蛋白质教学设计.doc

《主要生命活动的承担者——蛋白质》的教学设计
一、指导思想和理论依据
根据高中生物《课程标准》提出的基本理念和目标，尝试利用探究式的教学方式，进行概念教学，从宏观到微观再到宏观，全面深入地认识蛋白质的分子组成、结构特点、理解蛋白质功能多样性的结构基础，了解生命的物质性和生物界的统一性，以及生物体部分与整体的关系，构建相关的知识模型，以此使学生逐渐形成学科意识，提高学科素养；培养学生的研究意识和处理信息、分析综合、得出正确结论的能力；努力实现课堂教学师生双边活动的和谐发展。
二、教学背景分析
（一）教材分析
1.教学内容分析
《主要生命活动的承担者——蛋白质》是人教版教材《分子与细胞》第二章《组成细胞的分子》中第二节的内容。从教材的编排来看，这部分内容是继细胞中的元素和化合物之后，讲解有机化合物及生物大分子一部分。虽然教材设置已面面俱到，但是层次的安排与学生理解的角度存在偏差；文字平铺直叙，几乎没有给学生留有思考的空间，有些地方跳跃性较强，在一定程度上，也会给学生的理解造成障碍。例如：文字介绍蛋白质是相对分子质量很大的生物大分子；蛋白质具有复杂的化学结构和空间结构；蛋白质的基本单位是氨基酸……至于这些结论如何得出却只字未提。而且，整篇教材缺乏辅助理解的说明和示意图，这对本来就很枯燥乏味的“概念教学”，似乎有种雪上加霜的感觉。
2.在整个高中生物教学中的地位及相互关系
（1）本节在必修一模块中的地位和作用
第一，生命系统是有分子、细胞、组织、器官、个体、种群、群落、生态系统等各个生命层次构成，蛋白质的知识是生命系统的最基本的内容，作为蛋白质在生物体中承担者重要的作用，对于认识生命的本质具有重要价值。
第二，细胞的代谢是基于相应的物质和结构基础来完成的，物质基础就是细胞的分子组成，如细胞的结构的主要成分、细胞的物质输入和输出的载体，酶的化学本质主要是蛋白质，光合作用和细胞呼吸都有相应的酶系统作为支持、细胞的增殖分化等；因此本节内容的学习与后面几个单元学习的知识密切相关。
（2）在其他必修模块中的地位
有关细胞与环境之间进行物质交换和能量交换的知识，是继续学习生态系统内物质循环和能量流动等知识的基础；有关细胞内物质转变和能量转变的知识，则是学习内环境及稳态等知识的基础。
（3）与选修模块的内在联系
这部分内容，与选修模块的相关内容有着内在联系。例如，选修1模块中有关酶的应用、蛋白质的提取和分离，选修3模块中的蛋白质工程等等，都是对蛋白质知识的再认识和再提高的过程。
因此蛋白质的相关知识是最重要的内容之一。是学习后面其它知识的基础。
3.课标、考纲及学生学习这部分内容的要求
课标的要求
考纲的要求
具体的学习要求（知识目标）
概述蛋白质的结构和功能。
蛋白质的结构和功能 Ⅱ
1．说出组成蛋白质的化学元素
2．概述组成蛋白质的基本单位
（1）说出组成蛋白质的氨基酸的种类和结构特点
（2）会写氨基酸的结构通式
（3）说出并会写氨基酸的连接方式
（4）说出多肽与肽键的关系
多肽是多个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物。具体是几肽由氨基酸数决定，3个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物就是三肽，显然三肽含有2个肽键。
（5）说出并会计算肽键数、脱下水分子数、氨基酸数、肽链数之间的关系
