蛋白质是生命活动的主要承担者-高中-生物学-教学设计

《蛋白质是生命活动的主要承担者》教学设计徐锐西安铁一中滨河高级中学一、教材分析及教学重难点1、本节课地位“蛋白质是生命活动的主要承担者”是人教版普通高中生物学教材《分子与细胞》（必修1）第2章第4节的教学内容。它是构成细胞和生物体的重要有机物，在细胞及生物体生命活动中起着至关重要的作用。从知识体系看，本节课是对整个高中生物的学习都很重要的，是承上启下的。本章第一节的学习，明确了细胞中含量最多的有机物是蛋白质，而蛋白质是生命活动的主要承担者的学习是后续的很多知识的基础，如载体蛋白、酶、抗体等。2

、内容分析本节内容由氨基酸及其种类（基础知识）、蛋白质的结构及其多样性（是教学的核心和关键点）、蛋白质的功能三个知识块组成。从内容设置上看，教材通过问题探究、思考讨论、与生活的联系等环节结合图文形式来展现，符合学生的认知规律和思维发展过程，充分贯彻了“倡导探究性学习”和“注重与现实生活的联系”大课程理念。3、

教学重点和难点3.1教学重点:氨基酸的结构特点；氨基酸形成蛋白质的过程；

蛋白质的功能。3.2教学难点

氨基酸形成蛋白质的过程；蛋白质多样性的原因二、

学情分析及教学策略1、学习动机：高一新生思维敏捷、灵活，抽象思维能力有了一定发展。对于生物学中和社会问题相关的内容兴趣浓厚。2、学习能力：由于学生刚刚接触有机化学，相关知识还比较肤浅,没有见过比较复杂的化学结构式、化学键，也没有学习有机物反应的过程。因此,给本节课的学习增加了不少难度。3、知识储备：初中基础：食物在消化道内经过消化，最终被分解成葡萄糖、氨基酸等能够被人体吸收的营养物质。初中化学已学习CH4、NH3、CH3COOH分子结构和化学性质。高中基础：通过前面内容的学习，学生已经具备细胞中元素、化合物的种类和含量等基础知识。此外,社会生活中给他们提供了大量与本节课内容息息相关的信息,如各种富含蛋白质的食品、蛋白质与人体健康等知识，所以学生已经有了一定的认知基础。4.

教学策略模型作为一种认识手段和思维方式,是科学认识过程中抽象化与具体化的辩证统一；小组合作学习模式是通过让学生组成小组，对知识进行合作学习，交流讨论，进而总结获取知识的一种方法。本案例运用类比模型构建和小组合作性学习相结合的教学策略来突破教学的重、难点，学生通过尝试建立类比模型,体验建立模型中的思维过程,领悟模型方法,并获得或巩固有关生物学概念。在氨基酸分子通式的模型建构过程中,学生通过观察、归纳、演绎、运用已有知识将复杂的事物进行简化、抽象出其本质属性。“蛋白质分子多样性的原因”这一难点，运用小组合作建立类比模型的方式，并通过小组内的分工合作，课堂更加开放，氛围更为轻松，学生将头脑中抽象的概念具体化，积极主动的参与到课堂中，在探索思考中,体会到模型建构的方法，获得成功的喜悦，并将模型方法内化为认知图式，获得认知水平上的提升。三、教学目标1.学生通过观察、概括归纳、建构氨基酸结构通式模型，掌握氨基酸的结构特点。并能初步形成蛋白质结构与功能相适应的观点。(科学思维)2.通过动手模拟脱水缩合形成肽链的过程和建立肽链模型及蛋白质结构多样性的原因的探究，进一步形成蛋白质结构与功能相适应的观点。(生命观念)3.通过构建蛋白质结构层次过程，进行观察、提问、模型建构、交流讨论，掌握科学探究的基本思路和方法。（科学探究）4.通过观看视频介绍我国科学家第一次人工合成结晶牛胰岛素，培养学生爱国主义精神，增强民族自信心和自豪感。（社会责任）四、教学过程教学流程教学内容及教学互动教学意图（一）创设情境，导入新课1、播放2008年三聚氰胺毒奶粉事件和2020年倍氨敏固体饮料冒充奶粉事件，创设情境，让学生体会蛋白质对生命活动的重要性引出课题：蛋白质是生命活动的主要承担者。通过创设问题情境导入教学，激发了学生深入了解蛋白质结构及其他相关知识的兴趣，自然而然地将学生带入到蛋白质的学习中来。（二）引出新知1.让学生阅读教材,总结出蛋白质的功能蛋白质的功能:①构成生物体:如结构蛋白②运输作用:如血红蛋白③催化作用:如酶④调节作用:如胰岛素⑤免疫作用:如抗体

