科学史话　世界上第一个人工合成蛋白质的诞生教学设计内容推荐

《生命活动的主要承担者——蛋白质》教学设计

摘

要：联系生活实际，采用情境导入、探究学习、合作交流、角色互动等方式，使学生自主学习获得有关氨基酸结构和蛋白质的结构和功能的知识，并理解蛋白质的功能。

关键词：氨基酸；蛋白质；脱水缩合

1 教材分析

1.1

本节课地位

“生命活动的主要承担者—蛋白质”是人教版《分子与细胞》（必修1）第2章第2节的教学内容。它是细胞中含量最多的有机物，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，本节课地位如下：

细胞中含量最多的有机物是蛋白质（第2第1节“细胞中的元素和化合物”）

↓承上

生命活动的主要承担者——蛋白质

↓启下

载体蛋白、酶、抗体、激素等相关知识

1.2

内容分析

本节内容涉及氨基酸的结构及种类（基础知识）、蛋白质的结构和多样性（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。教材中直接给出了氨基酸的结构通式，让学生通过观察、思考与讨论，找出氨基酸的结构的共同特点，加深对氨基酸结构的理解。有利于培养学生的观察分析能力。氨基酸形成蛋白质的过程及蛋白质的功能，采用图文结合的形式，让学生在获取形象、丰富的信息内容的同时，培养分析、处理信息的能力。蛋白质功能。

1.3

学情分析

生物（必修一）面向的是高一学生，他们有机化学的知识比较肤浅，没有看过比较复杂的化学结构式、化学键，也没有学过有机物反应的过程，缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识。在此之前，学生已经学习了甲烷、乙酸、氨气等化合物，具备了相应的知识基础。因此，我对本节教材的教学采用问题探究式、课堂交流讨论式等教学方法，并采用多媒体辅助课堂教学。我设计情景让学生回顾学过的化学知识，然后改组原有的知识结构，纳入新知识，最后分析、总结出氨基酸的结构通式，然后介绍氨基酸种类。考虑到分子水平的内容比较抽象，为了加强学习内容与生活的联系，提高学生的学习兴趣，延伸到日常生活中蛋白质食品的正确选择上，联系到这些食物中的蛋白质组成，过渡到氨基酸的结合方式的学习。为什么食物中应添加必需氨基酸？为什么吃熟鸡蛋比吃生鸡蛋容易消化？有关这些内容学生都有一定的经验基础，如果利用学生的生活经验展开教学，有助于增加教学内容的亲和力。对于蛋白质结构和功能的多样性的教学，要多与日常生活、现代相关科学相联系，了解蛋白质的应用

价值，提高教与学的质量。

2

教学目标

2.1知识目标

①说明氨基酸的结构特点、氨基酸的种类以及氨基酸形成蛋白质的过程；

②概述蛋白质的结构和功能；

③认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

2.2能力、情感目标

①尝试建立氨基酸结构通式的球棍模型；

②使用球棍模型演示脱水缩合过程，肽链形成具有空间结构的蛋白质；

③认同蛋白质是生命活动的主要承担者；

④关注蛋白质研究的新进展。

3

教学重点和难点

3.1教学重点:

①氨基酸的结构特点，及氨基酸形成蛋白质的过程；

②蛋白质的结构和功能。

3.2教学难点:

①氨基酸形成蛋白质的过程；

②蛋白质结构多样性的原因。

4

教学策略及方法

从热点新闻事件和学生生活经验出发，使学生通过学习明确蛋白质的结构多种多样，在生命活动中承担着多种多样的功能，是非常重要的生物大分子。联系学生生活实际，激发学生的学习兴趣。在学生原有生活经验和知识基础上，利用“问题探讨”和“思考与讨论”的表达以及课堂上小组之间讨论交流活动，使学生获得有关氨基酸和蛋白质结构的知识，并理解蛋白质的功能。利用“科学史话”“科学前沿”的内容拓展学生的视野，学生可在当前生物科学的基础上继续发现并创新。 5