3．概述蛋白质的结构
（1）概述蛋白质的一级结构：说出氨基酸之间连接方式，知道一条肽链最少含有的氨基数和羧基数，知道肽链与蛋白质的关系
（2）描述蛋白质的空间结构：知道蛋白质有复杂的空间结构。
（3）举例说明蛋白质的结构特点：能够从氨基酸的种类、数目、排序和肽链的空间结构四四个方面说明蛋白质结构的多样性。
4．概述蛋白质的功能
（1）举例说明蛋白质的功能
（2）解释蛋白质是生命活动的主要承担者的原因
5．检测生物组织中的蛋白质
（1）说出鉴定蛋白质所用的试剂和反应现象
（2）解释所选实验材料的理由
（3）说出实验步骤
（4）描述实验结果
（5）根据实验结果得出实验结论
（二）学生情况分析
本节课的授课对象是高二学生。从学生的知识背景看，虽然已近两年没有上生物课了（初二结束初中生物了，高二才开始高中学段的学习），但是他们对“蛋白质”并不是很陌生，除了在化学课上学习了一些蛋白质的知识外，在日常生活中，特别是2008年出现的“问题奶粉”事件，多少使他们有些耳熟能详。但是，蛋白质究竟是种什么物质，又是怎样体现“生命活动主要承担者”的角色？还是不甚了解。如果按照传统的教学方式讲解本课内容，教师只能尽可能细致地边画版图边讲解，虽然对于大多数学生来说，最后还是可以掌握有关蛋白质的知识的，但是，那种教师“一言堂”教学方式，即没有突出对学生探究能力培养，也缺乏对学生思维能力的训练。所以，认真研读教材的基础上，用探究式的教学方式尝试概念教学，对“组成生物的物质”这类比较枯燥乏味、且似乎无法调动学生进行探究的内容进行尝试，争取有所创新。
（三）教学方式：讲授与启发式、探究式相结合的教学方式
（四）教学媒体与资源
教学媒体：多媒体课件（PPT、动画）
教学资源：《陈阅增普通生物学》、《蛋白质化学与蛋白质组学》、人教版《分子与细胞》、浙科版《分子与细胞》、《北京市学科教学指导意见》等。
三、教学目标(内容框架)和重点难点
（一）教学目标
1．知识目标
识别组成蛋白质的氨基酸；说明氨基酸脱水缩合的过程；解释蛋白质多样性的原因；概述蛋白质的功能。
2．能力目标
增强探究意识，提高科学、准确地认识事物的能力；提高分析问题和解决问题的能力。
3．情感态度价值观目标
体验交流、同伴合作，认同蛋白质在生物体生长发育过程中的重要作用。
（二）教学重点和难点
1．重点：蛋白质分子结构特点及其功能
2．难点：蛋白质的空间结构与生物活性的关系
四、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
技术应用
时间安排
一、
引
言
用“三聚氰胺”与问题奶粉和鸡蛋的图片，引导学生将“三聚氰胺”和蛋白质联系起来，引出本节课的学习主题——蛋白质。
【讲解】大家看到“三聚氰胺”一定会想到三鹿奶粉和问题鸡蛋。为什么不法分子要往奶粉中加三聚氰胺呢？三聚氰胺和奶粉有什么关系呢？实际上是没有关系的，只是因为三聚氰胺中含有“N”（出示三聚氰胺分子结构式），使人们误以为奶粉中还有大量的蛋白质。但是三聚氰胺不是蛋白质，它是一种化工原料，大量进入人体会危及生命。
提问：1.什么是蛋白质？
2．你知道如何鉴定蛋白质吗？
演示蛋白质的鉴定实验，与双缩脲试剂显示紫色反应。
3.为什么蛋白质能与双缩脲反应成紫色？这与蛋白质的结构和功能有关系吗？
我们知道，蛋白质是一种非常重要的营养物质，它对人体健康有着怎样的作用呢？这就是本节课的学习主题——认识蛋白质。