让学生通过阅读教材归纳出蛋白质常见的功能。

提出问题

模型构建：氨基酸的结构特点

1.再次设问，食物中的蛋白质能否被人体直接吸收？学生根据已学内容很快说出需要水解为氨基酸才可以吸收模型构建活动一：请利用提供的氨基酸基团字帖，请四人一组，拼接出课件中的氨基酸结构简式，并通过观察总结出氨基酸的结构通式。2.通过师生互助，帮助学生在拼出氨基酸结构的过程中，发现并总结出氨基酸结构的特点，R基特意设计成了不同的颜色，使学生加深印象。学生展示模型，交流，描述结构特点。在学生回答的基础上，教师板书氨基酸分子的结构通式以及结构特点。3介绍“必需氨基酸”和“非必需氨基酸”P30在这21种氨基酸中，有8种氨基酸是人体细胞不能合成的。必须从食物中获取，叫必需氨基酸（记忆口诀：甲携来一本亮色书）。还有13种是人体细胞可以合成的，叫非必需氨基酸。因为人体中的蛋白质每天都要更新，而蛋白质是不能储存的，所以我们每天必需摄入一定量的蛋白质来补充这8种必需氨基酸。营养学上，也会根据含有几种必需氨基酸以及必需氨基酸含量的多少，来衡量食品营养价值的高低。4、展示拼错的的模型，引导学生结合氨基酸的结构特点，判断出这不是构成蛋白质的氨基酸。并展示两个R基分别含有羧基或氨基的氨基酸，教师提出问题:氨基酸的R基可不可以含有氨基或羧基?1965年由我国科学家人工合成的世界上第一个有生物活性的结晶牛胰岛素其分子量相对较小是由51个氨基酸组成。那么在蛋白质中，氨基酸是如何组成蛋白质的呢?

引导学生理解氨基酸是蛋白质的基本结构单位通过小组活动进行模型构建，进而锻炼学生的观察能力和动手能力，让学生动手自己得出氨基酸分子结构通式。并描述结构特点。

通过“必需氨基酸”和“非必需氨基酸”的介绍，让知识与实际生活联系起来。

提出问题

模型构建：氨基酸的连接方式

模型构建活动二：氨基酸连接的方式请大家阅读书本第30页，第一段以及图2-10，并以前后四人为一小组，模拟氨基酸连接的方式。

用视频动画展示氨基酸之间脱水缩合的过程。并补充相关知识由2个氨基酸分子缩合而成的含有1个肽键的化合物，叫二肽。由3个氨基酸分子缩合而成的含有2个肽键的化合物，叫三肽。由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。肽键数=水分子数=氨基酸数一肽链数

