第二单元 氨基酸 蛋白质 核酸板书设计及设计说明

《蛋白质》（第1课时）教学设计

指导思想与理论依据

蛋白质是与生命息息相关的基础有机化学物质，是人体的重要营养素之一，也是联系生物学、生理学、营养学和医学的重要纽带。蛋白质作为一类重要的含氮高分子化合物，其水解最终产物是氨基酸，本节授课从氨基酸的结构和性质出发，结合插图常识性地介绍蛋白质的三维结构，然后自然过渡到第2课时蛋白质的结构、性质的教学。本节不仅是对前三章基础有机化学知识的巩固和应用迁移；也是提高学生科学素养、丰富生活常识、正确处理健康饮食等日常生活问题的重要素材，让学生体验“身边的化学”和“生命的化学”；同时通过氨基酸的成肽反应让学生意识到化学在研究奥秘的生命问题时的独特作用，这也是是第五章合成高分子化合物的前期准备。鉴于学生对烃及其衍生物中的官能团的结构、性质已有一定认识，故本节教学需处理好结构、性质及用途的关系，引导学生体会结构对性质的决定作用，微观到宏观的演变。

教材分析及学习者分析

1．

教学内容在教材中的地位

本节课教学主题是介绍组成蛋白质的基本结构——氨基酸的结构与性质，即“蛋白质和核酸的”第1课时。本节内容位于人教版选修5（有机化学基础）教材的第四章《生命中的基础有机化学物质》，侧重有机化学基础知识在生命科学中的应用，尤其第三节“蛋白质与核酸”可谓与生命贴得更近——蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。氨基酸作为形成蛋白质的基石，其重要程度自然不言而喻，当然由于高考等终端显示中所占比例较少，常被授课老师及学生所忽视。事实上，氨基酸的教学可以起到一个很好的承前启后的作用：就化学学科学习方法而言，氨基酸的多官能团化合物的结构特点是培养学生由官能团推测物质性质的思维方式的载体；就后续学习而言，其成肽反应亦是第五章《进入合成有机高分子化合物的时代》中缩聚反应的预演。

2．

学生的认识发展分析

通过第一章~第三章有机化学基础知识的系统学习，学生已经初步构建成了较为完整的有机化学知识框架，即知道了有机物的结构特点（同分异构）、研究方法、常见烃及其衍生物的结构特点，具有一定的官能团意识……，至此学生初步具备了对有机物性质进行理性推断的能力，但鉴于学生的知识面尚且停留在烃及其衍生物的的典型代表物层面，故缺乏对天然有机物尤其是与生命活动息息相关的蛋白质等物质性质的研究经验，而后者恰恰是较为复杂的研究对象，其专业性对高中学生甚至教师均构成一定挑战，但其吸引力却是不言而喻的，从而我们可以利用学生的学习热情和探索新知识的兴趣，介绍研究生命中基础化学物质的基本方法，前一节糖类的学习方法本节课可以继续沿用，即由特殊到一般，由一般再到特殊。

3．

学生认识障碍点分析

（1）微观→宏观。氨基酸相当于蛋白质而言是处于微观的分子，故学生的最大障碍点便是又微小的微观分子如何过渡到庞大可见的宏观物质（毛发、犄角、蛋清、皮肤……），而该障碍点也恰恰是学生的学习动力，从化学视角了解氨基酸的结构、性质，由氨基酸通

过成肽反应形成肽链，再形成三维结构的蛋白质，这些不仅是对其生命科学知识的补充和完善，也是唤起学生民族自豪感的良好契机（人工合成结晶牛胰岛素）。

（2）结构→性质。从有机物的基本结构推测其性质时学生学完有机化学需具备的基本素养之一。本节课氨基酸性质的研究正是官能团意识培养的良好契机，而在此前，学生接触的多官能团物质不多，尤其是性质截然相反的两种基团的出现——呈酸性的羧基和呈碱性的氨基，学生需要一定的适应时间，教师在授课过程中也无需操之过急，可以通过学生熟悉的两性物质稍加过渡。

基于上述分析确定本设计的知识线索、学生认知线索、问题线索、情景及学生活动线索如下：

知识逻辑线

研究氨基酸的必要性

↓

了解8种必需氨基酸

↓

典型氨基酸的结构特点

↓

了解氨基酸的物理性质

↓

两种典型官能团的性质

↓

推测氨基酸可能具有的性质

↓

由常见两性物质的反应推广至氨基酸的两性

↓

由酯化反应引出氨基酸成肽反应

↓

双官能团物质的通性，为缩聚反应作铺垫

认识发展线

通过实例体会氨基酸的重要性

↓

氨基酸是形成蛋白质的基石

↓

氨基酸的基本结构

（官能团）

↓

α-氨基酸的结构特点

↓

氨基酸的物理性质

↓

常见两性物质与酸碱的反应

↓

氨基酸的两性

↓

比较氨基与氨的碱性及其成因

↓

通过类比了解成肽反应与酯化反应的共同点，知道断键位置

↓

迁移：羟基羧酸

驱动问题线

何谓人体必需氨基酸

↓

八种必需氨基酸的结构异同

↓

天然氨基酸的结构特征

↓

甘氨酸与乙酸的结构异同

↓

甘氨酸含有的官能团名称

↓

甘氨酸性质预测

↓

列举所学的两性物质及其主要反应

↓

何谓氨基酸的两性

↓

微小的氨基酸分子如何构成庞大的蛋白质“大厦”

