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生命活动的主要承担者──蛋白质 教学设计
生化学院生科051班 金一驰 05260107
教学设计思路：
由于学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识，细胞的分子组成又是微观而又抽象的内容，学生缺乏直观，感性的认识，并使学生在掌握知识的同时又接受科学方法的认识，所以在教学时，应注意联系学生的生活经验，利用亲身体验、模型模拟或图解加强教学的直观性，增加学生对微观内容的感性认识，并采用设问激趣，观察对比，步步引导，自主探究等方法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，锻炼联想和主动参与的能力、提高思维能力，形成相应的观点。具体思路如下：
引导利用问题和例子创设问题情境，导入学习
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激发思考蛋白质与氨基酸的关系
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学生活动:观察四种氨基酸的结构式，讨论、总结氨基酸的结构通式
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氨基酸空间结构的介绍，将自身看成是一个氨基酸分子，建立模型模拟氨基酸的结构通式
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氨基酸种类的学习并和生活实际相联系
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利用强烈的数据对比，过渡到氨基酸怎样形成蛋白质
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学生活动：带着问题观察氨基酸形成蛋白质的示意图，并尝试描述氨基酸形 成蛋白质的过程及蛋白质的层次结构。
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学生活动：通过肢体演示肽链的形成，并思考氨基羧基的连接方式
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从局部到整体，通过观察两个氨基酸脱水缩合的示意图或黑板演示理解二肽的形成过程。
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由易到难，引导学生思考一条多肽的形成过程和多条多肽的形成过程
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通过设问举例引导学生思考蛋白质结构多样性的原因，并加以适当总结
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蛋白质功能的介绍及引导学生探讨结构和功能相适应的生物学观点
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师生共同探讨人工合成牛胰岛素的过程及蛋白质的研究意义
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总结本课内容
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习题巩固
1、学习任务分析：
本课是浙教版必修模块1《分子与细胞》中的 第二章第二节的内容。在《分子与细胞》这个模块中，蛋白质的结构和功能属于重点和难点知识，有关蛋白质的知识与后面的章节有较多的联系，因此这节内容比较重要。在新课程的内容和标准中，对本节内容的学习要求是“概述蛋白质的结构和功能”，属于理解水平，要求学生掌握氨基酸及其种类，蛋白质的结构及其多样性以及蛋白质的功能三部分的知识。
教学重点和难点：
（1）教学重点：a、氨基酸的结构特点。
b、氨基酸形成蛋白质的过程及蛋白质的结构。
c、蛋白质的功能。
（2）教学难点：a、脱水缩合反应过程。
b、蛋白质结构多样性的原因。
2、学习者分析：
在前面一节，学生已经学习了细胞中的分子和有机物，对细胞中有蛋白质的存在已经有初步的认识，而且对生活中含有蛋白质的食物也比较熟悉，在一定程度上有助于本节课的开展，但学生缺乏氨基酸和蛋白质的化学知识，而化学分子的组成本身就是微观，抽象的内容，因此学生对这部分内容的理解具有一定的困难。在本节课的教学中要达到新课标的教学要求，重点在于如何在学生预备知识薄弱，而且面对抽象的知识点的情况下，引导它们分析氨基酸的结构特点，理解氨基酸形成蛋白质的过程，并从生活实际出发，理解蛋白质的功能。