观察、思考、联想

思考，说不出
创设学习情境

利用实验引入。

图片
1min

二、
蛋
白
质
的
功
能

三、
基
本
特
征

1．
氨
基
酸
的
元
素
组
成

【说明】1838年荷兰科学家格里特观察到有生命的东西离开了蛋白质就不能生存。以后，经过100多年的不懈努力，人们已经认识到蛋白质是细胞中一类非常重要的有机物。

【提问】你能说出哪些物质富含蛋白质吗？蛋白质有什么重要作用吗？……
引导学生观察、阅读课本P23页蛋白质主要功能示例，总结归纳。

提问：蛋白质能够承担多种多样的功能，与它的结构有什么关系？

【过渡】构成人体的蛋白质有10万种以上。蛋白质是生命活动的体现者，有什么样的蛋白质就能表现出什么样的生物性状。因此认识生命活动规律和本质，就必须掌握有关蛋白质的结构和功能方面的知识。
用免疫球蛋白、血红蛋白胰岛素空间结构模式图，说明不同的蛋白质虽然空间结构不同，但是它们都属于蛋白质，为什么？它们肯定存在着共同的特征。引出——“蛋白质的基本特征”。
【提问】蛋白质究竟是一种什么样的物质？
出示：相关文字和比较表，引导学生从元素组成、分子组成、有机大分子化合物，去逐渐认识蛋白质。
（1）血红蛋白质分子式：
C3230H4816O872N780S8Fe4
（2）乳球蛋白分子式：
C1642H2652O492N420S18
引导学生得出组成蛋白质的基本元素：主要有C、H、O、N组成，有的还含有S、Fe和P等。
（3）用几种不同物质的比较表，强化蛋白质是高分子有机物。与无机化合物比，蛋白质分子质量很大，一般在几万～几千万之间。

倾听
思考、回答。

阅读交流总结
①是构成细胞和生物体的重要物质，②具有催化作用，③具有运输作用，④具有调节作用，⑤具有免疫作用。

思考后达成共识
多样的结构决定多种功能。

观察、思考、分析、比较，得出对蛋白质分子结构特点。
思考，并能通过教师提供的材料，逐渐认识蛋白质的本质。

观看两种蛋白质分子式和比较表，知道蛋白质的元素组成，认识蛋白质是有机高分子化合物。

思考。

为理解“蛋白质是生命的主要承担者”奠定基础
引出本节课的课题——蛋白质

发挥学生自己的主动性，培养学生收集资料、整理资料的能力,培养学生主动参与，交流讨论的意识和能力。

为讲述氨基酸是组成蛋白质的基本单位做铺垫。

用两种蛋白质分子式让学生直接感悟到蛋白质的相对分子质量很大，并能得出组成蛋白质的主要元素。

与其他化合物比较表，引导学生自己能得出蛋白质是有机大分子物质。

3 min

6min
2．
蛋
白
质
的
基
本
结
构
单
位
【提问】用胰岛素空间结构模式图提问：①胰岛素这么复杂的空间结构，是否由众多原子堆积而成的呢？（说明大分子物质，是由一些小分子物质逐渐形成复杂的结构。②那末，蛋白质基本结构单位是哪种物质？——氨基酸。③元素是如何构成氨基酸这个化合物？
先给两分钟时间让学生完成书中P20页的思考与讨论。小组进行讨论后各组代表回答下列问题：
1．这些氨基酸的结构具有什么共同点？
2.不同氨基酸分子的区别在哪里?
3.判断某分子是不是氨基酸的依据是什么?
4．试写出氨基酸的通式。
请一位学生出来，伸开双手，两脚并拢，面向大家。
1．将此同学的姿势和氨基酸的通式进行比较，有什么启发？

2．将甲烷的化学分子模型与氨基酸的结构进行对比，有什么启示？

3．判断哪些是氨基酸？

1．每个氨基酸都有氨基和羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
2．R基不同，氨基酸不同。
3．符不符合1中的条件来判断。
学生通过比较可说出，他的左臂和右臂相当于氨基和羧基，他的腿相当于氢基，头相当于R基，氨基酸的不同就在于R基的不同，躯干就相当于连接这四个基团的碳原子。

用一个氨基，一个羧基，一个侧链基团R基分别取代甲烷中的三个H，就可组成氨基酸的结构通式。
学生自己写出氨基酸通式。

掌握氨基酸的结构，会判断氨基酸。

根据建构主义学习的原理为学生提供一个知识情境，让学生通过对几种氨基酸结构的比较，归纳，获取新的知识，培养学生的比较、归纳能力。

充分利用现有的条件，将抽象的知识变得更直观，枯燥的知识变得生动有趣。

6min
3．
氨
基
酸
的
种
类
【思考】
1．用“资料”说明构成生物以内的赖氨酸只能从食物中获取。
2．得出必需氨基酸和非必需三基酸的界定。
3．说明生物体中8种必需氨基酸的名称。
理解氨基酸是如何分成必需氨基酸和非必需氨基酸的。

