科学史话　世界上第一个人工合成蛋白质的诞生ppt课件课堂实录

人教版·普通高中·生物·必修1·第2章 科学史话

世界上第一个人工合成蛋白质的诞生

教学设计

河北定州中学

聂沙沙

“世界上第一个人工合成蛋白质的诞生”教学设计

一、教材分析

教材内容和地位：“世界上第一个人工合成蛋白质的诞生”是人教版必修1《分子与细胞》模块中第2章第2节的内容。本节的教学要求是阐明蛋白质是由氨基酸为基本单位组成，是具有一定的结构和功能的复杂生物大分子，认识蛋白质的空间结构对其功能起决定性的作用。

本章的知识也是学习其他模块必备的基础。该单元阐述的生物大分子的结构和功能，不仅是学习细胞的结构、功能、代谢和繁殖等知识的基础，而且也是学习遗传与进化、稳态与环境等知识的基础。

“世界上第一种人工合成蛋白质的诞生”是蛋白质这一部分的补充内容，对于学生深入了解胰岛素这一生物大分子的结构和功能具有重要意义。

二、学情分析

本节课内容比较抽象，为避免学生产生枯燥、无味的感觉，需要充分调动学生的积极性、主动性，让学生主动探索。我主要从以下三个方面去调动学生的积极主动性：（1）注意将课本中的知识与日常生活的内容紧密联系，尽可能从生活中选取学生熟悉的事例来调动学生的学习兴趣；（2）事先布置生物学习小组成员自制氨基酸之间脱水缩合的视频，以提高学生的积极性和理解力；（3）在教学过程中设置一些实践性、趣味性的问题，和学生一起分析讨论，增强师生互动。通过学生自己充当科学家动手设计胰岛素的结构，使学生在活动中掌握氨基酸是如何脱水缩合形成蛋白质的，以及在此过程中肽键的数量变化。

三、教学目标

1、知识目标

（1）说明氨基酸的结构特点，氨基酸形成蛋白质的过程

（2）学会动手模拟合成胰岛素

2、过程与方法

(1)直观教学法：通过多媒体辅助教学课件，增强了教学内容的直观性和启发性，培养学生的观察、探究能力，训练学生的归纳和比较能力，使学生更好地从感性认识上升为理性认识。

（2）问题探究教学法：①联系生活，创设情境，提出探索问题。②引导学生进行探究、推理。③查阅课本，小组讨论进行验证，培养学生主体意识，主动参与意识。

3、情感目标

（1）认同蛋白质是生命活动的主要承担者

（2）关注蛋白质研究的新进展

，增强我国作为第一个人工合成蛋白质国家的民族自豪感

四、教学重点

1、氨基酸的结构特点，氨基酸形成蛋白质的过程

2、蛋白质的结构和功能

五、教学难点

1、氨基酸形成蛋白质的过程

2、蛋白质的结构多样性的原因

六、教具准备

1、教师课件

2、不同颜色圆形卡纸若干、胶水、纸条

七、课时安排 1课时

八、教学过程

教师行为

学生行为

学生代表介绍自己从互联网上收集到的有关糖尿病的症状----“三多一少”