3、教学目标：
（1） 知识方面：
a、 学生能够说明蛋白质的结构特点并写出氨基酸的结构通式。
b、 学生能够说明氨基酸形成蛋白质的过程。
c、 学生能够概述蛋白质的结构和功能。
（2） 能力方面：
a、 能够联系生活实际进行想象以帮助理解抽象的事物。
b、 能够利用相关信息进行鉴别、归纳、分析、得出结论并加以运用。
（3） 情感、态度和价值观：
a、 认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
b、 关注蛋白质研究的新进展。
c、 从蛋白质的结构和功能的关系出发，树立“结构与功能相适应”的生物学观点。
4、板书设计：
第二节 生命活动的主要承担者——蛋白质
一，基本组成单位：氨基酸（约20种）
R
1、结构通式： H-N-C-COOH
H H
2、种类：必需氨基酸和非必需氨基酸
二、蛋白质的结构及多样性
1、结构层次
氨基酸 脱水缩合 多肽（1或多条） 盘曲折叠 蛋白质
2、脱水缩合反应（反应式略）
（失去水分子数=肽键数=氨基酸总数-肽链数）
3、多样性的原因
4、主要功能
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【导入新课】问题导学 复习上课节课内容我们已经学习了细胞中的元素和化合物，回忆细胞中有哪些化合物？评价学生的回答利用问题探讨创设情境，引入学习。展示“大头娃娃”图片。请个别了解此次事件的同学讲述安徽阜阳发生的大头娃娃事件。教师适当补充并设问（蛋白质蛋白质在生命活动中起着很重要的作用，它到底是怎么样的一种物质呢？蛋白质在生命活动中起着什么作用？今天，就让我们来认识一下蛋白质） 学生回答（答案：无机化合物：水和各种离子等；有机化合物：糖类、脂类、蛋白质、核酸）学生观看图片并思考回答（答案：这是安徽发生的大头娃娃事件，原本活泼健康的婴儿因为食用了蛋白质含量过低的劣质奶粉成了大头娃娃。） 回忆上节课的知识，并为引出本节课的内容——蛋白质做铺垫。联系学生已有的知识，生活经历和感受，将知识与生活实际相联系，并创设问题讨论情境，激发学生的学习兴趣，以更好的进入新课的学习。
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【新课内容】氨基酸及其种类氨基酸的结构 蛋白质和氨基酸的关系：提问：平时生活中，哪些食物富含蛋白质 ？评价学生回答。2、继续提问：我们每天都要吃这些富含蛋白质的食物，蛋白质能被人体直接吸收吗？教师适当总结：（蛋白质不能被人体直接吸收，它要经过人体的消化，成为氨基酸后，才能被人体吸收利用，因此，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。）氨基酸的结构特点及通式：设问：自然界中有20多种氨基酸，氨基酸是怎样的一种物质呢？各种氨基酸之间有什么区别？2、展示：四种氨基酸的结构（甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸）请学生观察并回答这四种氨基酸之间的异同并写出氨基酸的通式。（教师给予必要的补充和总结）氨基酸的空间结构：请学生学生思考氨基酸的结构是平面的，还是具有一定的立体空间结构。利用氨基酸空间结构的FLASH演示氨基酸的结构是一个正四面体。 学生思考回答（答案：花生，豆浆，瘦肉，牛奶，鸡蛋……）学生回答（答案：不能，要经过人体的消化才能被吸收。）学生观察思考，尝试用语言描述并写出氨基酸的通式。（答案：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，侧链基团用R表示，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同，R基决定了氨基酸的种类。通式：略）学生观看并理解。 联系学生已有的知识，生活经历，激发学生学习兴趣，并为氨基酸是组成蛋白质的基本单位做铺垫，从而能从蛋白质的话题自然的过渡到氨基酸的学习。这一环节的教学属于本节的重难点，培养学生处理信息的能力。课外补充知识，避免学生将氨基酸的结构理解成平面的结构。
