2024-2025学年新教材高中生物 第二章 组成细胞的分子 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者（1）教学实录 新人教版必修1

2024-2025学年新教材高中生物第二章组成细胞的分子第4节蛋白质是生命活动的主要承担者（1）教学实录新人教版必修1学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计意图本节课以“蛋白质是生命活动的主要承担者（1）”为主题，通过引入蛋白质的结构与功能的关系，让学生理解蛋白质在细胞中的重要性。结合教材内容，设计一系列实践活动，引导学生观察、分析蛋白质的多样性和功能，提高学生的实验操作能力和科学思维能力。核心素养目标分析培养学生生物科学探究能力，通过实验探究蛋白质功能，提高观察、实验、分析等技能。提升学生生物科学思维能力，理解蛋白质结构功能相关性，运用生物学知识解释生物现象。强化生命观念，认识蛋白质在细胞中的重要性，培养科学精神，形成实事求是、严谨求实的态度。教学难点与重点1.教学重点

①理解蛋白质的四级结构及其功能多样性；

②掌握蛋白质结构和功能的关系，能运用这一关系解释不同蛋白质的功能；

③能够识别和描述蛋白质在细胞中的几种主要功能，如催化、运输、信号传递等。

2.教学难点

①探究蛋白质结构与功能的关系时，理解蛋白质三维结构的动态变化及其对功能的影响；

②在实际情境中，将蛋白质的化学结构和生物学功能结合起来进行分析，解释蛋白质如何参与复杂的生命过程；

③面对多种蛋白质功能的实例，学生能区分不同蛋白质的特定功能和它们在细胞中的协同作用。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解蛋白质的结构和功能，结合实例加深理解；

2.讨论法：引导学生围绕蛋白质的功能多样性进行小组讨论，培养分析问题和解决问题的能力；

3.实验法：通过实验观察蛋白质在不同条件下的功能变化，强化理论与实践的结合。

教学手段：

1.多媒体课件：展示蛋白质结构图、功能动画等，直观展示蛋白质的动态变化；

2.教学软件：利用虚拟实验软件模拟蛋白质实验，提高学生动手操作能力；

3.实物模型：展示蛋白质的三维结构模型，帮助学生形象理解蛋白质的空间结构。教学过程设计导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示一系列细胞内部结构的图片，提问学生：“你们知道这些结构在细胞中都扮演着什么角色吗？”