明确蛋白质是大分子。引出氨基酸是如何形成蛋白质的？

利用模型的构建模拟氨基酸脱水缩合的过程，来帮助学生进行学习。

进一步加深学生对氨基酸形成肽链过程的理解，清楚知道氨基酸通过脱水缩合反应的过程。梳理和整合，分析后归纳:氦基酸→多肽→蛋白质

读图后理解:脱水缩合反应、肽链、二肽和多肽

理解蛋白质复杂空间结构如何形成模型构建：蛋白质结构的多样性的原因教学内容：蛋白质结构的多样性的原因

组成蛋白质的氨基酸有21种，但是据估计，生物界的蛋白质种类多达1010～1012种，不同种的蛋白质，其结构就不同，那么蛋白质为何具有结构的多样性？模型构建活动三：蛋白质结构多样性的原因1.利用手中的A4纸按照纵向对折后再横向对折，将其分为四个小长方形，并标记编号为1，代表氨基酸1有4个，依次将手中的其余A4纸也分为另外三种氨基酸并标号为2，3，4。2.然后尝试利用手中的四种氨基酸按照脱水缩合的方式可以形成多少条只有四个氨基酸的肽链？3.用动画和回形针视频展示出蛋白质的多样性原因。请学生思考以下问题：1.通过这个活动，你认为，蛋白质结构多样性和什么有关？通过学生的回答，归出蛋白质结构多样性的原因：EQ\o\ac(○,1)每种蛋白质含有的氨基酸种类不同。EQ\o\ac(○,2)每种蛋白质含有的氨基酸数目不同。EQ\o\ac(○,3)氨基酸的排列顺序千变万化。EQ\o\ac(○,4)肽链的盘曲、折叠方式形成的空间结构千差万别。

引发学生思考借助模型建构来增加学生的空间感，认识氨基酸是一种空间结构，了解蛋白质结构多样性的原因。

运用小组合作学习来提高学生的参与度同过类比模型的构建，学生能够明确的蛋白质结构多样性的原因。学以致用，增加社会责任感

组织学生观察共和国日历培养学生爱国主义精神，增强民族自信心和自豪感。（三）小结全课

本节课，我们通过一系列的活动，学习了氨基酸的结构特点，模拟了氨基酸脱水缩合形成多肽的过程，知道了多肽会形成有一定空间结构的蛋白质，探究了蛋白质多样性的原因，明确了蛋白质的功能。那么，细胞内的其他化合物具有哪些结构和功能，我们将会陆续学习。

总结回顾达标检测教材P32页练习与应用一、概念检测1题、2题、3题、4题课后作业教材p32拓展应用2题、3题五、板书设计六、教学反思亮点：高中生物学课程的核心任务，毫无疑问就是提高学生的生物学科素养，而核心素养的培养更是高中教学的一个重要任务。生物学科的核心素养的培养包含了四个层面，分别是：核心观念培养、核心能力（对生物信息提取、整合、运用的能力）的培养、理性思维（逻辑思维、形象思维、数学方法、模型方法）的培养以及核心知识（包含了组成生物体的元素和化合物）的培养。1.学生以什么样的学习方式学习在于老师能够提供怎样的帮助和支持。给学生提供恰当的学习资源，将探究与发现的机会还给学生，将学生的主体地位落到实处，让学生在任务的驱动下自主学习。2.模型方法在中学生物学中应用广泛，且是生物学科核心素养的培养中理性思维的一种。在众多模型中，类比模型是教学中将新旧知识有效连接的一种方法。类比模型就是基于相似属性，用熟悉的事物类比和表征不熟悉的事物，这样对于新事物的学习就会更容易进行，为此，本节课中关于“蛋白质结构多样性的原因”，就设计了一个学生的小组建模的活动，用不同种的回形针比为不同的氨基酸，通过学生观看媒体操作演示视频，得出：回形针链可类比为多肽链，回形针链弯曲的形状类比肽链的空间结构，通过这样的类比模型的构建，学生快速的总结出了蛋白质结构多样性的原因，此外，在教学过程中，我还将“氨基酸的结构通式”、“氨基酸的连接方式”也设计为类比模型的构建活动，通过这三个建模的活动，着重培养学生的模型方法这一理性思维。通过小组自主合作探究建模、教师精讲相结合，激发学生的学习兴趣和积极性，最大限度地发挥学生的主体作用。此外学生在阅读、观察、分析、推理、整合和语言表达等能力方面也得到了锻炼，从而有效实现本课的教学目标。3.本节课在导入方面，引入“大头娃娃”事件，通过采用贴近生活的实际问题来激发学生对社会热点的关注，培养社会责任。4.对于氨基酸的结构通式，出示一幅有几个氨基酸结构式的图片引导学生对比观察几种氨基酸的结构，然后鼓励学生利用磁贴动手拼出氨基酸的结构，通过观察总结出氨基酸结构的特征。磁贴中特意将(R基）进行了区分，帮助学生理解氨基酸的不同是由于侧链基团(R基）的不同。使学生更形象的了解氨基酸的结构通式，为理解氨基酸形成蛋白质奠