第二单元 氨基酸 蛋白质 核酸评课稿

基于“情境－问题－实验”突破传统教学

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以“蛋白质和氨基酸”为例

玉环中学

杨亭亭

1 教学内容及教学现状分析

生命世界之所以丰富多彩，离不开构成细胞的基本物质蛋白质，且其内容在苏教版高中必修2、选修5教材中都有涉及。必修2强调让学生从化学视角来认识蛋白质，蛋白质作为从食物中获取的重要有机物，要求知道其基本组成和主要性质，及其对人体的重要意义。选修5则要求学生掌握结构和性质的关系，认识人工合成蛋白质的重要意义。笔者发现在这部分教学时主要存在以下几点问题：

（1）在情境素材选择上，如三聚氰胺等虽然与生活相关，但学生不熟悉，负面能量的增加让学生对化学的功能和价值有所淡化，笔者认为现在社会上谈化学色变，很大一部分原因网络发信息传播快速的今天人们过度关注人为不当造成的负面化学印象，而忽略了化学给我们带来的巨大实际价值，因此选择与教学密切相关、对发展学生学科核心素养具有积极作用的真实情境来组织教学就显得至关重要。

（2）虽然本课对试剂和仪器等要求不高，但教学中还是缺少学生分组实验，学生缺乏真实的活动体验，虽然有的教师开展了学生实验，但探究性不足，蛋白质的性质只是学生简单验证，实验的教学功能发挥不足，不利于学生掌握研究物质的一般方法，较难促进学生认知的进一步发展。

（3）对于研究蛋白质的目的认识模糊，笔者认为研究蛋白质盐析和变性不仅仅知道有何用途还能能让学生体会的研究物质的一般方法。研究蛋白质水解不仅仅了解生物的代谢的奥秘所在，更重要的是可以让学生从分子水平认识一种物质；研究氨基酸的脱水缩合不仅仅让学生知道生物体的成长的关键，还能让学生知道研究反应的目的为了创造物质，改善我们的生活，更可以创造更美好的世界。

2 教学思想与创新点

为了解决上述问题，采取了如下教学改进：

（1）真实的，有意义的问题情境能使学生有学习的兴趣和探究的渴望，因此设计了贴近学生生活的，每天都吃的鸡蛋是如何消化吸收的为情境，设计层层深入的问题，引领学生从鉴别到性质，从性质到结构，从结构到合成，从合成认识物质的价值。随着认识过程的逐步深入让学生感受到化学学科角度解决生活问题的重要价值，同时也对有机物的研究方法有了新的认识。

（2）根据所给物质自选实验并记录现象，归纳总结盐析变性的特征和条件，根据自主对比实验的设计探究使蛋白质盐析变性的本质微粒。培养学生透过现象（宏观）看本质（微观）即的化学学习能力和思维方法。

3 教学与评价目标

（1）通过实验探究蛋白质的性质盐析和变性，形成基于微粒观认识物质性质的认知模

型。通过学生设计简单实验方案，完成实验操作，观察记录，收集对比证据，分析得出结论等途径，诊断并发展学生实验探究物质性质的水平。通过盐析变性的性质应用，让学生应用

化学知识去解决生活问题，在生活问题的解决过程中体会化学学科价值，利用化学知识提升生活质量，改变生活观念，选择科学的生活方式。

（2）通过设计鸡蛋如何消化吸收的问题，这一学生既熟悉又不甚了解的真实情境脉络

线索串联化学核心知识的关联与递进，体会蛋白质和氨基酸的性质及其转化关系的认知过程，感受化学物质及其变化的价值，培养学生学会辩证看待事物的能力。发展学生对化学理论与生产、生活的联系的认识水平，形成化学是可以创造并改善我们生活的科学。

4 教学实录

环节1：创设情境，激趣设疑

【新课引入】同学们一天的学习很辛苦，早餐一定要吃好，因此老师和父母都会推荐每天早上一个鸡蛋，这是什么原因？

【学生回答】提供我们长身体所需要的营养物质。

【教师展示】鸡蛋营养成分表。

【教师小结】可见鸡蛋营养丰富，不仅可以提供能量，还可以提供人体必需的蛋白质，今天我们就一起来学习蛋白质的相关内容。

【教师提问】你知道蛋白质的存在及其重要性？

【学生汇报】蛋白质是一切细胞、组织的中药成分，大约占人体质量的18%，它是生命的

物质基础，一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质相关，没有蛋白质就没

有生命。下面请结合化学史与课本中血红素的结构说说蛋白质是一种什么样的

物质？

【化学史实】早期由于蛋白质纯化困难，研究缓慢，直到1960年佩鲁茨和肯德鲁首先测出血红蛋白分子结构，它约12000个原子组成，为此还获得1962年诺贝尔化学奖。截至到2008年2月，借助现代技术NMR及冷冻电子技术的发展，蛋白质数据库中已存有接近50,000个原子分辨率的超大分子蛋白质及其三维结构的坐标。

