β-折疊。α-螺旋通過肽鍵形成氫鍵穩(wěn)定，β-折疊通過氫鍵連接相鄰肽鏈。

3.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)由