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氨基酸的种类 活动：请一位学生上台，张开双臂，面对大家，提问：你们觉得这位同学的姿势与氨基酸的结构通式有没有共同点？教师引导并给予适当的总结，注意要跟学生讲明氨基酸真正的结构是正四面体，此处以自身为模型只是为了对氨基酸的通式加深记忆。当堂练习：展示若干个化合物的化学结构式，请学生判断是否是氨基酸。介绍生活中的氨基酸，包括必需氨基酸和非必需氨基酸。请学生尝试猜测两者的定义，再进行系统的总结（总结必需氨基酸和非必需氨基酸的定义及区别）。提问：我们平时有些食物，比如说，面包，切面，它们在制作过程中都要添加某些氨基酸，为什么要添加呢？添加的又是哪种氨基酸呢？教师适当总结，并鼓励学生生活中注意摄入蛋白质含量高的食品以补充必需氨基酸。 一位同学上台配合老师讲解。其它同学联系氨基酸结构式，猜测：身子代表中心C原子，下肢象H，头代表R基，我们通过脸来认识同学，氨基酸通过R基团决定种类。双臂代表氨基和羧基。学生思考做题，巩固知识点学生根据自己的理解猜测。（学生容易根据字面意思进行定义）学生思考回答（我们人体自身不能合成必需氨基酸，就会比较容易缺乏必需氨基酸，因此，要在食品中添加必需氨基酸来补充营养） 使学生主动参与活动，并引导学生利用自身模型来帮助理解抽象的事物，增加感性认识。当堂练习，现学现用，活学活用，巩固知识。提示学生容易犯错误的环节，加深学生印象。与生活实际相联系，并更加深刻的理解必需氨基酸和非必须氨基酸的区别。
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蛋白质的结构及其多样性蛋白质的结构 蛋白质的结构层次：启发引导:生物体中组成蛋白质的氨基酸只有20种，而据估计，生物界的蛋白质种类多达1010～1012种。氨基酸是怎样形成蛋白质的呢 提问：联系蛋白质再人体内的消化吸收过程，食物中的蛋白质消化成氨基酸，氨基酸被人体吸收后，合成人体中的蛋白质。a、氨基酸合成人体中的蛋白质的过程是否是一步到位；需要经过哪些结构层次？b、氨基酸被人体吸收合成人体中的蛋白质，需要经过哪些酶的作用 展示：氨基酸形成蛋白质的过程的图片及书本上的文字说明。教师根据学生的回答适当总结脱水缩合：脱水缩合过程演示：（边演示边讲授）在根据由部分到整体的认知规律，先通过二肽形成的动画演示展示两个相同或不同的氨基酸分子脱水缩合过程，肽键的形成。介绍反应过程、肽键的概念，产物及产物的命名等知识点。提示学生观察并思考产物水中的氢和氧来自于哪里。再继续观看三肽的形成过程，提示学生思考形成二肽和三肽的过程中，分别脱去了多少分子的水，形成几个肽键。继续观看多个氨基酸分子形成一条多肽链的动画，了解氨基酸形成蛋白质的整个过程。 学生思考学生带着问题观察阅读书本上氨基酸脱水缩合过程的文字、图解。思考并尝试描述（答案：不是一步到位的，1、氨基酸→二肽、三肽→多肽，一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋白质。2、食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入细胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。学生跟着老师的思路进行思考并回答。（答案 ：产物是二肽和水，一分子水是由一分子氨基酸中的一个氨基中的H原子和另一分子氨基酸中的羧基中的－OH形成。形成二（三）肽时脱去了1（2）分子的水，形成1（2）个肽键。） 观察示意图，对氨基酸形成蛋白质的过程形成整体的认识。引导学生自主学习。并培养处理信息，分析信息得出结论的能力。
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引导学生发现规律：教师总结二肽和三肽形成的脱水缩合的过程（重点是肽键和脱去的水分子数以及氨基酸数目之间的数量关系），整理学生的思路，并展示以下表格：肽链数氨基酸数肽键数水分子数化合物名1211二肽1322三肽1n210mn穿插活动演示：请10位学生上台，代表10个氨基酸，每人手中有一块吸饱了水的海绵，（提示：你们的左手都必须是代表同一种基团）所有同学手拉手演示氨基和羧基相连的脱水缩合过程。根据刚才的总结和活动引导学生发现规律：1、形成一条肽链的时候，肽键数、脱去的水分子数和氨基酸数目之间有什么数量关系？为什么肽键数＝水分子数？总结得出公式：形成1条肽链时，肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－1 顺着老师的总结和分析整理思路学生活动：所有同学手拉手，相连的两只手同时捏紧海绵将水挤出，（落单的手不需要棘海绵），以此演示氨基酸、脱去的水分子以及肽键的的数目并得出形成一条肽链时，三者之间的数量关系。再通过同样的方式，演示形成两条肽链的时候，三者之间的数量关系。学生根据老师的思路思考并完成表格（答案：略）思考并回答（答案：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－1；根据脱水缩合的过程，形成肽键和脱去水的发生是同步的） 培养学生的逻辑思维能力。通过活动培养学生的发散思维，增加了学生对抽象知识的感性认识，并让加强教学的直观性。以教师的引导，学生的思考为主，培养学生的思维能力，并学会发现规律，总结规律。