【学生汇报】蛋白质中含有碳、氢、氧、氮等元素，结构非常复杂的天然高分子化合物。

【问题思考】如何证明蛋清中含有蛋白质？

【资料卡】蛋白质遇新制氢氧化铜悬浊液（双缩脲试剂）会呈现紫玫瑰色的颜色反应。

【演示实验】取1ml蛋清溶液于试管中，加入1ml10%的氢氧化钠溶液，再加入3-4滴1%的硫酸铜溶液，不断振荡，观察现象。

（设计意图：此教学环节通过学生每天都吃的鸡蛋引入，创设问题情境，让学生感受化学与生活的密切联系，后鉴别演示实验使学生眼前一亮，激起学生对蛋白质性质的学习兴趣，自然过渡到第一个学习任务，即蛋白质有哪些性质的实验探究活动。）

环节2：实验探究，模型构建（学习任务1）

【过渡】鸡蛋吃法有很多，我们要煮熟后吃，这是为什么？

【学生汇报】可以杀灭细菌，且吸收会更好。

【资料卡】（1）更健康，因为煮熟的过程杀灭了细菌；

（2）就营养的吸收和消化率来讲，煮蛋为100%，生吃只有30%～50%左右。这主要是因为煮熟后的蛋白质更易被人体吸收利用! 【教师提问】煮熟后的蛋清有什么变化？加水会溶解吗？

【教师讲解】即失去生理活性即煮熟后的鸡蛋是不能再孵化出小鸡的。

【教师讲解】由于某种条件使蛋白质的空间结构或化学组成发生改变并凝聚（且凝聚后不能在水中重新溶解），失去原有生理功能，这种变化被称为变性。

【教师提问】你能解释为什么煮熟的过程杀灭了细菌？

【学生汇报】细菌的生命物质的承担者也是蛋白质，因此加热蛋白质变性会失去生理活性。

【教师讲解】因此利用蛋白质变性的性质可以杀菌消毒。

【教师质疑】豆浆是一种富含蛋白质的食物，喝豆浆时放盐，有时会发现底部有很多白色固体，加水后又会溶解这是为什么？

【教师讲解】在蛋白质溶液中加入浓无机盐溶液，可以使蛋白质的溶解度降低而析出，加水再溶解，蛋白质保持原来的生理活性，这个过程称为盐析。

盐析可应用于分离、提纯蛋白质。

【学生任务】那么哪些条件会使蛋白质变性，哪些又会使蛋白质发生盐析，下面请同学们根据所给试剂进行实验并得出相应结论。

实验1

24步骤一

稀HSO（逐滴加入不超过1.5ml下同）

步骤二

蒸馏水（3ml）

实验2

CuSO溶液

4蒸馏水（3ml）

实验3

实验4

------ 饱和（NH）SO溶液

424蒸馏水（3ml）

蒸馏水（3ml）

------ 乙醇

------

1mL蛋清溶液

注意：观察加水前和加水后的实验现象并记录。

【学生汇报】稀硫酸、硫酸铜溶液、乙醇会使蛋白质变性，饱和硫酸铵使蛋白质盐析。

【教师提问】上述使蛋白质变性的微粒是什么？

【学生汇报】对比硫酸铵可知，氢离子，铜离子，乙醇分子（羟基）微粒使蛋白质发生变性。

【教师小结】使蛋白质发生变性的条件如物理因素：搅拌，加热、紫外线照射，X射线等，化学因素：强酸、强碱、重金属盐、乙醇、乙酸、甲醛等；使蛋白质发生盐析的条件如浓无机盐溶液如

