资源简介

(共23张PPT)
微观探秘：蛋白质的结构与功能相适应之旅
目录
CONTENTS
01
教学分析
02
教学策略
03
教学过程
04
教学反思
1
教学分析
Teaching analysis
教学内容
教材地位与作用
本节是细胞分子组成的核心内容，主要包括蛋白质的功能、基本单位（氨基酸）、结构组成及多样性原因。从知识体系看，学生已知道蛋白质是细胞中含量最多的有机化合物（承前），本节将从宏观功能深入微观结构，为后续学习酶、载体蛋白等知识奠定基础（启后），同时通过模型建构培养科学思维，渗透 “结构与功能相适应”的生命观念。
教材内容结构
教材以 “蛋白质是生命活动的主要承担者” 为核心，按照 “宏观功能→微观结构→多样性成因→实践应用” 的逻辑层层递进，形成结构化知识体系。
学情分析
1
知识基础
学生已掌握：蛋白质的元素组成、检测方法，但对氨基酸的微观结构和蛋白质形成过程缺乏直观认识。
2
能力特点
高一学生抽象思维能力较弱，需借助模型、动画等直观手段理解微观过程；具备一定小组合作能力，可通过建模活动突破难点。
3
认知障碍
学生难以理解氨基酸 “中心碳原子” 的空间结构、脱水缩合的化学键变化，需通过动手操作降低认知难度。
教学目标
核心素养
生命观念
科学探究
科学思维
社会责任
生命观念
通过分析蛋白质结构与功能的关系，建立 “结构决定功能” 的观念，如血红蛋白的空间结构与其运输氧的功能相适应。
科学思维
通过归纳氨基酸结构通式、推导肽键数计算公式，培养归纳概括与逻辑推理能力；通过模型建构体验从具体到抽象的思维过程。
科学探究
通过小组合作构建氨基酸和多肽模型，模拟脱水缩合过程，提升实验操作和合作探究能力。
社会责任
结合 “人工合成牛胰岛素” 科学史，激发民族自豪感；通过分析蛋白质与健康的关系，形成健康生活意识。
教学重难点
教学难点
① 氨基酸 “中心碳原子” 的空间结构；
② 肽链盘曲折叠形成空间结构的过程；
③ 蛋白质多样性的逻辑推导。
教学重点
① 氨基酸的结构通式；
② 脱水缩合过程及肽键数计算；
③ 蛋白质结构与功能的多样性。
2
教学策略
Teaching strategy
教学方法
物理模型：模型制作模拟氨基酸结构与脱水缩合过程；
概念模型：归纳氨基酸结构通式、绘制蛋白质功能概念图；
数学模型：推导肽键数与氨基酸数的数量关系。
模型建
构法：
生活情境：熟鸡蛋消化、酒精消毒原理；
科学史情境：中国科学家人工合成牛胰岛素的历程。
情境教
学法：
链式提问：“胰岛素为何不能口服？→氨基酸如何连接？→结构多样性如何产生？” 引导深度学习。
问题驱
动法：
联系化学知识（官能团、化学键）分析氨基酸结构与脱水缩合反应。
跨学科融合法
学法指导
模型学习法
通过 “观察图像→建构模型→抽象符号” 三步法，理解氨基酸结构（如用彩色卡纸模型明确中心碳原子的空间位置）。
小组合作法
学生分工完成模型建构、数据记录与汇报，培养协作与表达能力。
问题导向法
通过 “为什么？”“如何证明？” 等问题，引导学生主动思考。
案例分析法
结合镰状细胞贫血、酶活性丧失等案例，分析结构与功能的关系，强化生命观念。
3
教学过程
Teaching process
课堂教学
环节 1：情境导入：激活前导知识
实验情境
展示实验视频：向唾液、胰岛素溶液、头发研磨液中加入双缩脲试剂，观察颜色变化。
提问：“为什么这些物质都能与双缩脲试剂反应？蛋白质在生命活动中扮演什么角色？”
学生活动：结合生活经验列举蛋白质功能，教师补充肌肉收缩、信号传递等功能，归纳功能概念图。
科学史情境
播放视频：1965 年中国科学家人工合成结晶牛胰岛素的纪录片片段。
提问：“该成就为何被称为‘生命科学的突破’？人工合成蛋白质需要先破解哪些结构奥秘？”
课堂教学
环节 2：氨基酸结构探究：从宏观到微观
图像分析：寻找结构共性
展示甘氨酸、缬氨酸、谷氨酸、丙氨酸结构式，学生分组圈画氨基（-NH ）、羧基（-COOH）、中心碳原子和 R 基。
