资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第二章组成细胞的分子
《2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者》教学设计
课型：新授课
教材版本： 人教版（2019）必修1《分子与细胞》
授课年级： 高一
课时安排： 2课时
一、教材分析
本节《蛋白质是生命活动的主要承担者》是《组成细胞的分子》一章的核心内容，也是整个高中生物学的基石之一。教材从蛋白质功能的多样性切入，引导学生思考其功能多样性的结构基础，进而系统学习蛋白质的基本单位——氨基酸的结构特点、氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过程，以及蛋白质结构多样性的原因。本节内容抽象且逻辑性强，是培养学生“结构决定功能”生命观念和发展科学思维能力的绝佳载体。
二、学情分析
学生已经学习了糖类和脂质，对有机物的概念有初步了解。在生活中，学生对“蛋白质”一词耳熟能详，知道其与营养有关，但对蛋白质的具体功能、复杂结构和合成过程知之甚少。学生具备一定的化学基础，能够理解氨基、羧基等官能团，但对于脱水缩合、空间结构等抽象概念，以及相关的计算，可能会感到困难。教学中需通过丰富的实例、模型建构和循序渐进的引导，将宏观功能与微观结构联系起来。
三、教学目标
核心素养 具体目标
生命观念 1. 通过分析蛋白质功能与结构的关系，深刻理解并认同“结构决定功能”的生物学基本观点。
2. 认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
科学思维 1. 通过分析几种氨基酸的结构式，归纳氨基酸的结构通式及特点。
2. 通过分析实例，推理并归纳蛋白质结构多样性的原因。
3. 初步掌握与蛋白质合成相关的计算规律，培养逻辑推理能力。
科学探究 通过小组合作，模拟氨基酸脱水缩合过程，体验蛋白质的构建，提升动手实践和模型建构能力。
社会责任 联系蛋白质变性、手术缝合线、疾病等生活实际和科学前沿，增强科学应用意识和社会责任感。
四、教学重点与难点
1. 教学重点：
(1) 氨基酸的结构特点及脱水缩合过程。
(2) 蛋白质结构多样性的原因。
(3) 蛋白质功能的多样性。
2. 教学难点：
(1) 氨基酸脱水缩合过程及肽键的形成。
(2) 蛋白质结构多样性的原因。
(3) 与蛋白质形成过程相关的计算。
五、教学方法
(1) 问题导学法：以“手术缝合线”等问题贯穿课堂，驱动学生思考。
(2) 模型建构法：学生活动模拟氨基酸脱水缩合，构建肽链模型。
(3) 探究式教学法：通过【探究活动】引导学生分析资料，自主构建知识。
(4) 讲授法与归纳法相结合：用于系统讲解难点知识和总结规律。
六、教学手段
(1) 多媒体课件（PPT）：展示蛋白质功能实例、氨基酸结构式、脱水缩合动画、蛋白质空间结构图。
(2) 动画/视频：播放“脱水缩合”、“蛋白质空间结构形成”、“抗体作用”等视频，使抽象过程直观化。
(3) 学生活动材料：准备卡片、磁贴等用于模拟氨基酸脱水缩合。
七、教学准备
(1) 教师准备： 制作多媒体课件，下载或制作相关动画视频，准备学生模拟活动所需的卡片或模型（代表不同R基的氨基酸）。
(2) 学生准备： 预习教材P28-P32内容。
八、教学流程
问题探讨（手术缝合线）
↓
新知探究一：蛋白质功能的多样性
↓
新知探究二：蛋白质的基本单位——氨基酸
↓
新知探究三：蛋白质的结构及其多样性（含脱水缩合模拟活动）
↓
知识拓展与应用（蛋白质变性、疾病、计算）
↓
课堂小结与练习巩固
九、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
（一）问题导入
（3分钟） 1. 展示手术缝合线的图片和视频，提出问题探讨：
“为什么这种缝合线可以被人体吸收？”
“这需要发生什么变化？这对你认识蛋白质有何启示？”
2. 引导学生得出初步结论：蛋白质可被水解为小分子；蛋白质对其结构和组成有特定要求。 1. 观看并思考，基于生活经验和化学知识进行推测。
2. 认识到蛋白质是重要的结构物质，且其化学性质与生命活动密切相关。 1. 创设真实情境，激发学习兴趣和求知欲。
2. 初步建立蛋白质的“结构-功能”联系，自然引入课题。
（二）新知探究1：蛋白质的功能
（10分钟） 1. 组织【探究活动1】：引导学生阅读课本P28，完成蛋白质功能及实例的表格填空。
2. 精讲与展示：结合实例图片和视频，精讲五大功能：
结构物质（如肌肉、毛发）
催化作用（酶）
运输作用（血红蛋白）
免疫功能（抗体）
信息传递（胰岛素）
3. 引导归纳：蛋白质功能具有多样性，是生命活动的主要承担者。 1. 自主阅读和填表，初步了解蛋白质的多种功能。
2. 观看实例，加深对蛋白质功能多样性的感性认识。
3. 归纳得出结论。 1. 培养自主学习能力。
2. 通过丰富实例，让学生深切体会蛋白质功能的广泛性，为理解其结构复杂性做铺垫。
（三）新知探究2：氨基酸
（13分钟） 1. 展示结构式：展示几种氨基酸的结构式，引导学生观察共同点和不同点。