2.提出问题：引导学生思考蛋白质在细胞中的作用，激发学生的好奇心。

讲授新课（20分钟）

1.蛋白质的基本结构（5分钟）

-讲解蛋白质的氨基酸组成和肽链的形成。

-展示蛋白质的一级结构图，讲解氨基酸序列对蛋白质功能的影响。

2.蛋白质的空间结构（5分钟）

-介绍蛋白质的二级、三级和四级结构。

-通过动画展示蛋白质结构的形成过程，强调蛋白质空间结构对其功能的重要性。

3.蛋白质的功能（5分钟）

-讲解蛋白质在细胞中的主要功能，如催化、运输、信号传递等。

-结合实例分析不同蛋白质功能的差异。

4.蛋白质结构与功能的关系（5分钟）

-引导学生思考蛋白质结构对其功能的影响。

-通过案例分析，让学生理解蛋白质结构变化如何导致功能改变。

巩固练习（10分钟）

1.课堂练习：分发练习题，让学生在规定时间内完成，巩固对蛋白质结构和功能的理解。

2.小组讨论：分组讨论蛋白质在不同生物过程中的作用，培养学生团队合作能力。

课堂提问（5分钟）

1.提问1：蛋白质的一级结构对其功能有何影响？

2.提问2：蛋白质的空间结构如何影响其功能？

3.提问3：举例说明蛋白质在细胞中的几种主要功能。

师生互动环节（5分钟）

1.邀请学生分享他们对蛋白质结构和功能的理解。

2.针对学生的回答，给予点评和补充，强化学生的知识体系。

1.总结本节课所学内容，强调蛋白质在生命活动中的重要性。

2.拓展：讨论蛋白质工程在医疗、农业等领域的应用前景。

教学过程设计说明：

-导入环节通过创设情境和提问激发学生的兴趣，为后续学习奠定基础。

-讲授新课环节按照教学内容逐步展开，结合实例和动画，帮助学生理解抽象概念。

-巩固练习环节通过练习和讨论，巩固学生对新知识的掌握。

-课堂提问环节促进学生思考和总结，提高学生的思维能力。

-师生互动环节鼓励学生积极参与，增强课堂氛围。

-总结与拓展环节帮助学生建立知识体系，并激发学生对未来学习的兴趣。学生学习效果学生学习效果：

1.知识掌握：

学生能够准确描述蛋白质的氨基酸组成和肽链的形成过程。

学生理解并能够解释蛋白质的一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。

学生能够识别和描述蛋白质在细胞中的几种主要功能，如催化、运输、信号传递等。

学生理解蛋白质结构与功能的关系，能够运用这一知识解释不同蛋白质的功能差异。

2.能力提升：

学生通过实验和观察，提高了实验操作能力和观察能力。

学生在小组讨论中锻炼了沟通能力和团队合作精神。

学生通过课堂提问和解答，提升了分析问题和解决问题的能力。

3.思维发展：

学生在探究蛋白质结构与功能关系的过程中，培养了逻辑思维和分析思维能力。

学生在讨论和拓展环节中，发展了创新思维和批判性思维能力。

4.价值观形成：

学生认识到蛋白质在生命活动中的重要性，形成对生物科学的兴趣和好奇心。

学生在学习和理解蛋白质功能的过程中，培养了科学精神和实事求是的态度。

学生了解到蛋白质工程在医疗、农业等领域的应用前景，认识到科学技术的价值。

5.实用性：

学生通过学习蛋白质知识，能够理解日常生活中的一些生物学现象，如酶的催化作用、药物的作用机制等。

学生在今后的学习和工作中，能够将蛋白质知识应用于实际问题解决，如生物制药、食品科学等领域。

6.综合评价：

学生在学习蛋白质的过程中，不仅掌握了相关知识，还提升了多个方面的能力，包括实验操作、团队协作、思维发展、价值观形成等。

学生在学习过程中表现出的积极态度和良好学习习惯，为今后的学习和职业生涯打下了坚实的基础。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学法：在讲解蛋白质的功能时，结合实际案例，如药物设计、疾病治疗等，让学生看到生物学知识在现实生活中的应用，提高学生的学习兴趣。

2.跨学科教学：将生物学知识与化学、物理学等其他学科知识相结合，让学生在跨学科的学习中，更好地理解蛋白质的结构与功能。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对抽象概念理解困难：在讲解蛋白质的四级结构时，部分学生对三维空间的理解不够，导致难以把握蛋白质结构的动态变化。

2.学生实验操作技能不足：在实验教学中，部分学生由于操作不当，导致实验结果不准确，影响了实验的成效。

3.教学评价单一：目前的评价方式主要以笔试为主，未能全面评估学生的学习效果和综合素质。

反思改进措施（三）改进措施

1.采用多种教学方法：针对抽象概念，可以通过动画、模型等多种形式，帮助学生直观理解。同时，结合实例讲解，让学生在实际情境中感受蛋白质的作用。

2.加强实验操作培训：在实验教学中，加强对学生的操作指导，确保实验顺利进行。同时，鼓励学生自主探究，提高实验操作技能。

3.完善教学评价体系：将评价方式多样化，除了笔试，还可以加入课堂表现、实验报告、小组讨论等多种评价方式，全面评估学生的学习效果和综合素质。

4.加强师生互动：在课堂教学中，鼓励学生提问、发言，提高学生的参与度。同时，教师要及时解答学生的问题，帮助学生解决学习中的困难。

5.注重跨学科教学：在讲解蛋白质相关知识时，结合其他学科的知识，让学生在跨学科的学习中，更好地理解生物学知识。

6.拓展课程资源：利用网络资源、图书等，为学生提供丰富的学习材料，满足不同学生的学习需求。课后作业1.实验设计题：

设计一个实验方案，用于检测不同温度下酶的活性变化。请列出实验步骤、预期结果和分析方法。

答案：实验步骤：

a.准备相同浓度的底物溶液和酶溶液。

b.将酶溶液分别置于不同温度（如0°C、25°C、50°C、75°C、100°C）的水浴中预热5分钟。

c.在每个温度下，加入相同量的底物溶液，立即开始计时。

d.定时取样，测定反应速率（如通过比色法测定产物浓度）。

e.记录不同温度下的反应速率。

预期结果：随着温度的升高，酶的活性先增加后减少，存在一个最适温度。

分析方法：通过比较不同温度下的反应速率，分析酶活性的变化趋势。

2.应用题：

解释为什么胃蛋白酶在胃中具有活性，而在小肠中却失去活性。

答案：胃蛋白酶在胃中具有活性是因为胃液的pH值适合胃蛋白酶的最适pH值，使得胃蛋白酶能够稳定并发挥催化作用。而在小肠中，pH值较高，不适合胃蛋白酶的活性，导致其失去活性。