6

教学资源准备

PPT幻灯片

、食品包装袋、鸡蛋（生熟均有）、甲烷分子模型

知识框架

组成元素

结构特点

结构通式

种类

氨基酸

脱水缩合

蛋白质

化学结构

空间结构

蛋白质的多样性

蛋白质的功能

7

教学设计思路

由于与高中化学的学习内容不同步，高一学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识。特别是对连接各原子间的化学键感到尤为困惑，细胞的分子组成又是微观的内容，比较抽象。所以在教学过程中密切联系学生生活经验，充分利用图片、动画、球棍模型，采用“提出问题-获取信息-解决问题”的教学模式，加强教学的直观性，使学生通过学习明确氨基酸的结构，肽链的形成过程以及蛋白质结构的多样性，明确蛋白质在生命活动中承担着多种的功能。

从而理解教材中所说的“一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者”增强学生对微观内容的感性认识，让学生在主动探索中完成学习目标。

整个教学过程中共设计了3个探究活动，列举如下表: 探究问题

氨基酸的结构特点？

提供的材料

教材上四种氨基酸的结构图

学生活动

探究结果

至少有一个氨基和一个分析、比较、讨论、归纳

羧基，且连在同一个碳原子上，不同氨基酸的R基不同

氨基酸→多肽→蛋白质

氨基酸的数量、种类、排列顺序和肽链的空间结构不同

氨基酸如何形教材中图2-4、2-5 读图、分析和归纳

成蛋白质的？

材料:10-20种颜色蛋白质结构多的穿孔塑料珠(每样性的原因？

种50粒)，几根细铁丝

①各组随意穿几条串珠；

②各组将串珠随意挽成不同的造型；

③各组的作品进行比较

8

教学实施程序

教学流程

教学内容及教学互动

学生活动

教学意图

创设有关蛋白质的问题情境提前实施课前调

研，课上汇报交流

引用上节的实

创设情境，

问题激疑，

1.在组成细胞的化合物中，哪种化合物占细胞干重最多？

2.在检测生物组织中的有机物实验中，哪些生物组织中含有较多的蛋白质？请再列举一些富含蛋白质的常见食品。

分析这种化学变化的主要原因? 4.人体红细胞为什么能够承担运输氧气的功能？

5.某些体质弱的小孩，为了预防流感，到医院接种人免疫球蛋白，请了解其原理。

6.上网查阅有关安徽阜阳“大头娃娃”的相关报道，了解其主要原因。

各个学习小组汇报课前验、学生自己的实际调查作为学习内容，让学生面临一个需要立即解决的

3.将几粒大米放入口腔内咀嚼，人会感到甜味，调研的成果，现实问题，迅速回顾旧知识，吸引学生的注感知新知识，意力，激发学生体会蛋白质在生命活动中的作用。

的学习兴趣，明确学习目标，为进入新课学习状态做好充分的准备。

导入新课

评价学生的调研结果，指出上述研讨的问题均和生物体内的蛋白质密切相关。引入新课。

教学流程

教学内容及教学互动

学生活动

教学意图

新授知识

一、蛋白质的功能

提问：

学生通过讨使学生了解中1.请学生结合课本P23蛋白质的主要功能示例，论总结：蛋白国科学家在生质起结构物命科学前沿的总结归纳：生命活动中蛋白质有什么功能？

2.人类研究蛋白质的功能有什么意义，结合课本科学家访谈了解我国在此项研究中有哪些贡献？

教师导入：蛋白质的功能具有多样性，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。

质、催化、运贡献和成果，激输、免疫、信发学生学习兴息传递、调趣。

节、识别等作用。理解蛋白质功能的多样性。

了解我国科学家在“人类蛋白质组”计划中的研究进展及成果。

蛋白质的基本组成单位-氨基酸

教师投影一则洗发水的产品介绍。启发思考：在洗发水中都含有哪些成分?为什么氨基酸能有效修复发质？发膜的主要成分是什么？

评价回答，总结蛋白质和氨基酸都是生命活动所必需的生命物质。它们之间存在着什么关系？

氨基酸是组成蛋白质的基本单位。

氨基酸有哪些特点呢？

展示四种氨基酸的结构式（投影展示甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸四种氨基酸的结构式）

