2.4《蛋白质是生命活动的主要承担者》教学设计 人教版高中生物（2019）必修一

基于模型构建的教学设计
——以“蛋白质是生命活动的主要承担者”为例
【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，对于学生形成生命的物质观，结构与功能观至关重要，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，学生已学习了检测蛋白质的方法，知道蛋白质是细胞中含量最多的有机化合物，并且在日常生活中会遇到有关蛋白质的问题，比如哪些食物富含蛋白质，人体中一些蛋白质如胰岛素、血红蛋白的功能等，所以对蛋白质已经有了初步的感性认识，这都为进一步探究蛋白质的结构和功能提供了感性铺垫。但是高一学生有机化学知识还没有开始学习，对官能团和化学键的基本知识缺乏，而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以及蛋白质的空间结构时会有一定难度。
高一学生也还处于活泼好动的年纪，对于新鲜事物的好奇心也相对比较重，教学中可以采用多种教学手段以及创设问题情境来激发学生的学习兴趣。同时高一学生也具备了一定的观察能力、分析能力和逻辑思维能力。在学习过程中，能够通过观察、比较、分析等方式获取知识。在教学过程中可以通过创设自主学习和合作学习环节来提升学生的科学思维和科学探究能力。
【课时目标】
生命观念：通过学习蛋白质的组成、结构和功能，认识到生命是物质的，生命活动是建立在物质基础之上的。理解蛋白质在细胞生命活动中的重要作用，形成结构与功能相适应的生命观念。
科学思维：通过分析蛋白质的结构和功能，培养学生的分析、归纳和演绎推理能力。引导学生运用比较、分类等方法，对蛋白质的结构和功能进行分类，提高学生的科学思维能力。
科学探究：通过脱水缩合的过程，进行观察、提问、小组活动、交流讨论，自主总结，掌握科学探究的基本思路和方法。
社会责任：通过了解蛋白质与健康的关系，引导学生运用所学知识，进行合理辨析。培养学生生命健康的意识，做到合理饮食，养成健康的生活方式，增强学生的社会责任感。
【教学重难点】
能够说出氨基酸结构通式的特点。
能够说出氨基酸形成蛋白质的过程，并理解蛋白质结构多样性的原因。能归纳出蛋白质的功能并形成生命的物质观，结构与功能观。
【学习活动】
本节课立足糖尿病人的治疗药物胰岛素为情景主线，结合胰岛素的结构与功能，胰岛素的保存等，建立学习内容与实际的联系。利用这一条主线，设计蛋白质结构的学习，利用一个个的问题层层推进，把知识联系起来，使本节课成为一个统一的整体思维。通过卡片、实物、概念等多层次的模型构建活动不断提高学生的认知。利用课堂上学生的小组合作进行体验活动，学生主动参与知识的构建，从特殊到一般的总结归纳过程，认同蛋白质的结构决定功能的观点，在促进思维迁移的同时，进而形成生命的物质观念、结构与功能观。
一、【创设学习情境】：延续糖尿病人李大爷的故事，他每天都要通过注射胰岛素来降低血糖，为什么只有胰岛素可以降低血糖呢？从而引入蛋白质结构的学习。
二、【课堂探究一】认识蛋白质基本组成单位——氨基酸。
任务 1：通过比较不同氨基酸的共同结构及区别，引导学生基于事实，运用观察、比较、归纳概括等科学思维方法形成氨基酸的通式并总结出结构特点。
任务 2：学生利用手中的卡纸拼出一个氨基酸分子。这样可以对新学知识及时巩固，加强理解和应用能力。
任务 3：完成习题。同时认识到氨基酸的 R 基上可以有氨基和羧基，及时发现并纠正学生的思维误区，进一步理解氨基酸的结构。
任务 4：学以致用：判断氨基酸复核营养液营养成分
学生阅读课本 P30 的【与生活的联系】部分，找出必需氨基酸和非必需氨基酸的概念，并会区分。通过让学生联系生活，熟知氨基酸的种类，同时引导学生利用所学知识进行合理的辨析，将知识运用于生活，培养学生批判性思维和解决问题的能力。
三、【课堂探究二】 蛋白质的结构及其多样性
任务 1:氨基酸脱水缩合形成肽链
人摄入的蛋白质在体内被消化为氨基酸，人体又以氨基酸为原料，合成自身所需的蛋白质,如胰岛素
一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键称为 肽键。由两个氨基酸缩合而成的化合物叫做二肽。
学生阅读教材 P30，自主学习氨基酸脱水缩合的过程，形成初步概念。然后通过课件动态展示，共同学习，学生形成直观感受。通过学习，学生能够说出脱水缩合的原理，即一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基脱去一分子水，形成肽键。
活动 2：学生 2 人为一个小组，利用手中的两个氨基酸，模拟氨基酸脱水缩合的过程并展示。学生通过展示，讨论，认识到在脱水缩合过程中，氨基酸的种类，数目和排列顺序决定了多肽链的一级结构。小组活动让学生将所学知识进行展示，实现了知识的落实，同时又通过小组展示发现新的问题，从而解决问题，展现了科学探究的一般方法。
任务 3：学生展示课前组装的氨基酸球棍模型并展示脱水缩合的过程。视频展示氨基酸脱水缩合的过程。通过文字、动图、视频的依次展示，既留给学生思考的空间，培养他们的科学思维，又形象生动地展示氨基酸形成二肽的过程，使晦涩难懂的知识变得更直观、更形象，学生更容易接受。球棍模型的展示让学生形成更加直观的感受。
任务 4：蛋白质的空间结构。学生利用铁丝模拟肽链，尝试构建蛋白质的空间结构。从而发现多肽链的形成空间结构时盘区折叠方式不同，形成的空间结构不同，也会影响蛋白质的结构多样性。
任务 5：模型构建，学生结合图片构建蛋白质各级结构的概念图。通过胰岛素和血红蛋白的结构图比较，从而总结出蛋白质多样性的原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化以及肽链盘曲、折叠形成的空间结构千差万别。锻炼学生归纳总结、分析表达的能力。
四、【课堂探究三】 蛋白质的功能
任务 1：学生基于结构与功能相适应的观点，推测蛋白质结构的多样性必然导致其功能的多样性。然后阅读课本 28 页，图 2-8 相关内容，从真实情境出发，分类总结蛋白质的功能有参与细胞组结构、催化、运输、信息传递、防御等，认同蛋白质是生命活动的主要承担者。这样的设计让学生运用已学知识进行科学探究，自主阅读教材，图文结合，培养学生的自主学习能力和观察能力。
任务 2：学以致用：熟鸡蛋更好消化？因为高温使蛋白质空间结构变得松散。所以胰岛素平时需要低温保存。同时这也体现了蛋白质的结构会影响功能。加强与实际生活的联系，为以后学到酶等的相关知识做铺垫。
【作业设计】
结合课本 p33【生物科学史话】查阅资料，了解 1965 年由我国科学家人工合成的世界上第一个有生物活性的结晶牛胰岛素的过程。这种设计既符合由知识到应用的认知顺序，又提升了学生的民族自豪感。