資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 生物學 年級 高一 學期 秋季
課題 蛋白質是生命活動的主要承擔者
教學目標
1.通過比較不同氨基酸的結構，歸納概括氨基酸的結構通式和特點； 2.通過模型建構等活動，說明蛋白質的形成過程，闡明蛋白質的基本組成是氨基酸； 3.通過討論蛋白質結構多樣性與功能多樣性的關系，嘗試解釋蛋白質的結構和功能相適應，認同蛋白質是生命活動的主要承擔者； 4.通過討論“大頭娃娃”等議題，認同蛋白質與人體的營養、健康等存在緊密聯系； 5.通過了解科學家人工合成蛋白質的過程和關注蛋白質研究新進展，培養學生熱愛科學和愛國主義精神。。
教學內容
教學重點： 1. 蛋白質的功能和結構。
2. 氨基酸的結構特點及其形成蛋白質的過程。
教學難點： 1. 氨基酸形成蛋白質的過程。
2. 蛋白質的結構和功能多樣性的原因。
教學過程
【導入】 2022年10月15日新聞：全球首創糖尿病新藥開始投產，引出糖尿病的治療與人工合成牛胰島素的誕生即“世界上第一個人工合成蛋白質的誕生”。中國科學家依靠集體的智慧和力量，摘取了人工合成蛋白質的桂冠。 【學生活動】 學生觀看視頻，認識胰島素本質是蛋白質，同時體會科學家的科研精神。 【設計意圖】 滲透家國情懷與愛國自信，培養學生民族自豪感，熱愛科學、愛國主義精神。 一、蛋白質的功能 【教師活動】 “蛋白質是生命活動的主要承擔者”，人體需要科學攝入合理的蛋白質，蛋白質的功能有哪些？ 【學生活動】 學生分析并了解蛋白質與生長發育的關系。 學生自主學習，結合生活中的實例，歸納概括蛋白質的功能。 小結：一切生命活動都離不開蛋白質，蛋白質是生命活動的承擔者。 【設計意圖】 引導學生關注社會熱點，培養學生的社會責任感；培養學生歸納與概括的科學思維。 【教師活動】 我們生活中需要科學攝入適量的蛋白質，但是有的人對蛋白質過敏，不能喝普通的奶粉，只能喝牛奶蛋白完全水解的氨基酸配方奶粉，由此得出什么結論？ 【學生活動】 得出“氨基酸是組成蛋白質的基本單位”。 二、模型建構——氨基酸結構特點 【教師活動】 教師呈現“丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、甘氨酸”的平面結構模型，引導學生分析氨基酸之間的相同之處和不同之處，歸納概括氨基酸的結構特點，引導學生閱讀教材，小組合作討論，完成學案中的問題2“氨基酸的結構特點”并進行模型建構。 【學生活動】 學生分析四種氨基酸的平面結構，找出共有部分和不同之處，理解“氨基酸”這一名詞與其分子結構的對應關系，理解氨基酸的結構特點，寫出氨基酸的結構通式并嘗試用球棍模型建構氨基酸分子結構。 學生認真閱讀教材，小結氨基酸的結構特點： （1）組成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸含有P、S等元素。 （2）每種氨基酸分子至少都含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)，并且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。 （3）這個碳原子還連接一個H原子和一個側鏈基團，這個側鏈基團用R基表示。 （4）各種氨基酸之間的區別在于R基的不同。 【設計意圖】 建模的科學思維訓練，促進學生對氨基酸結構的理解。 培養學生歸納與概括的科學思維； 【教師活動】 教師展示氨基酸的球棍模型，引導學生體會氨基酸的平面結構和立體結構。 根據R基的不同，組成人體蛋白質的氨基酸有21種，其中必需氨基酸：8種；非必需氨基酸：13種。 盡管氨基酸的種類有限，但卻構成了種類繁多、功能多樣的蛋白質。如何做到的呢？ 三、模型建構——蛋白質的形成過程 【教師活動】 教師呈現氨基酸形成蛋白質的過程。注意將肽鍵做好特殊標記，更有利于學生理解。 引導學生以小組為單位嘗試使用球棍模型建構兩個氨基酸或多個氨基酸分子脫水縮合的過程；比較本小組氨基酸脫水縮合形成的化合物與其他小組的化合物是否相同，小組討論造成差異的原因。 【學生活動】 學生以小組為單位使用球棍模型模擬氨基酸形成蛋白質的過程，閱讀教材P30-31知識內容，以小組合作討論的方式完成學案中的問題3“蛋白質的形成過程”。 1.從氨基酸到蛋白質大致有哪些結構層次？ 元素→氨基酸→多肽鏈→蛋白質 2.兩個氨基酸之間的結合方式是脫水縮合，縮合形成的產物是二肽； 3.連接兩個氨基酸之間的化學鍵叫肽鍵； 4.在二肽形成的過程中是哪兩個化學基團發生了反應？ 一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH) H2O中的H原子來自于一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)；O原子來自于一個羧基(—COOH)。 【設計意圖】 引導學生自主觀察，討論、交流，探索氨基酸脫水縮合的過程；建模的科學思維訓練，促進學生對氨基酸結構的理解。 學生合作活動環節有助于增加學生的體驗，促進學生理解。 四、模型分析——蛋白質的多樣性 【教師活動】 引導學生認真觀察自己所建構的模型，以小組為單位比較本小組氨基酸脫水縮合形成的化合物與其他小組的化合物是否相同，小組討論造成差異的原因。 【學生活動】 學生說出自己小組脫水縮合形成的化合物與其他小組的不同：組成這些化合物氨基酸的種類不同、氨基酸的數目不同、氨基酸的排列順序不同。多個氨基酸縮合形成的多肽通常呈鏈狀結構叫做肽鏈；肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構千差萬別。 【教師活動】 師生共同小結蛋白質多樣性的原因：在細胞內，組成一種蛋白質的氨基酸數目可能成千上萬，氨基酸形成肽鏈時，不同種類氨基酸的排列順序千變萬化，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構千差萬別。 【設計意圖】 模型分析培養學生的邏輯分析能力和歸納概括的思維能力。 【教師活動】 每一種蛋白質分子都有與它所承擔功能相適應的獨特結構，如果氨基酸序列改變或蛋白質的空間結構改變，就可能會影響其功能。如：囊性纖維病、阿爾茨海默癥、鐮狀細胞貧血癥與蛋白質結構的改變有關。 氨基酸的種類、數目和排列順序構成了蛋白質的一級結構；肽鏈的空間結構構成了蛋白質的二級、三級、四級結構。 呈現正常血紅蛋白與異常血紅蛋白的蛋白質結構，血紅蛋白結構異常導致功能異常的實例，引導學生形成結構與功能觀。 【學生活動】 學生認真觀察歸納概括：一級結構改變→二級、三級、四級結構改變→功能改變。 蛋白質的結構多樣性決定功能多樣性。 【教師活動】 雞蛋煮熟、肉類煮熟再吃更易被消化。 蛋白質在某些物理和化學因素作用下，其特定的空間構象被破壞，從而導致其理化性質的改變和生物活性喪失的現象，叫做蛋白質變性。 經過加熱、加酸、加酒精等引起細菌和病毒的蛋白質變性，可以達到消毒、滅菌的目的。 【小結】 學生自主小結本節課的內容 【教師活動】 希望大家關愛生命健康、關心科技發展，倡導健康生活。

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