学生回答：治疗糖尿病的方法是注射胰岛素。

中国是全球糖尿病患者第一大国，2015一、导入：

年病患人数高达1.096亿人，130万人死于糖

尿病及其并发症。那么糖尿病有哪些症状

呢？临产上有哪些常见的治疗手段呢？

自然过渡：对，胰岛素，它是一种蛋白

质，可以发挥降血糖的作用，这充分体现出

蛋白质具有重要的作用，是生命活动的主要

承担者。

二、讲授新课

学生观看新闻--中国首次上世界上合成

了牛胰岛素。

学生活动例说出富含蛋白质的食物

同学们早上吃早餐了吗？吃了些什么？

学生们积极举手，其中有没有包含蛋白质的食物呢？

纷纷想要分享自请两位学生作为代表说出自己早餐吃的己早餐吃的食物。

食物。

教师总结：不错，两位同学吃的早餐中学生甲：豆浆、面

包、鸡蛋。

都富含蛋白质，我们将含有蛋白质的食物进学生乙：牛奶、肉

包。

1、组成蛋行归类，肉类，蛋类、奶类等食物富含蛋白

白质的基

质。（通过PPT展示出各类食物图片）。

本单位-学生：不能，蛋白氨基酸

质被水解为氨基蛋白质可以被人体直接吸收吗？

酸之后被机体吸教师讲述原因：蛋白质必需经过消化形收。

成氨基酸才能被人体吸收和利用。氨基酸是

组成蛋白质的基本单位。

接下来我们来进一步认识氨基酸

一、氨基酸的结构和种类

让学生阅读课本第20-21页氨基酸部分

内容。

1、请总结出氨基酸的结构通式？

学生小组内相

互讨论。

2、请总结出氨基酸的结构特点？

3、请问各种氨基酸之间的区别在于什

么？

4、请总结出氨基酸的元素组成及种类？

①氨基酸的结构通式和结构特点

课件展示四种氨基酸，直观展示它们具

学生认真观察总结氨基酸的结构有的共同的结构。

通式及结构特点

教师总结：

学生齐声回答：不能

方框中的结构是氨基酸共有的结构，三角形部分是不同的结构。

在相同的结构中，左边的结构称为氨基,右边的结构称为羧基,下面的称为R基也叫侧链基团（板书：-NH2、-COOH、R基）。

其他氨基酸的结构和以上四种氨基酸结构相似，不同之处在于R基不同，因此可用一个结构通式来代表二十种氨基酸的结构。

由氨基酸的结构通式可知：要成为组成蛋白质的氨基酸在结构上要满足什么条件：（1）每一个氨基酸分子都至少有一个氨基和一个羧基，（2）并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

学生阅读课本内容，并将有关概念画起来。

学生观察并相互讨论。用不同的图形框出相同和不同的结构。

学生尝试总结氨基酸的结构通式：

②氨基酸的元素组成

③氨基酸的种类

练一练：给出四种分子让学生判断哪些是属于氨基酸哪些不属于。

现学现用学生迅速判断出氨基酸分子

学生回答：C H O

教师提问：从氨基酸的结构通式中我们能看出氨基酸具有哪些元素呢? N 学生结合课本内容应该明确，20种氨基酸都是组教师总结：有些蛋白质还可能含有P S Fe 成人体蛋白质不

教师提问：不同的氨基酸之间有哪些区别？氨基酸的种类如何？

过渡：由氨基酸如何形成蛋白质呢？蛋白质的结构层次如何呢？

可缺少的，只不过其中若干种氨基酸人体自身不能合成，必须从外界直接获取，被称为让学生观察课本21页图2-4，总结蛋白“必需氨基酸”，质的结构层次。

其余的称为“非必学生活动阅读课文22-23页，找出以下概念

需氨基酸”。

1、脱水缩合

2、肽键和二肽

2、蛋白质的形成过程

3、多肽和肽链

演示脱水缩合过程

首先通过PPT中的动图演示两个氨基酸如何形成二肽，一个氨基酸的羧基提供一分子羟基，另一个氨基酸的氨基提供一分子氢，然后脱去一分子水，氨基酸剩下的结构进行缩合，形成二肽，这个过程称为脱水缩合。中间新形成的化学键称为肽键（板书：肽键，-CO-NH-）。再利用动图展示三个氨基酸脱水缩合形成三肽。

请若干学生演示二肽、三肽、多肽的形成，并让学生总结形成的肽键数，脱去水分子数。

学生动手，在作业纸上写一遍氨基、羧基中文以及化学符号。

最后全体学生总结：肽键数=脱去水分子数=氨基酸总数-肽链数

学生总结：

多肽链形成后还需盘曲折叠，才能形成

具有复杂空间结构的蛋白质。

3、蛋白质结构多样性的原因

4、动手合成胰岛素

教师利用多媒体图片直观展示蛋白质多样性形成的原因。若比较上述的①②③④，可得出什么结论？

紧接着教师展示一根铁线，这根铁线就好比一条多肽链，将其盘曲折叠成不同的构型，也就代表着具有各种各样空间结构的蛋白质。

小小科学家：动手合成胰岛素

课件展示胰岛素的分子结构等相关知识，请同学们利用给出的胰岛素的相关知识去自己合成胰岛素，并展示说明自己制作的胰岛素

完成课后练习册上面的相关习题

学生通过动手排列，轻松总结出蛋白质结构多样性的原因：

氨基酸种类、数目、排列顺序、肽链的空间结构千差万别。

学生们积极动手展示

三、课后

作业

九、教学反思

本节课是以学生的兴趣为根本出发点，首先以糖尿病引入主题，贴近生活实际。在教学中我注意对学生能力的培养，如让学生演示脱水缩合过程，学习肽键数、脱去水分子数与氨基酸的数量关系，以及通过小组学习蛋白质结构多样性的原因。培养了学生的发现问题和解决问题的能力;鼓励学生踊跃回答，训练学生的表达能力和语言组织能力。讲解蛋白质的结构时，与功能相联系，使学生形成结构和功能相适应的生物学观点。在教学中我注意对学生进行爱国主义教育，如让学生学习中国科学家在“世界上第一个人工合成蛋白质”中的研究

进展及成果。 由于本节课设计了较多的学生活动，在学生活动较多的情况下，应充分考虑到课堂上的各种突发状况，随机应变。教师的活动可以再少一些，把时间真正还给学生；在小组讨论时，学生较感兴趣，此时，课堂秩序会较乱，这属于课前估计不足，应维护秩序,保证教学的顺利进行；再如学生讨论时，应进行思维点拨，把握主线，而不应放任自流，以上是这节课的遗憾之处，因此，我认为这节课在设计上还是有很大的改进余地。