2. 讲解通式与特点：
讲解氨基酸的结构通式。
总结氨基酸的结构特点（“至少一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上”）。
强调R基是氨基酸分类的依据。
3. 介绍种类与必需氨基酸：介绍组成人体蛋白质的氨基酸约有21种，其中8种是必需氨基酸（记忆口诀：甲携来一本亮色书）。 1. 观察、比较氨基酸结构式，找出共同点（氨基、羧基、H、中心C）和不同点（R基）。
2. 理解并记忆结构通式和特点。
3. 了解氨基酸分类，记忆必需氨基酸口诀。 1. 培养观察、比较和归纳能力。
2. 夯实基础知识，为理解脱水缩合和蛋白质多样性打下关键基础。
3. 联系营养与健康，体现知识的应用价值。
（四）新知探究3：蛋白质的结构与多样性
（25分钟） 1. 讲解脱水缩合：
结合动画，讲解脱水缩合的过程、肽键的形成、水分子中H和O的来源。 介绍二肽、多肽（肽链）的概念。
2. 学生模拟活动：组织学生用卡片模型模拟3-4种氨基酸的脱水缩合，形成短肽链。
3. 讲解空间结构：讲解蛋白质的一级→四级结构，强调盘曲折叠和空间结构的重要性。介绍维持空间结构的化学键（氢键、二硫键）。
4. 归纳多样性原因：引导学生根据模拟活动和实例分析，归纳蛋白质结构多样性的四大原因：
①氨基酸种类不同
②氨基酸数目不同
③氨基酸排列顺序不同
④肽链盘曲折叠方式及空间结构不同 1. 观看动画，理解脱水缩合的本质和肽键的形成。
2. 动手模拟，体验肽链的构建过程，直观感受氨基酸顺序的多样性。
3. 聆听讲解，理解蛋白质结构的层次性和复杂性。
4. 小组讨论，从活动中抽象出导致蛋白质多样性的原因。 1. 突破难点，通过动画和动手操作，将抽象的化学反应具体化、直观化。
2. 体验式学习，深刻理解蛋白质多样性的前三个原因。
3. 系统构建知识，理解从氨基酸到蛋白质的完整组装过程，最终落脚于“结构决定功能”的核心观念。
（五）知识拓展与应用
（10分钟） 1. 讲解蛋白质变性：讲解变性的概念、原因（高温、强酸强碱、重金属盐）和特点（空间结构破坏、不可逆、肽键不断裂）。与盐析、水解进行对比。
2. 联系疾病与健康：介绍蛋白质空间结构异常与疾病（如镰状细胞贫血、阿尔兹海默症）的关系。
3. 讲解相关计算：精讲链状肽与环状肽中肽键数、脱水数、氨基羧基数、原子数及相对分子质量的计算规律。 1. 理解变性、盐析、水解的区别与联系。
2. 认识蛋白质结构与功能的紧密关系，关注健康。
3. 学习计算规律，尝试应用解决简单问题。 1. 联系生活与科学前沿，拓宽视野，体现知识的应用性和时代性。
2. 培养定量分析能力，提升思维的严谨性。
（六）巩固练习
（8分钟） 1. 投影“当堂训练”选择题和计算题。
2. 引导学生分析解题思路，重点讲解易错点（如脱水缩合本质、多样性原因、计算规律等）。 独立完成练习，积极思考，提出疑问。 及时巩固，查漏补缺，强化对核心概念和规律的理解与应用。
（七）课堂小结
（2分钟） 引导学生从“功能→基本单位→结构→多样性”的线索总结本节课内容，再次强调“结构决定功能”的核心观念。 在教师引导下，回顾、梳理本节课的知识脉络。 构建完整的知识体系，强化核心概念的掌握。
（八）作业布置
（1分钟） 1. 基础作业：完成课后练习，绘制蛋白质从氨基酸到空间结构形成的过程概念图。
2. 拓展作业：查阅资料，了解一种由蛋白质结构异常引起的疾病（如镰状细胞贫血）的详细机理。
3. 预习作业：预习下一节《核酸是遗传信息的携带者》。 记录作业要求。 1. 巩固基础知识。
2. 深化理解，拓展视野。
3. 承前启后。
十、板书设计
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
一、功能多样性（运结催免调）:结构、催化、运输、免疫、信息调节
二、基本单位：氨基酸
(1) 结构通式与特点：
至少一个-NH 和一个-COOH连在同一个C上;R基不同，氨基酸不同;种类：21种（8种必需氨基酸）
三、结构及其多样性
(1) 形成过程：脱水缩合（肽键）
(2) 场所：核糖体
(3) 结构层次：氨基酸 → 多肽链 → 盘曲折叠 → 空间结构
(4) 多样性原因：氨基酸种类、数目、排列顺序不同肽链盘曲折叠方式及空间结构不同
四、相关计算（链状肽）
肽键数 = 脱水数 = 氨基酸数 - 肽链数
蛋白质相对分子质量 = 氨基酸总分子量 - 脱水量
十一、教学反思
本节课是微观领域的核心内容，概念多、逻辑性强、抽象程度高。
成功之处：通过“手术缝合线”导入和丰富的功能实例，能有效激发兴趣；采用模型模拟活动，有效突破了“脱水缩合”和“多样性原因”的难点；将“结构决定功能”的观念贯穿始终。
待改进之处：课堂容量大，时间紧张，学生活动与深度讲解的平衡需精确把控；部分学生对空间结构的想象和相关的计算可能仍存在困难。
调整思路：对于空间结构，可提供更多的3D模型或软件模拟辅助理解。对于计算，可编制分层练习题，供不同层次学生课后巩固。考虑将部分计算内容移至习题课进行专项训练。

展开更多......

收起↑