2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 教案（表格式）

教学设计
课程基本信息
学科 生物学 年级 高一 学期 秋季
课题 蛋白质是生命活动的主要承担者
教学目标
1.通过比较不同氨基酸的结构，归纳概括氨基酸的结构通式和特点； 2.通过模型建构等活动，说明蛋白质的形成过程，阐明蛋白质的基本组成是氨基酸； 3.通过讨论蛋白质结构多样性与功能多样性的关系，尝试解释蛋白质的结构和功能相适应，认同蛋白质是生命活动的主要承担者； 4.通过讨论“大头娃娃”等议题，认同蛋白质与人体的营养、健康等存在紧密联系； 5.通过了解科学家人工合成蛋白质的过程和关注蛋白质研究新进展，培养学生热爱科学和爱国主义精神。。
教学内容
教学重点： 1. 蛋白质的功能和结构。
2. 氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程。
教学难点： 1. 氨基酸形成蛋白质的过程。
2. 蛋白质的结构和功能多样性的原因。
教学过程
【导入】 2022年10月15日新闻：全球首创糖尿病新药开始投产，引出糖尿病的治疗与人工合成牛胰岛素的诞生即“世界上第一个人工合成蛋白质的诞生”。中国科学家依靠集体的智慧和力量，摘取了人工合成蛋白质的桂冠。 【学生活动】 学生观看视频，认识胰岛素本质是蛋白质，同时体会科学家的科研精神。 【设计意图】 渗透家国情怀与爱国自信，培养学生民族自豪感，热爱科学、爱国主义精神。 一、蛋白质的功能 【教师活动】 “蛋白质是生命活动的主要承担者”，人体需要科学摄入合理的蛋白质，蛋白质的功能有哪些？ 【学生活动】 学生分析并了解蛋白质与生长发育的关系。 学生自主学习，结合生活中的实例，归纳概括蛋白质的功能。 小结：一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的承担者。 【设计意图】 引导学生关注社会热点，培养学生的社会责任感；培养学生归纳与概括的科学思维。 【教师活动】 我们生活中需要科学摄入适量的蛋白质，但是有的人对蛋白质过敏，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，由此得出什么结论？ 【学生活动】 得出“氨基酸是组成蛋白质的基本单位”。 二、模型建构——氨基酸结构特点 【教师活动】 教师呈现“丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸、甘氨酸”的平面结构模型，引导学生分析氨基酸之间的相同之处和不同之处，归纳概括氨基酸的结构特点，引导学生阅读教材，小组合作讨论，完成学案中的问题2“氨基酸的结构特点”并进行模型建构。 【学生活动】 学生分析四种氨基酸的平面结构，找出共有部分和不同之处，理解“氨基酸”这一名词与其分子结构的对应关系，理解氨基酸的结构特点，写出氨基酸的结构通式并尝试用球棍模型建构氨基酸分子结构。 学生认真阅读教材，小结氨基酸的结构特点： （1）组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）每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。 （3）这个碳原子还连接一个H原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R基表示。 （4）各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。 【设计意图】 建模的科学思维训练，促进学生对氨基酸结构的理解。 培养学生归纳与概括的科学思维； 【教师活动】 教师展示氨基酸的球棍模型，引导学生体会氨基酸的平面结构和立体结构。 根据R基的不同，组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中必需氨基酸：8种；非必需氨基酸：13种。 尽管氨基酸的种类有限，但却构成了种类繁多、功能多样的蛋白质。如何做到的呢？ 三、模型建构——蛋白质的形成过程 【教师活动】 教师呈现氨基酸形成蛋白质的过程。注意将肽键做好特殊标记，更有利于学生理解。 引导学生以小组为单位尝试使用球棍模型建构两个氨基酸或多个氨基酸分子脱水缩合的过程；比较本小组氨基酸脱水缩合形成的化合物与其他小组的化合物是否相同，小组讨论造成差异的原因。 【学生活动】 学生以小组为单位使用球棍模型模拟氨基酸形成蛋白质的过程，阅读教材P30-31知识内容，以小组合作讨论的方式完成学案中的问题3“蛋白质的形成过程”。 1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 元素→氨基酸→多肽链→蛋白质 2.两个氨基酸之间的结合方式是脱水缩合，缩合形成的产物是二肽； 3.连接两个氨基酸之间的化学键叫肽键； 4.在二肽形成的过程中是哪两个化学基团发生了反应？ 一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH) H2O中的H原子来自于一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)；O原子来自于一个羧基(—COOH)。 【设计意图】 引导学生自主观察，讨论、交流，探索氨基酸脱水缩合的过程；建模的科学思维训练，促进学生对氨基酸结构的理解。 学生合作活动环节有助于增加学生的体验，促进学生理解。 四、模型分析——蛋白质的多样性 【教师活动】 引导学生认真观察自己所建构的模型，以小组为单位比较本小组氨基酸脱水缩合形成的化合物与其他小组的化合物是否相同，小组讨论造成差异的原因。 【学生活动】 学生说出自己小组脱水缩合形成的化合物与其他小组的不同：组成这些化合物氨基酸的种类不同、氨基酸的数目不同、氨基酸的排列顺序不同。多个氨基酸缩合形成的多肽通常呈链状结构叫做肽链；肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 【教师活动】 师生共同小结蛋白质多样性的原因：在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 【设计意图】 模型分析培养学生的逻辑分析能力和归纳概括的思维能力。 【教师活动】 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，就可能会影响其功能。如：囊性纤维病、阿尔茨海默症、镰状细胞贫血症与蛋白质结构的改变有关。 氨基酸的种类、数目和排列顺序构成了蛋白质的一级结构；肽链的空间结构构成了蛋白质的二级、三级、四级结构。 呈现正常血红蛋白与异常血红蛋白的蛋白质结构，血红蛋白结构异常导致功能异常的实例，引导学生形成结构与功能观。 【学生活动】 学生认真观察归纳概括：一级结构改变→二级、三级、四级结构改变→功能改变。 蛋白质的结构多样性决定功能多样性。 【教师活动】 鸡蛋煮熟、肉类煮熟再吃更易被消化。 蛋白质在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象，叫做蛋白质变性。 经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。 【小结】 学生自主小结本节课的内容 【教师活动】 希望大家关爱生命健康、关心科技发展，倡导健康生活。