蛋白质生命活动的主要承担者教学设计

《蛋白质一一生命活动的主要承担者》教学设计

一、前端分析

（-）学习内容分析：

“生命活动的主要承担者一一蛋白质”是人教版高中《分子与细胞》第二章第二节的内

容。氨基酸的结构特点，以及氨基酸的脱水缩合过程，蛋白质结构多样性的原因，既是

本节的重点又是难点。由于高一学生没有学过有机化学，这节内容的学习显然与学生的

认知水平跨度很大。例如，学生对于氨基酸结构通式的理解较难，往往会出现把氨基（•

NH2）写成（一NH3）的情况;对叛基酸的脱水缩合过程和肽链形成时的尔基酸数、肽键数、

脱去的水分子数三者的关系，肽链中至少含有几个拨基、几个氨基的计算等知识点也很

难理解掌握。

（二）学习者分析：

学生在学习这部分知识时往往难以理解氨基酸的结构式的真正含义，而且对于抽象微观

的氨基酸组成蛋白质的过程也难以想象。并且在学习基团、肽键时，学生往往会出现一

些微小的书写错误等等，这需要教师在课上多加强调。学生在初中时学习了离子键及原

子核外电子的知识，可以以比作为出发点引出共价键。

二、教学目标

生命观点：树立蛋白质的结构与功能相适应的观点。

科学思维：通过对氨基酸结构异同点的比较，培养学生分析、比较、归纳等逻辑推理能

力。

科学探究：通过运用回形针教具拼出蛋白质并总结结构特点的过程，培养学生动手操作、

小组合作能力，以及类比推理能力。

社会责任：大力宣传偏食的危害，提倡健康的生活方式。

三、教学重难点

教学重点：匆:基酸的结构特点，以及尔基酸形成蛋白质的过程；蛋白质的结构和功能。

教学难点：氨基酸形成蛋白质的过程；蛋白质的结构多样性的原因。

四、教学策略选择

小组合作、情境创设学习策略

“提出问题一获取信息一解决问题”教学模式

五、教学过程

时间学生行为（参与的活

教师行为（讲授、提问、演示等）设计意图

分配动、预想的回答）

板书：2.2蛋白质分析牛奶豆浆中的主创设情境，回

一、设疑导入，回顾旧知要营养物质，并且思考忆初中消化系

从生活情境“早餐喝什么？”入手，大部分蛋白质在体内的消化统的知识，提

同学可能会提到豆浆、牛奶，追问“其中最吸收过程。推断得出蛋出中间物质的

重要的营养成分是什么？"（蛋白质）白质的最终水解产物疑问，激发学

蛋白质是一种高分子（结构高级、分子量大与基本组成单位是氨生学习的欲望

lmin6000—1000000）喝进去的高分了•不能宜接基酸。与兴趣。

被吸收，继续追问''牛奶或豆浆中的蛋白质通过对消化吸

又是如何被人体消化、吸收？学生联系收过程的分

初中消化系统的知识，教师投放消化系统的析，学生可以

图片，根据图片分析蛋白质的消化吸收。口真正理解氨基

腔、咽、食道略讲，亮问“胃中有什么物质酸是蛋白质最

可以消化蛋白质？（可提示是一种酶”'，在终水解产物及

胃中蛋白质被胃蛋白酶水解形成多肽（中间组成单位的含

物）。接着进入小肠，在肽酶的作用下，最义。

终水解为氨基酸，从而被小肠上皮细胞吸

收。

可见蛋白质的最终水解产物是？（氨基酸），

换句话说也就是“氨基酸是组成蛋白质的基

本单位”。

【板书】二、基本单位：氨基酸

二、氨基酸及其种类

（-）氨基酸种类及蛋白质组成元素

1、从广义上说，按照“能否构成蛋白质”

