資源簡介

教學設計
教學課題 蛋白質是生命活動的主要承擔者
學科 生物 年級 高一 時長 1課時
教學背景分析 學生在初中階段對蛋白質有一定的了解，但是對蛋白質的結構與功能之間的關系不明確，需要通過高中階段的進一步學習
教學目標 闡明蛋白質的基本組成單位——氨基酸的結構特點。 概述氨基酸通過脫水縮合形成蛋白質的過程。 解釋蛋白質結構多樣性的原因。 舉例說明蛋白質的功能多樣性。
重難點 1.闡明蛋白質的基本組成單位——氨基酸的結構特點。 2.概述氨基酸通過脫水縮合形成蛋白質的過程。
教學方式與策略 講授法、直觀教學法、小組合作學習法、探究式教學法
教學活動設計 （一）導入新課（5 分鐘） 展示一些富含蛋白質的食物圖片，如雞蛋、牛奶、魚肉等，提問學生：這些食物中的蛋白質在我們的生命活動中起著怎樣的作用？ 播放一段關于蛋白質在人體內重要功能的視頻，如肌肉收縮、酶催化反應、抗體抵御病原體等，引導學生思考蛋白質與生命活動的密切關系，從而引入本節課的主題。 （二）講授新課（25 分鐘） （1）氨基酸及其種類 展示幾種常見氨基酸的分子結構，如甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸等，引導學生觀察并找出它們的共同點，包括都有一個氨基、一個羧基、一個氫原子和一個側鏈基團（R 基）連接在同一個碳原子上。 講解氨基酸的結構通式，在黑板上畫出通式的結構，并強調氨基、羧基和氫連在同一個碳原子上，以及 R 基的不同決定了氨基酸的種類。 讓學生列舉一些常見的氨基酸，如谷氨酸、賴氨酸等，并指出其 R 基的結構，加深對氨基酸結構的理解。 （2）蛋白質的結構及其多樣性 利用動畫演示氨基酸脫水縮合形成肽鏈的過程，詳細講解一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基脫去一分子水，形成肽鍵的過程。 展示二肽、三肽直至多肽的結構示意圖，解釋多肽鏈進一步盤曲折疊形成具有空間結構的蛋白質，就像一條繩子經過多次折疊形成特定的形狀。 組織學生進行小組討論，分析以下案例： 假設由 5 個氨基酸組成一條肽鏈，這 5 個氨基酸的種類、數目和排列順序各不相同，會形成多少種不同的肽鏈？ 如果是 5 個氨基酸組成兩條肽鏈呢？ 若氨基酸的排列順序相同，但肽鏈的盤曲折疊方式不同，蛋白質的結構和功能會有什么變化？ 引導學生總結蛋白質結構多樣性的原因，包括氨基酸的種類、數目、排列順序以及肽鏈的盤曲折疊方式等。 （3）蛋白質的功能 結合實例，依次介紹蛋白質在催化、運輸、調節、免疫、結構等方面的功能： 催化功能：展示酶的結構和作用機制的圖片，如唾液淀粉酶分解淀粉，講解酶作為生物催化劑的高效性和專一性。 運輸功能：以血紅蛋白運輸氧氣為例，解釋蛋白質如何在體內運輸物質。 調節功能：介紹胰島素調節血糖濃度的過程，說明蛋白質類激素對生命活動的調節作用。 免疫功能：通過展示抗體與抗原結合的示意圖，講解抗體如何識別和清除病原體，保護機體。 結構功能：以頭發中的角蛋白、肌肉中的肌動蛋白和肌球蛋白為例，說明蛋白質在構成細胞和生物體結構方面的重要性。 播放相關的視頻或圖片，幫助學生更好地理解蛋白質的各種功能。 （三）小組合作探究（15 分鐘） 分組實驗：讓學生利用手中的塑料球（代表氨基酸的中心碳原子）、塑料棒（代表化學鍵）和不同顏色的卡紙（代表 R 基）模擬氨基酸脫水縮合的過程，形成二肽、三肽等。 每個小組選擇 2 - 3 種不同的“氨基酸”（通過不同顏色和形狀的卡紙表示 R 基）進行組合。 按照氨基酸脫水縮合的原理，用塑料棒連接塑料球，模擬肽鍵的形成，構建出多肽鏈。 小組討論： 根據模擬實驗，觀察并討論不同的“氨基酸”排列順序如何影響多肽鏈的結構。 