3.分析题：

分析蛋白质在细胞信号传导过程中的作用，并举例说明。

答案：蛋白质在细胞信号传导过程中扮演着重要的角色，如：

a.受体蛋白：作为信号分子的受体，将信号传递到细胞内部。

b.信号转导蛋白：将受体蛋白接收到的信号传递到下游信号分子。

c.酶蛋白：催化信号分子的磷酸化或去磷酸化，改变其活性。

举例：胰岛素受体结合胰岛素后，激活下游信号转导蛋白，最终导致葡萄糖的摄取增加。

4.综合题：

结合蛋白质的结构和功能，解释为什么蛋白质工程可以用于设计新型药物。

答案：蛋白质工程通过改变蛋白质的结构，可以影响其功能。在设计新型药物时，可以利用以下原理：

a.通过改变蛋白质的活性位点，增强或抑制其催化活性，用于治疗相关疾病。

b.通过改变蛋白质与底物的结合能力，提高药物的选择性和疗效。

c.通过改变蛋白质的稳定性，延长药物在体内的半衰期。

5.创新题：

设计一个实验方案，用于探究蛋白质在不同pH值下的稳定性变化。

答案：实验步骤：

a.准备相同浓度的蛋白质溶液和不同pH值的缓冲溶液。

b.将蛋白质溶液分别置于不同pH值的缓冲溶液中，保持一定温度。

c.定时取样，通过SDS分析蛋白质的变性程度。

d.记录不同pH值下的蛋白质变性情况。

预期结果：蛋白质在不同pH值下的稳定性不同，存在一个最适pH值。

分析方法：通过比较不同pH值下的蛋白质变性程度，分析蛋白质的稳定性变化趋势。作业布置与反馈作业布置：

1.阅读教材相关章节，总结蛋白质的四级结构及其功能。

2.完成课后练习题，包括填空题、选择题和简答题，以巩固对蛋白质结构和功能的理解。

3.设计一个实验方案，探讨温度对酶活性的影响，并简要说明预期结果和分析方法。

4.撰写一篇小论文，探讨蛋白质工程在生物技术领域的应用前景，结合实际案例进行分析。

5.观看与蛋白质相关的科普视频，如蛋白质折叠、蛋白质工程等，并撰写观后感。

作业反馈：

1.对学生的作业进行及时批改，确保作业质量。

2.对学生的作业进行分类，针对不同类型的问题给出具体的反馈。

3.对于基础知识掌握不牢固的学生，提供额外的辅导和练习。

4.对于设计实验方案的学生，评估其实验设计的合理性和可行性，提出改进意见。

5.对于撰写论文的学生，评价其逻辑结构、论证方法和语言表达，指出不足之处并提供修改建议。

6.鼓励学生在课堂上分享自己的实验方案和论文，促进同学之间的交流和学习。

7.定期组织学生进行作业讨论，让学生在讨论中互相学习，共同提高。

8.对于作业中表现突出的学生，给予表扬和奖励，激发学生的学习积极性。

9.对于作业中存在的问题，及时与学生沟通，了解其困难所在，并提供针对性的帮助。

10.在下一节课的开始，对上一节课的作业进行总结和回顾，帮助学生巩固所学知识。内容逻辑关系1.蛋白质的基本结构

①蛋白质由氨基酸组成，通过肽键连接形成多肽链。

②氨基酸的侧链决定了蛋白质的多样性和特异性。

③肽链折叠形成蛋白质的一级结构。

2.蛋白质的空间结构

①氨基酸序列的排列方式影响蛋白质的二级结构（如α-螺旋和β-折叠）。

②二级结构进一步折叠形成三级结构，受氢键、疏水作用、