可将按氨基酸分为蛋白质氨基酸和非蛋白

质氨基酸（略讲）。

2、而本节课我们学习的是生物体内构成蛋

白质的氨基酸约有20种初步认识氨基酸的结

【板书】种类:20种构式及三维结构

这20种按照人体能否自身合成分为必需筑

基酸和非必需氨基酸，大致讲解必需（自己

不能合成，只能从外界获取）和非必需的含学生根据图片分析蛋

义。其中，必需双基酸有八种（婴儿有九种，白质的组成元素（C、H、

组氨酸），非必需氨基酸有十二种。0、N、S）,前四为都有，

【板书】分类：必需氨基酸8种；非必需有的含有S。经过教师联系生活，达

氨基酸12种补充得出蛋白质的组成情感态度价

【联系生活】如何补充必需氨基酸呢？多吃成元素。值观目标，使

奶制品、肉类、蛋类和大豆制品即可。（此学生养成健康

处与生活联系，有助于学生养成健康的生活的生活习惯。

习惯）

【过渡】氨基酸究竟是一种什么物质？要想学生可能会对氨基酸

搞清楚,我们往往要先从它的结构入手。我的结构式有疑问，犹如

们先来看看以下几种氨基酸。“一”指什么？

3、PPT展示几种氨基酸的图片（甘氨酸、

半胱或酸、谷双酸/天冬尔酸、天冬酰胺，

加一张立体三维结构的氨基酸图片）

注意说明：前面四个都是平面结构，最后一

6min个是接近真实情况的立体模型。思考最外层电子达到从平面和立体

学生根据图片分析蛋白质的组成元素（C、H、稳定的条件，并且初步两个角度全面

0、N、S）,前四为都有，有的含有S。教师认识共价键的含义。认识氨基酸的

补充：在形成蛋白质高级结构的过程中，需空间结构。

要与其他元素结合，比如P。

（二）氨基酸的结构通式及特点

【过渡】但是结构式中的“一”代表什么呢？

要想搞清楚，我们就得补充一些化学知识。

1、化学知识补充：自己练习写出NH3、H20

（1）学生可能会对氨基酸的结构式有疑问，的结构式。补充化学知

犹如说“一”指什么？以此为契机联系识，联系新旧

初中化学知识：原子最外层达到2/8个知识，使得学

电子时达到最稳定状态，请学生根据元生真正了解氨

素周期表分析C、H、0、N最外层的电基酸的结构

子个数。式、基团等的

（2）既然不是稳定状态，接着提问“如何含义。

达到稳定呢？”自己没有足够的电子，

于是就和别人共用电子，而我们把“通

过与其他原子共用电子对而形成的化

学键叫做共价键”，般用短杠“一”