嘗試改變“氨基酸”的數量，探討這對多肽鏈結構的影響。 思考如果改變模擬實驗中的環境條件（如溫度、酸堿度），可能會對多肽鏈的形成和結構產生怎樣的影響。 每組選派代表進行匯報，分享小組的探究成果，包括構建的多肽鏈模型、討論得出的結論以及在實驗過程中遇到的問題和解決方法。其他小組可以進行提問和補充。 （四）課堂小結（5 分鐘） 與學生一起回顧本節課的重點內容： 總結氨基酸的結構特點，強調其結構通式和 R 基的多樣性。 回顧氨基酸通過脫水縮合形成肽鏈，肽鏈盤曲折疊形成具有空間結構的蛋白質的過程，再次強調這一過程中化學鍵（肽鍵）的形成和變化。 梳理蛋白質結構多樣性的原因，從氨基酸的層面（種類、數目、排列順序）到肽鏈的層面（盤曲折疊方式）進行全面總結。 列舉蛋白質在生命活動中的各種功能，如催化、運輸、調節、免疫和結構支持等，強調蛋白質作為生命活動主要承擔者的重要性。 強調蛋白質作為生命活動主要承擔者的重要性，它不僅是構成生物體的基本物質，還參與了幾乎所有的生命活動過程，其結構和功能的多樣性使得生命活動能夠復雜而有序地進行。 （五）課堂練習（5分鐘） 布置一些與本節課內容相關的選擇題、填空題和簡答題，如： 一種蛋白質由兩條肽鏈組成，共含有 100 個氨基酸，若每個氨基酸的平均相對分子質量為 120，則該蛋白質的相對分子質量約是（ ）
A. 12000 B. 10236 C. 10218 D. 13764 簡述氨基酸形成蛋白質的過程中，脫水數、肽鍵數與氨基酸數、肽鏈數之間的關系。 舉例說明蛋白質的一種功能，并詳細解釋其作用機制。 學生獨立完成練習，教師巡視并進行個別指導，觀察學生的答題情況，及時發現學生在理解和應用知識方面存在的問題。 針對學生的練習情況進行講解和糾正，對于普遍存在的問題進行重點講解，幫助學生鞏固所學知識，加深對重點和難點內容的理解。 （六）知識拓展（4 分鐘） 介紹一些關于蛋白質研究的新進展，如： 新型蛋白質藥物的研發，如針對癌癥、自身免疫性疾病等的靶向治療藥物。 蛋白質結構預測的新技術，如基于人工智能和深度學習的算法，如何幫助科學家更快速、準確地預測蛋白質的三維結構。 蛋白質組學的研究，如何通過大規模分析細胞或組織中的蛋白質表達和修飾，來揭示生命活動的奧秘和疾病的發病機制。 鼓勵學生課后查閱相關資料，了解更多關于蛋白質的前沿知識，激發學生對科學研究的興趣和探索精神。 （七）布置作業（1分鐘） 讓學生完成課本上的課后習題，通過課后作業進一步鞏固課堂所學知識，加深對蛋白質相關概念和原理的理解。 要求學生查閱資料，了解一種由于蛋白質結構異常導致的疾病，如囊性纖維化、鐮狀細胞貧血等，并撰寫一篇短文介紹該疾病的發病機制、癥狀、治療方法和預防措施。通過這樣的作業，培養學生自主學習和信息收集、整理的能力，同時讓學生更深入地理解蛋白質結構與功能的關系以及其在健康和疾病中的重要作用。
板書設計 蛋白質是生命活動的主要承擔者 氨基酸 結構通式 種類 蛋白質的結構 脫水縮合 肽鏈 空間結構 蛋白質結構多樣性的原因 氨基酸層面 肽鏈層面 蛋白質的功能 催化 運輸 調節 免疫 結構
教學特色與反思 通過本節課的教學，學生對蛋白質的相關知識有了較深入的理解。在教學過程中，應進一步加強對學生思維的引導，讓學生更加主動地參與到知識的構建中來。同時，在實驗模擬環節，可以提供更多的材料和指導，讓學生的探究更加充分和有效。對于一些較抽象的概念，如蛋白質結構多樣性的原因，可以通過更多的實例和形象的比喻來幫助學生理解。此外，在課堂練習和作業布置方面，可以增加一些綜合性的題目，培養學生運用知識解決實際問題的能力。

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