教师组织与引导启发：

1.组成氨基酸的基本元素是什么？

2.四种氨基酸在结构上有哪些共同点？又有哪些差别之处？

接着请一位同学上讲台，伸开双手，两脚并拢，面向同学。然后要求学生将该同学的姿势与黑板上的通式进行比较。

得出:他的两只手相当于氨基和羧基，他的脚相当于氢基，头相当于R基，躯干就相当于连接这四个基团的碳原子。

教师给与必要的补充，注意语言表述的准确性。

3.尝试写出氨基酸分子的结构通式。

学生认真倾激发学生的学习兴趣，寓教于乐，同时为知识听、思考相关点的切入提供了良好的素材，问题。

观察对比，

尝试用语言描述。

学生分组讨论交流，小组代表汇报展示研讨结果：（1）氨基酸的组成元素有C、H、O、N等。

为讲述氨基酸是组成蛋白质的基本单位做铺垫。

考虑到这里出现的“基本单位”一词，学生接受可能有些许困难，所以采取了直接讲授的方法。

让学生采(2)氨基酸结用分层认知的自主对比构的共同特方法，点是：每个氨观察氨基酸的构建新知基酸分子至结构，少都含有一识，从而由简单到复杂，逐步深

蛋白质的基本组成单位-氨基酸

教师巡查学生书写情况，启发学生依据书写情况与教材作对比来发现问题，强调结构通式的不同写法。

引导学生通过球棍模型加深对氨基酸结构的理解，特别要形成其空间结构的认识：(通过对蛋白质的空间结构的理解，为下一步的理解肽链的空间结构做铺垫 ) 绿色球：氢原子

白色球：碳原子

桔红色球：氧原子

黑色球：氮原子

小铁棍：化学键

弹簧棍：碳氧双键

(要求)装配出一个甘氨酸或丙氨酸

深入探讨: 1.我们插装的甘氨酸的侧链基团是什么? 2.R基的不同如何决定氨基酸种类的不同?尝试用模型变换(课下完成) 3.R基上能不能含有-NH2

或-COOH? 课件展示特殊氨基酸

赖氨酸(含-NH2) 天冬氨酸(含-COOH) 个氨基一个分子氢和一入，突出重点、了学生的观察、羧基，还有一突破难点，培养个特有的R基分析判断、搜集团，它们都连信息的能力，同在同一个C原时培养学生合子上。结构通

作交流意识。

式为：

将氨基酸的结构通式比喻成一个人，通过这样形象比喻，让学生更深刻、容

易地记住和理学生思考回解氨基酸的结答: 构通式。

1.甘氨酸的

侧链基团是氢基

在实际动手操2.学生初步作制作模型的思考

过程中享受学3.R基上可以习的快乐。

含有-NH2

或-COOH，进一步理解

“每个氨基酸分子至少都含有一个-NH2

和-COOH”

利用数据对习内容。

蛋白质的结构（氨基酸形成蛋启发引导: 生物体中组成蛋白质的氨基酸只有20种，而据1012学生思考、

比，引入新的学估计，生物界的蛋白质种类多达10～10种。

讨论

白质过程）

氨基酸是怎样形成蛋白质的呢?

