高中生物人教版（2019）必修一 2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 教案（表格式）

《蛋白质是生命活动的主要承担者》教学设计
一、教材分析
《蛋白质是生命活动的主要承担者》是新人教版必修1第2章第4节的内容。高中生物必修1模块让学生从分子水平认识生命的物质基础和结构基础。蛋白质种类繁多，功能多样，是生命活动的主要承担者，又是生命活动的体现者，对保障细胞功能的实现起着关键性作用，学好这部分内容对学生从分子水平理解细胞的物质基础和结构基础举足轻重，同时本节内容也为后续学习细胞代谢、遗传变异、生命活动调节等知识打下基础。因此本节课在高中生物学中占有重要地位。
学情分析
学习本节内容之前，学生已具备了检测蛋白质的实践经验，知道蛋白质是细胞中含量最多的有机化合物，并且在日常生活中经常遇到有关蛋白质的问题，对哪些食物富含蛋白质还是比较熟悉的，所以对蛋白质有初步的感性认识，但对蛋白质的结构和功能还知之甚少。由于高一学生有机化学知识还没有开始学习，对基团和化学键的基本知识缺乏，而且细胞的分子组成又是微观的内容，所以在学习氨基酸结构特点和氨基酸脱水缩合的过程有一定难度。高一学生科学思维和科学探究能力还有待提高，需要教师主导下的定向教学活动。
教学目标
1.归纳概括氨基酸的结构通式和特点，说出氨基酸脱水缩合形成多肽或蛋白质的过程。
2.概述蛋白质的结构和功能。
3.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。
教学重难点
1.教学重点：蛋白质的功能和结构；
氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程。
2.教学难点：氨基酸形成蛋白质的过程；
蛋白质的结构和功能多样性的原因。
教学策略
氨基酸的结构特点：回归教材P29“思考与讨论”，通过观察和比较四中氨基酸的结构，找出4种氨基酸在结构上的相同点和不同点，引导构建氨基酸的结构通式，总结氨基酸结构特点。为加深学生理解，我把氨基酸拟人化、形象化，让学生明确意识到不同种氨基酸R基不同。
2. 氨基酸的结合方式——脱水缩合。这是本节课的教学重难点。教学时先让学生阅读教材，再观看动画，对脱水缩合过程有了感性认识。为让学生熟悉脱水缩合的过程，我再次进行板画教学，引导学生分析产物水的元素来源。紧接着让学生尝试自己写出两分子氨基酸形成二肽的过程，亲自体验脱水缩合的过程，为后续探究活动“蛋白质相关计算规律”做铺垫。寻找计算规律时，我先引导学生分析一条肽链的形成过程中，氨基和羧基的数目变化、水和肽键数目的变化，进而延伸到多条肽链的变化，从简单到复杂，逐步突破重难点。
3. 蛋白质结构多样性的原因。回归教材P31“思考与讨论”3，借助数学排列组合的思想，帮助学生理解。
4.蛋白质的结构多样性决定功能多样性。通过解说镰刀状红细胞的成因，让学生意识到蛋白质结构发生改变，其功能也会发生改变或丧失。再说明每种蛋白质都有其独特的空间结构，可承担相应的生理功能，蛋白质结构具有多样性，它承担的功能就多种多样。
六．教学过程
教学环 节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新 课 播放金典有机纯牛奶广告 这则广告中特别提到这款牛奶最大的卖点是含有3.8g/100mL的优质乳蛋白，生活中我们常常用蛋白质含量来评价某种食物营养价值的高低，由此可见蛋白质对我们机体是非常重要的，根本原因是组成我们人体的细胞需要蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。那它承担些什么功能呢？ 观看视频 认真听讲， 明确主题 联系生活，情境导入，激发学生学习兴趣。
新课讲 授 蛋白质的功能 【任务一】自主阅读教材P28图2-8，归纳蛋白质的各项功能并举例。 通过总结蛋白质的功能，向学生说明一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。 蛋白质如此重要，如果我们长期摄入蛋白质不足会出现什么现象？ 展示“大头娃娃”的图片，说明成因：劣质奶粉中蛋白质含量较低，婴儿长期吃这样的奶粉，会出现了组织水肿,尤其头部表现非常明显。 通过“大头娃娃”这个事例，平时生活中我们要多吃富含蛋白质的食物。疫情之下，上海新冠专家组组长张文宏也提倡大家多吃鸡蛋，喝牛奶来获取蛋白质从而提高抵抗力，那么食物中的蛋白质能直接被人体吸收吗？ 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 1.氨基酸的结构 课件展示教材P29“思考讨论”4种氨基酸结构图，用不同颜色圈画基团，认识氨基和羧基。 【探究活动】观察4种氨基酸结构图，小组合作思考讨论，回答下列问题： （1）你能写出它们共有部分的结构吗？ （2）如果将氨基酸的不同部分作为R基(-R)，请找出各分子的R基部分。 （强调各种氨基酸之间的区别就在于R基不同） 尝试写出氨基酸的结构通式并用语言描述。 （学生代表上黑板书写，其余同学纸上书写） “氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？ （提示：氨基酸代表了氨基酸分子结构中的主要部分----氨基和羧基） （5）氨基酸由哪些元素组成？ （提示：观察结构通式，有的氨基酸R基中含有S、Fe等） （6）组成蛋白质的氨基酸分子中都只含有一个氨基和一个羧基吗？若有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基分布在哪里？ （课件展示赖氨酸和谷氨酸的结构图片，印证学生猜想，多余的氨基或羧基分布在R基上） 多媒体展示归纳结果： 1.组成氨基酸的元素有C、H、O、N（S、Fe等） 2.氨基酸的结构特点 ①每种氨基酸分子至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。 ②每种氨基酸分子中都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，该碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。 ③各种氨基酸的区别在于R基的不同。 ④R基上可能存在氨基或羧基 3.氨基酸的结构通式： 【特别提醒】 （1）类比：把氨基酸分子比喻成人，两只手分别代表氨基和羧基，两条腿代表氢，头代表R基，躯干代表中心碳原子。 （2）氨基、羧基、R基的书写 正确的格式：—NH2、—COOH、—R(千万不要忘记在原子团前面加“—”)。 （3）结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别 现在我们已经知道，不同种氨基酸R基不同，那组成人体的氨基酸有多少种？是怎么分类的？ 2.氨基酸的种类 【任务二】自主阅读教材P30“与社会的联系”，总结氨基酸种类。 巧记：“8种”必需氨基酸 甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。 【当堂检测】 课后习题一2、3、4，拓展题3 阅读教材， 尝试归纳 认同蛋白质是生命活动的主要承担者 讨论交流 再次感受蛋白质的重要性 回答：不能，蛋白质必须在消化道中被分解成各种氨基酸，才能被人体吸收和利用。 认真观察，初步认识氨基酸。 思考讨论，每组派代表回答问题。 补充内容， 勤记笔记 回忆知识点 加深对氨基酸结构通式的理解。 认真听讲， 学习书写 阅读教材， 勾画标注 思考作答 引导读图，完成蛋白质功能的教学。认识生命的物质性。 认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切 联系生活实例，引出蛋白质的基本单位是氨基酸。 学生对基团和化学键比较陌生，圈画提示，便于探究活动的开展。 用层层递进的问题串来引导归纳氨基酸的结构特点，自主构建氨基酸结构通式，有效突破本节课难点。同时培养学生科学思维的核心素养。 理顺思路，加强记忆 形象比喻，有助于学生理解记忆 强调易错 明确有些氨基酸是人体细胞不能合成的，生活中注意饮食，提倡健康生活的理念。 练习巩固
新课讲 授 食物中的蛋白质要经过消化分解成氨基酸才能被人体吸收，这些氨基酸进入人体细胞后，又是怎样变成蛋白质的呢？ 三、蛋白质结构及其多样性 1.氨基酸的结合过程——脱水缩合 动画演示氨基酸脱水缩合形成二肽、三肽的过程，引导学生思考以下问题： 氨基酸形成蛋白质的方式叫什么？ （用板画形式再次讲解两个氨基酸之间的脱水缩合反应） 连接两个氨基酸分子的化学键叫什么？如何书写？ （肽键：-NH-CO-或者-CO-NH-） 脱下的水中的氢和氧分别来自哪里？ （提示：氢来自氨基和羧基，氧来自羧基） 肽的名称如何命名？ （提示：氨基酸结合之后生成的化合物叫做肽，有几个氨基酸就叫做几肽。） 【小试牛刀】写出一分子甘氨酸和一分子丙氨酸脱水缩合生成二肽的过程（请两位同学上黑板书写，其余同学在草稿纸上书写。查看点评，最终写出正确的过程。） 氨基酸缩合形成的多肽链是如何形成蛋白质的呢？ 蛋白质的结构层次 课件展示图2-12“氨基酸形成血红蛋白示意图”，引导学生梳理蛋白质结构层次。 氨基酸分子肽链 蛋白质（由一条或多条肽链构成，具有复杂的空间结构） 【探究活动】请结合脱水缩合过程，并参考如下多肽链的模式图分析： 氨基酸、肽链、脱去的水分子、肽键的数量关系是什么？ ①若n个氨基酸形成一条肽链时，脱去几个水分子？形成几个肽键？ 通过表格进行推导： 氨基酸数（个）脱去水分子数肽键数（个）211322433nn-1n-1
②若n个氨基酸形成两条肽链时，脱去几个水分子？形成几个肽键？（通过在黑板上画图，引导学生推导。） 结论：氨基酸数－肽链数＝脱去的水分子数＝肽键数 (2)肽链中还有没有游离的氨基和羧基？如果有，它们位于哪里？ （提示：有，位于肽链的两端，R基中也可能有） 问题探索： ①100个氨基酸形成的1条肽链，至少含有多少个氨基，至少含有多少个羧基呢？ （提示：至少有1个氨基或羧基） ②100个氨基酸形成的2条肽链，至少含有多少个氨基，至少含有多少个羧基呢？ （提示：至少有2个氨基或羧基） 结论：n个氨基酸形成m条肽链，至少含有m个氨基和m个羧基。 (3)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸形成1条肽链，则该多肽的相对分子质量是多少？若形成m条肽链呢？ 