表示（一对共用电子）。

（3）接着，教师以CH4为例画出分子的共学生巩固练习

用电子式，转化成结构式。举另一个例共价键及结构

子C02,分析得出C和每个0之间共用式的书写。

两对电子，得出o=c=o的电子式与结构

式。学生自己练习写出NH3、H20的电

子式与结构式。（上黑板）

写完NH3、CH4、H20、C02的结构式之

后，总结：C可以成4个共价键；N可

以成3个共价键;0可以成2个共价键。

（4）甘氨酸结构式的生成跟随教师的思路，一起从已经学习的

从CH4的结构展开式，左右的H替换，完成CH4结构式的替甲烷分子的结

左边换成N,可以成（3）个键，连（3）换，并且比对得出所写构式入手，通

个键；右边换成C,C可以成（4）个键，出的正式廿氨酸的结过左右替换，

其中两个与0相连，剩下一个也连0；构展开式，油然而生一完整地展现首

而0可以成（2）个键，所以还剩一个种成就感。氨酸的结构

与H相连。请学生对照PPT上的结构式，认识室基、竣基的缩式，建立起从

这正好是甘氨酸的展开式。写、结构式、展开式以简单分子到赛

（5）以甘氨酸为例.老师讲解【基团工氨及汉字的写法等等.基酸的联系c

基、段基、羟基及其写法（展开式及缩

写）。基团的写法属

注意强调：于考点。

A、基团前面的短杠不能丢，代表一个

电子！！！；

B、汉字的写法c

【过渡】返回来，请大家再看PPT上的这些

结构式是不是就容易理解啦？

2、氨基酸结构特点

指导学生分析PPT上四个氨基酸结构式的分析PPT上四个氨基酸通过总结氨基

共同点以及不同点，帮助学生进一步总结结结构式的共同点以及酸结构的相同

构特点。不同点，与此同时归纳点及不同点，

首先从相同部分来看，共同的基团有哪些？得出氨基酸的三个结总结得出氨基

（1）每个氨基酸都至少含有一个氨基，构特点。酸的三个结构

个按基。提问“为什么是至少？”特点。

问：氨基和竣基都连在哪里？

（2）通式上的一个氨基和竣基都连在同一

个中心碳原子E：

问：不同氨基酸分子之间的区别在哪里？

（3）得出第三个特点（不同氨基酸，R基

不同），并且介绍疏基（-SH）。

【板书】结构特点：1、2、3、

3、氨基酸结构通式

通过总结特点，学生尝试画出氨基酸的依据结构特点，学生尝学生通过观

结构通式，并且找一位同学画到黑板上。试画出氨基酸的结构察、归纳将复

学生画完之后讲解自己画的通式，指出通式。杂的事物进行

各部分的名称，比如说中心碳原子、R基、简化，并抽象

氨基、竣基等，教师补充，并且讲解氨基相其本质属性一

基的位置可以上下左右颠倒，但是都必须连讲解自己画的通式，指-氨基酸的结

在同一个碳原子上。（待定）补充从通式可出各部分的名称，比如构通式

以找到“氨基酸”的名称与其分子结构的对说中心碳原子、R基、

应关系（代表了两个主要部分：氨基、羟基氨基、镂基等

——酸性基团）。

4、习题巩固

判断下列哪些是构成蛋白质的氨基酸？

（P24课后习题第二题）并且要求根据结构

特点答出其他选项不是的原因（对结构特点

进行巩固）。

思考课后习题，巩固结通过课后习题

构特点及结构通式。检查学生掌握

情况。

三、蛋白质的结构及其多样性

（一）蛋白质的结构层次

【过渡提问】摄入的蛋白质在消化系统作用

Imin

中被水解成双基酸而吸收，而它的目的其实

就是为了合成自身的蛋白质，那么众多氨基

酸究竟是如何组成蛋白质的呢？

1、二肽形成过程板画结合纸板

板画展示两个氨基酸的结构式，动态演示两在教师的引导下逐步教具动态展

个氨基酸的脱水缩合的过程提问：氨基酸的构建脱水缩合、二肽、示，使学生能

哪两个基团参加了反应？脱去一分子？多肽、肽链、肽键等概够逐步突破这

（水）将这个过程称为脱水缩合（讲概念）念，掌握筑基酸形成蛋个比较微观抽

需要注意的是，水中氢的来源有哪些？（氨白质的过程。象的过程。与

基和粉基）此同时也将氨

脱去一0H和一H的残基两端各自剩了一个基酸与蛋白质

单电子，此时又可以共用，可将两部分连接建立起了联

起来，产生的化合物叫做二肽。系。

圈出肽键，指出连接两个分子的化学键叫做

肽键,

【强化】配以纸板教具动态展示（可以只做

竣基和氨基）纸板展示的即为肽键。

强调肽键的几种写法（总体是两种，前后可

以颠倒）。

2、蛋白质形成过程

（1）再来一个第基酸会脱水缩合形成三肽,

注：同样板画展示两个肽键的形成。

（2）以此类推，会形成种多个肽键的化

合物，叫做多肽。（三个及以上）

（3）而且这种多肽往往呈链状，我们把它

叫做肽链（少数呈环状叫肽环）。但此时的肽

链是没有生.物活性的，要想有活性，就需要

经过盘曲折叠的过程，形成具有一定空间结

构的蛋白质，蛋白质可以由一条或几条肽链

盘曲折叠而成。举例：胰岛素包含两条、血

红蛋白四条肌红蛋白包括一条肽链（153个

氨基酸），肽链之间通过一定的化学键互相

结合在一起。辨析蛋白质盐析及变

如果化学健断了，会发生什么？P23（变性）性的概念，结合鸡蛋清

比如说鸡蛋煮熟之后，蛋清中蛋白质发生变的实例，理解其实质。

性。先讲实质：化学变化，空间结构被破坏,

但是肽键未被破坏；无活性，不可逆：再讲

因素：高温、强酸、强碱。

【过渡】刚才讲的是化学变化，而蛋白质还

可以发生物理变化，比如说【盐析】。

PPT展示图片：当在鸡蛋清中加盐之后会出

现絮状物.叫盐析现象°先讲实质：【物理

变化，溶解度发生变化】，空间结构未破坏:

仍【保持活性】；而且再加入水稀释，絮状

物消失一一说明可逆。（部分板书）（二）

蛋白质的多样性复习：写出氨基、按基及时巩固上节

复习：写出氨基、较基结构式及中文、氨基结构式及中文、氨基酸课知识，为本

酸通式、肽键通式、肽键节课的小组活

（抽一两个人上黑板写）动打好理论基

1、复习+学具活动础。

课前给各个小组分发回形针，介绍不同颜色各小组分别利用学具

的回形针代表不同种类的氨基酸。请各小组拼出自己的肽链和蛋

分别利用学具拼出自己的蛋白质。教师注意白质，并且组间互相观

下台走动，并拿学生拼出的两条肽链作为展看，认识到拼出的蛋白

示。（2min）质多种多样。

2、结构多样性

教师发现各个小组拼接得到的蛋白质各不通过使用教具

相同，大家可以互相看看拼出的蛋白质。实在教师的引导下，通过进行小组活

际情况也是这样：生物界蛋白质种类多达对回形针学具的分析动，学生可自

10^10-10^12^,因此我们说蛋白质具有多及PPT总结归纳得出蛋主归纳得出结

样性。白质结构多样性的原构多样性的原

【板书】蛋白质多样性因。因。并且在经

首先，我们从结构上来讲，来分析一下导致过小组拼蛋白

蛋白质【结构多样性】的原因。质活动之后，

首先，看每个肽链的组成，对比两条肽链：形成感性认

发现颜色【氨基酸种类】、知。再对每一

个数【氨基酸个数】、点原因进行类

（准备两条颜色、个数相同的肽链）排列顺比迁移的时

序（氨基酸【排列顺序】）不同。候，上升到理

【过渡】我把这两条肽链盘曲折叠成蛋白性认知，做到

质，一条扭成麻花状，另一条团状。展示了真正的理

PPT图片，问这两种蛋白质相同吗？为什解，并且充分

么？发挥了学生的

我们可以看到肽链盘曲折叠的方式不同，所主体作用。

以形成的【空间结构】也不同。由此归纳得

出结构多样性的原因。末尾理性两个层次，初步认识结构生物学，穿插生命科学

再次强化。了解部分科学前沿的前沿，激发学

注：穿插结构生物学拓展知识。动态。生对于生物科

3、功能多样性学的热爱。

过渡：而我们生物上有个重要的思想”结构

与功能相适应”，所以结构多样的蛋白质的

功能也是多种多样,结合教材的图片讲解

（血红蛋白、角蛋白、胶原蛋白、抗体等）

（1）结构蛋白：构成细胞和生物体结构的根据教材展示的图片，教材是很好的

重要物质（羽毛、头发一一角蛋白；肌肉一分析得出蛋白质的五工具，有时没

—肌球蛋白、肌动蛋白：蛛丝一一纤维蛋白）项功能C有必要全部都

（2）催化作用（绝大多数酶，生物催化剂看PPT，教材

核酶的本质是RNA）中的一些经典

（3）运输作用（血红蛋白，此载体运输氧图片是讲解的

气，还有一些载体运输离子、小分子等，载绝佳材料。

体的本质都是蛋白质，而且是位于细胞膜表

面）

（4）调节作用（胰岛素等一部分激素，降

血糖的作用，强调唯一；强调一部分激素是

蛋白质）认同蛋白质在生命活认同蛋白质的

（5）免疫作用（抗体，免疫球蛋白，浆细动中的重要作用，并且重要作用，形

胞）真正理解称之为“生命成基本的生命

等等活动主要承担者”的原观念。

（三）小结因。

由此可见，蛋白质在生物体生命活动承担了

许许多多重要的功能，一切生命活动都离不

开它，因此我们把它称为一一生命活动的主

要承担者。

四、计算问题

（一）肽链

1、脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数

教师总结两大

2、蛋白质的相对分子质量二鬼基酸数*须基

类计算问题的

酸平均分子质量T8*脱水数

相关题型，通

（流基、二硫键的问题）

思考并跟随教师的引过表格、板画

3、至少含有多少个游离的级基按基（肽链

导，逐步总结两大类计等的逐步分

数）

算问题的解法，对题型析，帮助学生

游离氨基数=肽链数+R基中氨基数

进行整合。真正理解计算

游离按基数=肽链数+R基中竣基数

的方法和原

4、至少含有多少个0原子、N原子（可以

理，而不是死

只讲大致组成部分：肽键+游离基团+侧链基

记公式。

团）

（二）肽环

1、脱水数=肽键数=氨基酸数

课堂末尾的小

五、总结结是必要的，

回顾本节课知识，形成

起到梳理整堂

简要地总结本节知识内容，并且提出疑问：一定的知识框架。课下

课的作用，也

结构多样性是由什么决定的？从而为必修及时复习巩固。

使得课堂结构

二的基因多样性埋下伏笔。

兀里。

六、板书设计

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