蛋白质的原因和意义

根据由部分到整体的认知规律，（投影：教材中“由氨基酸形成蛋白质的示意图”） 先引导：两个相同或不同的氨基酸分子脱水缩合过程

1.氨基酸形成蛋白质的大致过程是怎样的? 2.两个氨基酸脱水缩合反应生成一个二肽，失去几分子水? 学生观察氨基酸脱水缩读课本相关这一环节的教学属于本节的生处理信息的合示意图、阅重难点，培养学内容，以小组能力。使其主动为单位，讨论感知知识的形和交流：氨基成。由于学生的酸脱水缩合化学知识有限，结构特点、讨论:

蛋白质的结构特点、原因和意义

3.三个氨基酸脱水缩合，失去几分子水? 4.n个氨基酸脱水缩合反应呢? 演示: 氨基酸分子脱水缩合形成两条链的过程

1. 拿一条两头系有不同颜色紧扣的绳子表示一条多肽链

2. 拿剪刀从中间剪开表示肽键的断裂

思考:肽键断裂后需要作出哪些修饰，使其形成两条完整的多肽链? 评价学生回答加以总结教师组织与引导

引导学生观察: “氨基酸形成蛋白质的示意图”

完成“思考与讨论”

形成二肽、多通过动手环节肽（肽链）盘会更直观，突破曲折叠形成试利用手中的模型模拟此过程。

总结得出公数(脱去的水分子数)=氨基酸分子数-肽链条数。

主动参与交入理解氨基酸形成蛋白学习难点，进而间相互关系的认识。

激发学生思维，加深对教材的吃透知识的能力。

通过强烈的数字对比启发学生主动发现问而解决问题。

在实际动手操蛋白质。并尝加深对各学科式：形成肽键理解，培养学生流表达，更深题提出问题，进质的过程，运作中享受学习用已学知识，的快乐。

解决实际问题。

利用归纳演绎的方法由易到难，逐步推测氨基酸形成蛋白质的过程。

利用演示方法突破本节课的难点。

分析实验，探求新知：

几根细铁丝

①各组随意穿几条串珠；

②各组将串珠随意挽成不同的造型；

③各组的作品进行比较

交流各组的多肽模型，分析异同，思考：组成细胞的蛋白质在结构上具有什么特点？是由什么原因决定的？

教师给予评价和指导：生物体的结构和功能相统一，真实因为组成细胞的蛋白质在结构上具有多样性，就决定了蛋白质在功能上也具有多样性。

学生讨论、交 直接阐明材料:10-20种颜色的穿孔塑料珠(每种50粒)，流：在细胞结构和功能中，氨基酸的的关系，促进种类不同、数理解。

目成百上千、排列顺序千变万化，多肽链的空间结构千差万别，使得蛋白质的结构具有多样性，蛋白质的种类繁多。

典例演练

例：下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式，

据图分析下列叙述不正确的是(

) 学生思考作答：

例：D

重点演练、及时强化，提高达成率。

甲

乙

丙

A．以上这三种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2—OH B．这三种氨基酸性质不同取决于R基不同

C．甲是最简单的氨基酸

D．从上式可看出，只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸

归纳总结

引导学生对本节课内容进行总结：

1．蛋白质是生命活动的主要承担者。

2.根据本课所学，绘制有关蛋白质的概念图。可参考教材《自我检测》中画概念图。

学生分组讨论、集体交 进行知识梳理，培养学生知流：总结本节识总结归纳能课所学知识，力。达成对本节绘出有关蛋白质分子的概念图。

课所学概念的相对正确、全面的理解，最终完成对所学内容的知识构建。

课后作业

见教材中练习题

复习巩固

培养学生解决实际问题的能

力，为继续学习奠定基础。

9

课后反思

1、让学生自主对比观察氨基酸的结构，加深对氨基酸结构的理解。这种让学生主动探究得出结论的方式，是落实探究性学习课程理念的具体体现。(教学理念得到落实，而且效果不错，以后值得利用) 2、教学内容能突出重点、突破难点，教学目标已达到。

3、有师生、生生互动环节，学生积极参与课堂交流讨论。

4、能联系学生生活实际讲解蛋白质的功能，学生反应活跃。