尽量记住生物体内的必需氨基酸。

2min
三、
蛋
白
质
的
分
子
结
构

【思考一】氨基酸是怎样构成蛋白质？
1．用图片引导学生思考
2．假设同桌的两位同学就是两个氨基酸分子，要形成一种物质应该怎样连接起来呢？
两只手分别代表什么？
这两个基团怎样连接起来的？
握住的手的位置相当于什么？
对于学生正确的回答，要及时地给予充分的肯定。
（1）二个氨基酸的反应
用课件演示两个氨基酸的脱水缩合反应进行巩固，同时在黑板上带领大家一起写两个氨基酸的脱水缩合反应，说明：二肽、肽键。
（2）三个氨基酸的反应
用课件演示三个氨基酸的脱水缩合过程，说明：三肽。
（3）多个氨基酸的反应
一排学生在座位上手拉手
问：氨基酸结合脱去多少分子水？形成多少个肽键？学生可形象地进行观察，并容易得出结论。
要求学生用归纳法总结出如果是n个氨基酸连成一条肽链要脱去多少分子水和形成多少个肽键？
问：刚才几个同学连成的这个队伍叫什么？
如果是几条肽链又会是怎样的情况呢？
2-3排学生在座位上分别握手。用m代表肽链的数目，让学生仔细观察并总结出计算水分子数与肽键数的公式。
说明：多肽和肽链；肽键数、氨基酸数和脱去水的数的关系。
（4）计算多肽形成中，脱去水数、肽键数等。
学生思考后手拉手。
答：一个是氨基，另一个是羧基。
答：通过脱水缩合反应结合的。

答：肽键。

同学小组讨论、分析，试着写出氨基酸脱水缩合的过程。认识肽键。

计算形成多肽过程中，肽键数、脱去的水数……

学生很快说出：（n－1）个。
学生很容易就明白了是一条多肽链。

（n－m）个。
通过图片、课件的视觉效果，引导学生思考、分析，通过学生的活动，突出重点，突破难点。

巩固对脱水缩合的理解

通过形象直观的模拟，学生们非常容易地掌握了计脱水缩合相关的计算方法和规律。

图片和二肽形成过程动画
10min
【思考二】多肽是否就是蛋白质呢？
1．出示图片，引导学生分析多肽是经过折叠、盘曲，建构一定空间结构，才具有特定生物活性。用课件（动画）说明多肽与蛋白质的关系。
2．出示图片，展示蛋白质四级结构，说明能发挥其功能的蛋白质不只是一条长肽链，而是一条或多条肽链经过精确的扭曲、折叠和卷曲而形成的独特型态的分子。
【思考三】蛋白质多样性的原因?
提问：人体中有10万多种蛋白质，为什么20种氨基酸，会连接成有那么多种类的蛋白质呢？
为学生提供彩色回形针体会氨基酸排列的多样性。
提供彩色回形针和小磁铁体会蛋白质分子空间结构的多样性。
然后进一步
1．组成蛋白质分子的氨基酸种类不同
2．组成蛋白质分子的氨基酸数目不同
3．组成蛋白质分子的氨基酸排列顺序不同
4．由氨基酸形成的肽链的空间结构不同
【思考四】把鸡蛋煮熟后，蛋白质会发生变性，从蛋白质结构的角度去分析产生上述这种现象的原因？
【讲解】蛋白质的空间结构很不稳定，极易受环境条件的影响而改变，如温度——蛋白质的热变性。
举例说明：疯牛病——毒蛋白，就是由于牛体内一种蛋白质发生空间结构改变引起的。

观看多肽形成蛋白质的课件

思考、回答、体验

思考、回答
启发学生去思考、去分析，再通过同伴互助，得出正确结论。培养学生获取信息、处理信息和分析、综合的能力。

蛋白质四级结构示意图和有关图片
10min
小结
用概念图的形式，带领学生重温本节课的主要知识。
应答
巩固本节课的重点知识

2min

作业
根据本节的教学内容，收集生物体内的蛋白质都有哪些主要的功能？
板书设 计
蛋 白 质
一、 蛋白质的基本特征
1． 主要元素组成：C、H、O、C
2． 蛋白质的结构单位——氨基酸
（1）氨基酸通式