↓

比较酯化反应和成肽反应的异同

情景素材线

学生活动线

观看“瑞年氨基酸“瑞年氨基酸片”广告（陈宝国等）

↓

“百度百科”网页介绍氨基酸片的用途及成分

↓

甘氨酸、乙酸球棍模型比较

↓

味精成分标签

↓

味精的水溶性实验

↓

列举熟悉的两性物质

↓

蛋白质的多级结构比较

↓

人工合成牛胰岛素结晶照片

↓

三聚氰胺是氨基酸吗？能提高蛋白质含量吗？

片”广告

↓

查询瑞年氨基酸片的检索资料（百度百科）

↓

研究实验篮中味精样品的外观并探究其水溶性

↓

书写常见两性物质分别与强酸、强碱反应的离子方程式

↓

讨论氨基的碱性

↓

读图4-10 蛋白质结构示意图并进行比较

↓

回顾酯化反应的断键位置，体会成肽反应中肽键形成与酯基形成的异同

↓

比较乳酸和丙氨酸分子间脱水的异同

教学目标

知识与技能：

（1）知道常见的氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸。

（2）能说出氨基酸的组成、结构特点、两性和成肽反应，了解氨基酸与人体健康的关系。

过程与方法：

（1）引导学生运用多种手段获取与氨基酸相关的信息，并运用比较、归纳等方法对信息进行加工。

（2）培养学生根据有机物结构推断其主要性质的官能团意识。

情感态度价值观：

（1）由氨基酸、蛋白质在生命中的重要性激发学生研究他探索的强烈兴趣。

（2）通过人工合成结晶牛胰岛素的重大成果唤起学生的民族自豪感。

教学重点和难点

教学重点：氨基酸的组成、结构及性质

教学难点：氨基酸的两性、成肽反应

教学流程示意图

【情景设置】网页呈现“瑞年氨基酸片”的产品简介和功能成分引出八种人体必需氨基酸。

学生结合资料卡片讨论必需氨基酸视频

瑞年氨基酸

的定义。

片的广告

结合生活经验讨

（1）百度百科搜索论补充氨基酸的PPT 介绍瑞年氨基酸的

科学途径

网页。

（2）必需氨基酸

【讲解】氨基酸是组成蛋白质的基本单位，在生命活动中

极为重要。

【提问】由8中必需氨基酸的结构简式，你能发现什么？

甘氨酸和乙酸的球

教师展示模型

PPT 棍模型，重点注明各自官能团。

【提问】氨基酸的结构与羧酸有何区别？

学生交流讨论，指出氨基酸官能团的种类和位置特点。

【小结】氨基酸如何形成蛋白质？从蛋白质的复杂结构展示生命合成的神奇魅力。

教学过程

教学

环节

教师活动

播放：瑞年氨基酸片广告视频。

（http://v.youku.com/v_show/id_XMjgyNDE5OTky.html）

学生活动

设计意图

引入

投影：瑞年氨基酸片的百度百科的网页介绍

（http://baike.baidu.com/view/4320751.htm）

PPT: 列举8中必需氨基酸（essential amino acid）的结构简式。

观看视频及网页：

（1）功能简介（略）

（2）主要成分：复合氨基酸、糊精、羧甲基纤维素钠、轻质碳酸钙、胭脂红。

由与本节课密切相关及生活中常见的氨基酸片广告引入新课，提升学生的学习热情。

延伸

提问

引导学生观察它们结构的相同点和不同点。

提问：上述8种必需氨基酸结构有何特点？

板书：一、氨基酸的结构和性质

重点1.定义

突出

2.官能团

展示：甘氨酸和乙酸的球棍模型。

PPT: 氨基酸的物理性质

提问：根据氨基酸的结构通式，如何解释其过渡

溶解性。

PPT: 味精包装（99.29%以上谷氨酸钠）

回顾：铝及其化合物、弱酸的铵盐、碳酸氢盐与强酸、强碱反应的离子方程式。

难点突破（1）

提问：氨气的水溶液为何呈碱性？推测氨基的酸碱性。

类比：NH3与RNH2结构的异同。

PPT:甘氨酸分别与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式。

类比：RNH3Cl与NH4Cl的异同。

结合课本“资料卡片”，了解必需氨基酸的定义。

由广告视频和网页材料自然引出必需氨基酸，培养学生科学观念，同时为研究氨基酸结构打下伏笔。

观察8中必需氨基酸的结构特点。

由8中必需氨基酸的结构特点及球棍模型的比较概括氨基酸的定义。