教师引导：“不同氨基酸的差异由什么决定？”
活动 1：组装氨基酸模型（彩色卡纸）
材料：黑色（C）、蓝色（N）、红色（O）、白色（H）、R 基组件在卡纸上批注（如 - CH 、-CH ）；
任务：根据结构式组装甘氨酸模型，重点关注“氨基、羧基、H 原子均连在中心碳原子” 的空间结构。
过渡：学生代表展示模型，共同归纳结构通式，教师板书并标注 R 基的作用。
提问：“组成人体蛋白质的 21 种氨基酸，如何构成蛋白质呢？”
课堂教学
环节3:蛋白质形成过程：建模与推理
动态演示：微观过程可视化
播放 3D 动画：两个丙氨酸脱水缩合形成二肽，标注氨基脱 - H、羧基脱 - OH，生成肽键（-CO-NH-）和水分子。
提问：“脱水缩合中，元素守恒如何体现？肽键的化学本质是什么？”
活动 2：构建三肽模型并推导规律
任务：用 3 种不同 R 基的氨基酸模型（如丙氨酸、赖氨酸、谷氨酸）构建三肽。
小组讨论： 肽键的数量有多少，肽键数量和氨基酸数量、肽链数量之间有什么关系？ 能否指出肽键的位置？ “若 n 个氨基酸形成 m 条肽链，肽键数、水分子数如何计算？”
教师引导：通过“氨基酸排列成链→链数增加→肽键数减少” 的逻辑，推导公式：肽键数=氨基酸数 肽链数=脱去水分子数。
课堂教学
多肽链如何形成蛋白质？
由氨基 酸形成血红蛋白的视频，总结出氨基酸经过脱水缩合形 成肽链，肽链进行盘曲、折叠形成一定的空间结构，最终 形成具有复杂空间结构的蛋白质。
课堂教学
深度探究：结构多样性成因
展示两组学生构建的三肽模型（氨基酸种类、顺序不同），提问：
“模型 A（丙氨酸 - 谷氨酸 - 赖氨酸 - 缬氨酸）与模型 B（谷氨酸 - 丙氨酸 - 缬氨酸 - 赖氨酸）为何功能不同？”
“仅用 21 种氨基酸，如何形成千万种蛋白质？”
通过模型对比，引导学生逐层推导多样性原因（种类→数目→顺序→空间结构），建立 “局部到整体” 的思维链
学生归纳：种类、数目、排列顺序不同→肽链空间结构不同→蛋白质功能多样。
课堂教学
生命观念：结构决定功能
案例 1：血红蛋白（含 Fe 的球状结构）运输氧气，角蛋白（纤维状结构）构成头发。
提问：“结构差异如何导致功能不同？”
环节 4：功能与结构关联：案例与应用
案例 2：镰状细胞贫血（谷氨酸→缬氨酸→红细胞形态异常→运输氧能力下降）。
学生活动：分析案例，总结“氨基酸序列改变→空间结构改变→功能丧失” 的逻辑链。
生活应用：解释“高温煎蛋更易消化”（高温破坏蛋白质空间结构，暴露肽键便于消化酶作用）；
科学防疫：说明“75% 酒精消毒原理”（酒精破坏病毒蛋白质外壳的空间结构，使其失活）。
课堂教学
环节 5：总结与评价：构建知识网络
课后强化
下图是某蛋白质的肽链结构示意图(图1中的数字表示氨基酸序号)及部分肽链放大示意图(图2)，据图回答下列问题：
(1)图1化合物由氨基酸脱去 个水分子形成，这种结合方式叫做 ，发生在细胞中的 处。(2)图2中表示R基的编号为 (填序号)；③⑤⑦表示的结构称为 。据图2推测，该肽链至少有 个游离的羧基。
(3)现有800个氨基酸，其中氨基总数为810个，羧基总数808个由这些氨基酸合成的含有5条肽链的蛋白质，共有 个肽键和 个游离的氨基。
板书设计
4
教学反思
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教学反思
本节课以模型建构为核心，成功搭建了 “宏观功能 — 微观结构 — 应用实践” 的认知桥梁，有效落实了核心素养目标。但在学情分层、技术融合等方面仍有提升空间。未来教学中，需更精准把握学生差异，善用数字化工具拓展课堂边界，让 “结构与功能相适应” 的观念不仅停留在知识层面，更转化为学生分析生命现象的思维习惯，真正实现生物学教学的育人价值。
THANK
敬请指正
Please kindly correct me.

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