提示　na－18(n－1)；na－18(n－m) 结论：蛋白质分子质量=氨基酸个数X氨基酸平均相对分子质量-18X脱水数 组成人体的氨基酸只有21种，但人体内却有数万种蛋白质，这些氨基酸是如何构成种类如此之多的蛋白质呢？ 3.蛋白质具有多样性的原因 问题探讨：如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？试着说出蛋白质种类多种多样的原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）。 提示：21种氨基酸能够组成2110条互不相同的长链。 蛋白质结构具有多样性的原因： （1）氨基酸的种类不同。 （2）氨基酸的数目不同。 （3）氨基酸的排列顺序不同。 （4）肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同。 4.蛋白质结构与功能的关系 课件展示正常红细胞和镰状红细胞，解说镰状红细胞形成的原因：正常血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代就变成异常血红蛋白，由它组成的红细胞会扭曲成镰刀状，运输氧的能力大大降低。 通过这个实例，我们要知道每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，其功能就会受到影响。 每种蛋白质都具有其独特的空间结构，蛋白质结构具有多样性，因而蛋白质种类具有多样性。蛋白质种类众多，因而承担的功能多种多样。 【任务三】阅读P32“与社会的联系”，回答下列问题： （1）什么是蛋白质变性？能否恢复？ 哪些因素会导致蛋白质变性？ 煮熟的鸡蛋易消化，原因是什么？ 补充：辨析蛋白质盐析、变性和水解 ①盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。 （物理变化，可复原） ②变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，蛋白质丧失了生物活性。 ③水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。 （水解和脱水缩合的过程是相反的） 【当堂检测】 课后习题一1，拓展题1.2 观看动画，结合教材，思考作答 练习书写 补充内容， 勤记笔记 勾画标注，理解二肽、多肽的概念 尝试书写，体验脱水缩合的过程 观察图片，梳理蛋白质结构层次 小组合作探究 思考讨论 寻找规律 补充内容， 勤记笔记 思考讨论， 回答问题 结合教材， 归纳总结 观察图片， 认真听讲 认同蛋白质结构决定其功能。 理清内在联系，认同蛋白质结构多样性决定功能多样性。 阅读教材， 回答问题 补充笔记， 学会辨别 思考作答 过渡，引出蛋白质的结构教学。 动画形象直观，动画展示和板画讲解相结合，加深理解。 问题引导，学生最终形成脱水缩合、肽键、二肽、多肽等概念。 及时反馈学生对脱水缩合反应的掌握情况。 培养学生获取信息、归纳概括的能力 问题导学，分析归纳， 逐步突破难点，培养学生推理、归纳能力。 精心设问，从简单到复杂，符合学生的认知特点，培养学生分析问题、解决问题的能力。 利用数学排列组合思想，感悟蛋白质多样性的原因 形成结构与功能相适应的生命观念。 归纳比较，培养学生的科学思维。 练习巩固
课堂小 结 带领学生完善概念图 理顺思路，明确重点。
布置作 业 完成练习册相关习题 促进学生进一步掌握知识，并学会灵活运用，巩固提升。
七、板书设计
一、蛋白质的功能
1.结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质
2.功能蛋白：催化功能、运输功能、信息传递、调节作用、免疫功能
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1.结构通式：
2.组成元素：C、H、O、N，有的含有S等。
三、蛋白质的结构及其多样性
1.脱水缩合：：
水中的氢来源于氨基和羧基，氧来源于羧基
2.蛋白质的结构层次：氨基酸分子（成百上千）肽链（多肽）蛋白质（由一条或多条肽链构成，具有复杂的空间结构）
3.蛋白质结构多样性的原因：①氨基酸的种类、数目、排列顺序不同
②肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
教学反思
本节课的教学设计注重学生自主学习和小组合作探究，充分体现了以学生为主体，教师引导教学的教育理念。教师精心设计问题，由易到难，层层递进，逐步引导学生突破重难点。通过任务驱动，让学生积极参与课堂教学，主动寻找答案。同时教学中利用多媒体，播放视频，吸引学生，激发兴趣；展示图片、动画进行直观教学，提升学生认知。
本节课的教学设计有效落实学科核心素养。关注社会热点，“大头娃娃”事例让学生感受到蛋白质的重要性，认同蛋白质与人体健康密切相关。通过组织探究活动“氨基酸的结构特点”、“蛋白质相关计算规律”，归纳概括蛋白质结构层次等培养了学生的科学思维和科学探究能力；通过归纳总结蛋白质的功能，让学生认识到生命物质的独特性，初步形成生命的物质观；通过讲解镰状红细胞的成因，让学生形成结构与功能相适应的生命观念。