根据氨基酸结构和分组实验解释氨基酸在强酸、强碱及水中的溶解性

书写、检查、联想与本节课内容的关系

根据氨、氨基的结构推测氨基的碱性。

呈现本节重点之一：氨基酸的结构

利用生活中常见的味精溶解实验探究谷氨酸钠的溶解性，为氨基酸的两性做铺垫。

①由已具备物质两性的分析过渡到氨基酸的两性，强调官能团对有机物性质的影响。

②通过类比减少学生对新结构的陌生感和认同度：氨基氨气的碱性与孤电子对有关。

关注氨基酸参加反应的部位及产物特点。

难点突破模仿上述反应，写出两分子甘氨酸发生分子（2）

间脱水的反应式。

PPT:标明断键位置。

对比：下列两个过程的异同。

①葡萄糖→淀粉或纤维素

延伸

②二肽→多肽→蛋白质

PPT:蛋白质的多级结构。

H3CCHCOOHOH回顾：酯化反应的断键位置，尝试写出2分子乳酸发生分子间脱水的反应方程式。

回顾、书写

思考:若将2分子甘氨酸换成1分子丙氨酸与1分子甘氨酸，产物有何区别？

由酯化反应引出成肽反应

由酯基的形成过渡到肽键的形成

蛋白质形成的复杂性，感受生命的神奇，化学的魅力！

从学科角度为第五章缩聚反应埋下伏笔

观察、对比

迁移

乳酸（）是常见的羟基羧酸，练习

试写出其脱水形成高分子化合物的结构片段。

PPT:图片展示：

人工合成牛胰岛素结晶（图4-13）

升华

对比氨基酸与蛋白质的结构

联系生活: 三聚氰胺是氨基酸吗？能提高蛋白质含量吗？

小结

氨基酸到蛋白质是一个复杂的过程，仅靠化学知识是不能完全理解的，而化学知识、方法确实研究该问题不可或缺的

板书设计

观看漫画和三聚氰胺，运用本节课知识进行判断；同时勾起悬念，即为何三聚氰胺可以蒙蔽百姓。

①感受化学在合成生命活性高分子中的作用，爱国主义教育；

②指导学习方法，为下节课过渡。

第三节

蛋白质和核酸

一、氨基酸的结构和性质

1. 氨基酸：羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。

2. 官能团：氨基（-NH2）、羧基(-COOH)。

3. 氨基酸的物理性质：无色晶体、能溶于强酸或强碱溶液中，一般能溶于水。

4. 氨基酸的化学性质

（1）氨基酸的两性：氨基——碱性；羧基——酸性

（2）成肽反应

教学反思

1.

学科定位

氨基酸在必修2、选修1和选修5均有不同程度的介绍，本节课是学科专业性较强的选修5模块即有机化学基础中以单独课题呈现的，故其学科定位应侧重于化学知识在生命高分子中的应用。为了和前2个模块予以区别，我们可以从两个方面去理解

（1）

与必修2相比，知识面开拓了

必修2以较短篇幅介绍了蛋白质的特性，从而不可避免的谈到氨基酸，而对氨基酸的化学组成、生理功能却只字未提，这是出于必修模块的学科定位侧重知识的基础性，不求全；选修5在第四章才出现的氨基酸、蛋白质则是在学生具备了烃的衍生物的基本研究方法后接触的与生命相关的有机物，故其生理功能、化学结构及其性质均比必修模块要全面得多，对学生的要求相应地必然提升了。

（2）

与选修1相比，内容专业化增强

选修1模块是化学与生活模块，氨基酸是“化学与健康”主题的重要课题，氨基酸是构成蛋白质的基石，故为了让学生知道氨基酸、蛋白质在人类健康中的重要作用，必要化学知识的铺垫是不可或缺的，而过分专业化的表达却不是该模块的重点；选修5在这方面专业性就要强得多，包括氨基碱性的解释、氨基与氨气的比较、官能团意识的培养及高分子形成的基本原理等均需有所体现。

2.

学科方法

知识的传授是大多数课堂希望全方位达成的，但如何传授知识这个问题转向学生就是如何掌握合适的学习方法去接纳知识、去内化认识。有机化学的学习方法相对单一，结构决定性质在各章均有体现，而本章更侧重之前官能团对有机物性质影响的应用。除此之外，本节内容对学生学习第五章进入合成有机高分子化合物的时代亦有方法上的启示。

3.

素材整合

本节课的视频引入或许让人觉得多余，而氨基酸广告的视频素材在本节课教学中不是独立存在的。首先由氨基酸片的主要成分引出“必需氨基酸”的概念，进而有8中必需氨基酸的相关追问回顾了基础有机化学知识，尤其是从8中必需氨基酸的结构中寻找它们的共同点和不同点本身就是让学生发现氨基酸结构特点的过程，细心的学生还会从中发现同分异构现象等相关学科问题。