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蛋白质结构的多样性 继续引导：形成两条肽链的情况。（继续完成表格）请学生回答自己的答案并阐述原因。教师适当补充并总结：形成2条肽链时，肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－23、根据发现的规律，请学生思考若n个氨基酸形成m条肽链的情况并总结规律.生物体中组成蛋白质的氨基酸只有20种，而生物界的蛋白质种类多达1010～1012种，20种氨基酸如何形成这么多种蛋白质 1、引导学生从排列角度的展开联想：三种不同的氨基酸，给它们标号为A、B、C，让它们完成排列组合，有几种不同的组合方法？讨论： ABC和CBA两种三肽化合物的结构是否有差别？（教师总结：氨基酸排列顺序不同，导致形成不同的肽链） （答案：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－2）（答案：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－肽链数）学生思考并讨论（答案：6种，ABC和CBA两种三肽化合物结构有差别。） 通过例子及引导培养学生对信息进行分析推理，并得出结论。
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2、提问：如果用20个不同的字母分别代表20种氨基酸，写出由其中10（20）个氨基酸组成的长链？能组成多少种类型的肽链？（教师适当总结：氨基酸的种类和数目不同，也能导致形成不同的肽链。）3、提问：肽链与蛋白质的结构一样吗？有什么区别？展示：胰岛素空间结构的示意图。（教师适当总结：肽链经过盘曲、折叠，形成了千差万别的空间结构。）教师引导学生总结蛋白质种类众多的原因。（教师适当总结） 学生思考并回答学生观察图片并思考学生思考并总结原因。（答案：1、组成蛋白质的氨基酸种类不同。2、组成蛋白质的氨基酸数目不同。3、氨基酸的排列顺序千变万化。4、肽链的盘曲折叠方式不同形成不同的空间结构）
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蛋白质的功能总结课堂阅读反馈 给学生边展示图片边介绍蛋白质的各项功能。（1、构成细胞的重要物质，如头发，肌肉。2、催化作用。如酶。3、运输载体的功能，如，血红蛋白。4、传递信息，调节生命活动，如胰岛素。5、免疫功能，如抗体。生命活动离不开蛋白质。） 提问：血红蛋白、鸡肉、抗体等都是由蛋白质构成，为什么其功能会各不相同？并出示下表蛋白质分子氨基酸数目相对分子质量人胰岛素515700牛膜蛋白酶2232500人血红蛋白57464900免疫球蛋白66073000(教师适当引导)本课内容总结引导学生阅读课后的阅读材料：《世界上第一各人工合成蛋白质的诞生》和《国际人类蛋白质组计划。》回答问题：1、胰岛素蛋白质的合成过程？2、人类研究蛋白质的有什么意义？习题巩固。 学生思考并得出结论: 蛋白质分子结构的多样性决定了功能的多样性。理解结构多样性和功能多样性的关系并树立结构和功能相适应的生物学观点。学生阅读材料并讨论 表格是隐含信息的好材料，尝试让学生通过表格自主分析综合，提取信息。通过总结蛋白质的结构和功能，使学生活的蛋白质是生命活动的主要承担者的基本认识通过阅读材料，在一定增强国家荣誉感并增加了解蛋白质的最新研究进展的兴趣。
教学反思：本节课的设计思路的特点是：过渡衔接自然，充分联系生活实际，运用模型、活动的演示直观形象，引导学生主动思考来解决问题或者发现规律，不仅调动了学生学习的主动性和积极性，更培养了学生的逻辑思维和发散思维的能力。充分体现了以学生为主体的原则，在一定程度上能够达到设定的教学目标。
氨基酸及其种类
蛋白质的结构及多样性

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