（2）氨基酸分子的结构特点

3．氨基酸种类：20种 必需氨基酸
非必需氨基酸
二、蛋白质的分子结构
（二肽形成过程）
三、蛋白质的主要功能
教学设计较成功的方面：主要运用了启发和探究式的教学方式
1．变抽象的概念教学变直观的概念教学
概念教学是生物教学的重要组成部分，如何进行概念教学，一直是每一位老师不断探索课堂教学模式、改进课堂教学的重点。由于学生缺乏有关蛋白质和氨基酸的化学知识，同时分子水平的内容比较抽象，难懂，因此在教学中要采取多种形式，灵活处理教材，降低知识的难度。
（1）通过学生活动，突破难点
在课堂上设计了许多学生亲自动手模拟相关知识形成过程的活动，让学生通过自己的肢体语言，很好的理解教学重点，突破教学难点。如一位同学用自己的身体模拟氨基酸的通式、两位同学手拉手模拟脱水缩合反应、多个同学模拟多肽链的形成等等，另外用彩色回形针体会蛋白质结构的多样性的含义。这样就将苦涩难懂的分子水平的知识，变得直观易懂，有效的突破了教学难点，提高了课堂效率。
（2）通过实验，创设情境，引起学生探究蛋白质究竟是什么的兴趣
通过蛋白质鉴定实验，让学生明白蛋白质特定的颜色反应是与蛋白质的结构有密切关系，激发起学生探究蛋白质究竟是什么的欲望。
（3）巧妙地利用图片、课件和动画，使学生在主动获取知识的过程中完成重点、难点知识的学习，帮助学生掌握比较抽象和微观的知识内容，并取得了很好的效果。
2.调整教材编排顺序，让学生逐渐建构蛋白质的知识体系
课本的编排顺序：氨基酸及其种类、蛋白质的结构极其多样性、蛋白质的功能，按照这样的顺序设计教学，学生对氨基酸没有感性认识，不容易激发学生的学习兴趣。因此的设计这部分内容的教学时，根据“三聚氰胺”掺入奶粉中，大量进入人体会危及生命的结论以及1838年荷兰科学家格里特观察到有生命的东西离开了蛋白质就不能生存。以后，经过100多年的不懈努力，人们已经认识到蛋白质是细胞中一类非常重要的有机物的科学史实。首先让学生了解蛋白质的功能，通过蛋白质的多种功能让学生明确蛋白质是生命活动的主要承担者，然后再根据结构决定功能的原理，提出问题“蛋白质能够承担多种多样的功能，与它的结构有什么关系？”“蛋白质的结构是怎样的？”进入蛋白质和氨基酸结构的学习。重点是掌握氨基酸的结构特点，氨基酸的结构通式，以及脱水缩合的过程等等内容，通过这样的调整，能很好的利用教材，同时又能有让学生始终在探究过程中学习、思考，提高了学习的兴趣和学习效果。最后通过练习，巩固所学知识，评价学生的学习情况等回扣蛋白质的功能，加深对蛋白质功能多样性的理解。

3.利用问题奶粉和问题鸡蛋等食品安全等社会热点问题，让学生认识到蛋白质对于生命体的生命活动的重要性，加强了所有教学时加强学习内容与生活的联系，提高学生的学习兴趣，
4．整节课，是以“问题串”的形式贯穿始末的。过渡比较自然和流畅。能够对学习的内容进行及时评价，包括穿插在教学过程中的思考题和最后面的小结。
5．从学生已有的知识背景和认知水平出发，利用对比的方法、启发式的教学手段，对重点知识和难点内容，搭建平台、创设交流的空间，使绝大多数学生能够很好地完成学习任务。例如：让学生自己写出氨基酸的结构通式；自己写出脱水缩合的产物，标出“肽键”的位置等。
6．对学生出现的问题或错误的地方，没有轻易否定，总是能及时追问“为什么？”“你是怎样想的？”“你为什么这样写呢？”及时发现学生问题，进行说明。
7．利用“三聚氰胺和问题奶”事件，创设情境，自然地进入到“蛋白质”的学习之中。同时，注意前后呼应，在课的后半部，又对蛋白质的变性问题进行了举例说明。
8.注意在学生活动中要做到活动有序，引导有方，不能因为学生活动热烈，控制课堂难，而影响到课堂效果。