(NH4)2SO4浓轻金属盐溶液：如Na2SO4，K2SO4等。

【教师提问】根据上述学习，你能联想到我们学过他们还在在哪些方面的应用？

【学生汇报】硫酸铜溶液可用于游泳池的消毒、75%酒精溶液用于医疗消毒，35-40%甲醛水溶液用于保存动物标本。制肥皂时加入浓食盐水可用于肥皂的析出即盐析等。

【对比归纳】从盐析和变性的相同点、不同点（条件、本质和过程）及用途进行对比归纳。

【教师提问】鸡蛋还能怎么吃？你能说明下列现象或原理？

【学以致用】（1）加工松花蛋时，要将纯碱、石灰、盐、黄丹粉（PbO）按一定比例混合，再加上泥和糠裹在蛋外面，两个星期后，美味可口的松花蛋就制成了。

（2）检验显示脏的松花蛋蛋壳上有高达1.4亿～4亿个细菌，细菌若大量通过蛋壳的孔隙进入蛋内，吃了就会中毒。可将去壳的蛋在高温下蒸5分钟左右即可安全食用。

（设计意图：本环节的开放性实验任务，由学生自主选择方案和试剂进行实验探究，并结

合实验现象得出相应的结论，在探究活动中，学生之间通过彼此对话、相互

交流，以及在教师的质疑、追问、启发下，共同解决“意外”，将蛋白质的性

质盐析和变性及其微观本质逐步建构，同时也营造出师生互动、生生互动的

和谐课堂。）

环节3：深度学习，价值显现（学习任务2）

【问题思考】鸡蛋白在人体内被消化成什么物质，怎么消化的？

【学生汇报】蛋白质在酶的作用下先水解成多肽，再水解为氨基酸被人体吸收利用。

【资料卡】某天然蛋白质片断如下，

OHNCHCH3CHNCHH2COCHNOCH2C

其水解产物结构为：

OH2NCHCH3COHH2N，CHH2COCOH，H2NOCH2COH

【问题思考】①观察氨基酸结构特点？

②蛋白质水解为相应氨基酸是如何断键成键的？

③肽键的水解反应和我们学过的哪个反应类似？

【问题思考】氨基酸在人体内如何重新合成的蛋白质？

【学生描述】氨基酸细胞中先合成多肽，多肽再形成蛋白质。

【动手书写】以甘氨酸和丙氨酸为原料，书写生成链状二肽的可能的化学反应方程式？

【教师小结】人体在温和条件下，按一定顺序将氨基酸缩合成的多肽再形成蛋白质供给人体使用，可见人体反应之神奇，但一旦合成受阻将会带来疾病，因此研究并合成蛋白质对人类的探索身体奥秘及攻克医学难题指明了方向。

【化学史料】牛胰岛素是牛胰脏中胰岛β-细胞所分泌的一种调节糖代谢的蛋白质激素。1965年9月17日，中国首次人工合成结晶牛胰岛素。这是当时人工合成的具有生物活力的最大

的天然有机化合物。

【教师讲解】蛋白质的重要性不言而喻，因此合理摄取蛋白质对人类来说至关重要。

【资料卡】100 g食物中蛋白质的含量

食物

猪肉

鸡肉

鲤鱼

蛋白质含量/g

13.3～18.5

21.5

17～18

食物

玉米

大豆

鸡蛋

蛋白质含量/g

8.6

39.2

12.7

牛奶

3.3

白菜

1.1

大米

8.5

红薯

1.3

备注：一般地讲，一个60kg体重的人每天摄入60g～80g蛋白质，基本上已能满足需要。

【教师讲解】若每天只通过鸡蛋补充蛋白质需要10个左右，但从膳食和营养多样性的角度出发我们应尽可能在满足人体所需的营养物质的同时，要食物多样化。

【教师总结】今天我们从一个鸡蛋说起，我们知道了蛋白质是一种什么样的物质，我们通过实验探究活动体会了蛋白质的盐析和变性的性质，我们根据鸡蛋的消化吸收知道了蛋白质和氨基酸的转化关系及其在人类饮食和健康中的重大应用价值。一节课的时间很短，我们的学习有限，它的价值是如何体现，最新研究进展如何，有兴趣的同学可以课下借助网络学习。

（设计意图：本环节通过一个鸡蛋的消化吸收过程，从微观探知了微观物质之间反应的本质，从化学视角认识到化学知识的价值，合成物质、改变世界为人类造福。）

4教学反思

核心素养如何体现？本节课体现在以下两个方面。

（1）教学情境真实化，教学线索清晰化，符合学生认知能力的发展。本节课以鸡蛋蛋白质到人体蛋白质的主线教学设计了以下几个问题：如何证明蛋清中存在蛋白质？鸡蛋为什么要煮熟后吃？鸡蛋还能怎么吃？鸡蛋最终消化成什么物质？怎么消化？消化的氨基酸是如何合成蛋白质？如何合理摄取蛋白质？学生在真实情境下的问题解决中，通过在小组讨论、实验探究、方案设计等活动中对蛋白质和氨基酸获得了新的认识。与此同时也进一步认识了研究物质的一般方法，体会了从分子水平看物质的学科思想，提升了学生利用化学知识合成创造物质和世界的责任感。

（2）知识的对比和类比学习，有助于帮助学生认知能力的进阶。具体呈现方式如科学探究能力中到底是那种微粒在使蛋白质变性，设计对比实验。学生在持续的、多维的和创造性的过程中进行的深度学习。再如实验中有的组加入硫酸铵后有沉淀，有的没有，如何解释？这一问题由学生提出，对比学习中“异常”现象提出质疑，不但学生问题意识得以加强，在此基础上提出新的探究问题和假设，这是一种创新能力的潜移默化的培养，才能逐渐形成真正的科学探究能力。科学探究与创新意识对实现化学学科价值至关重要，科学有时就是在“意外”中焕发出“光彩”，在“摸索”中发现了“真理”。解决真实复杂问题时，学生把习得的技能类比迁移，模型的建立就是脚手架，学生获得的不是静态的化学知识，而是动态的解决问题的方法。

总之，化学课堂教学应该回归知识的真实情境，尊重学生的认知规律，提高学生的课堂参与度，让学生通过对化学知识的探究，学会学习，培养质疑能力、推理论证能力、实验探究和综合分析能力等化学学科能力，形成社会责任感、参与意识、决策能力、创新精神、实践能力，促进化学学科核心素养的发展。