人教版教学教案生命活动的主要承担者蛋白质教学设计广州市一等奖.docx

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人教版教学教案生命活动的主要承担者蛋白质教学设计广州市一等奖

第2节   生命活动的主要承担者-----蛋白质

学案导学课教学实录与评析

一、   教学内容分析

本节课侧重在让学生了解蛋白质的组成、结构和功能的多样性，及其能够为生命活动的主要承担者的原因。

教科书没有直接给出氨基酸的结构通式，而是让学生观察4种氨基酸的结构，通过思考与讨论，找出氨基酸结构的共同点，加深对氨基酸结构的理解。

这种让学生主动探究得出结论的方式，是新教材比原教材改进的特点之一，是落实探究性学习课程理念的具体体现。

二、教学对象分析

由于学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识，细胞的分子组成又是微观的内容，比较抽象，所以在教学时，应注意联系学生的生活经验，利用图解加强教学的直观性，增加学生对微观内容的感性认识，使学生在主动获取知识的过程中完成重点、难点知识学习，提高思维能力，形成相应的观点。

因此，采用“提出问题—获取信息—解决问题”的教学模式。

三、  三维目标

1、知识与技能

（1）      氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。

（2）      蛋白质的结构和功能。

2、过程与方法

（1）培养学生跨学科的分析综合能力。

（2）收集资料、分析资料的能力。

3、情感态度与价值观

（1）认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

（2）关注蛋白质研究的新进展。

四、教学重点

   1、 氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。

    2、 蛋白质的结构和功能。

五、教学难点

    1、 氨基酸形成蛋白质的过程。

    2、 蛋白质的结构多样性的原因。

六、教具准备

多肽链形成的动画课件

七、课时安排

  1课时

八、教学方法

 讨论法，讲解法，观察法

九、教学过程

引言:

同学们好!

上一节课我们学习了细胞中的元素和化合物,下面让我们回忆一下有机物主要包括哪些?

生:

糖类、脂质、蛋白质、核酸

师：

我们上一节课也提到，哪一种有机化合物是细胞内含量最多的？

生：

蛋白质

师：

对，蛋白质是构成原生质的最重要的物质之一，它在细胞中的含量只比水少，大约占细胞干重的50﹪以上。

至于它的基本组成是什么？

在生命活动中又承担什么作用呢？

让我们通过这节课的共同探讨，一起去认识蛋白质吧！

请同学们打开你们的课本20页，今天我们学习第二章的第二节生命活动的主要承担者-----蛋白质。

首先，请大家看幻灯片。

幻灯片展示的是几种物质（水，硫酸，血红蛋白）的化学式以及其相对分子质量以及问题：

蛋白质的相对分子质量比起其他化合物有何特点？

师：

请大家思考一下幻灯片上的思考题。

（1分钟）

师：

好，哪位同学能告诉我你的答案吗？

生：

血红蛋白的相对分子质量比其他的物质要大。

师：

好，同学们观察得很仔细，正是因为蛋白质的相对分子质量都较大，所以，我们也把蛋白质是高分子化合物，是一种生物大分子。

接着请大家看一则广告。

（教师投影一则洗发水的广告）

师：

刚才的洗发水广告相信大家应该不会陌生了？

请同学根据生活经验以及刚才的广告，以小组的形式，用2分时间讨论幻灯片上展示的三个问题：

（问题内容）1、在洗发水中都含有哪些成分？

           2、发膜的主要成分是什么？

           3、为什么氨基酸能有效修复发质？

师：

好，时间到了！

哪位小组成员自告奋勇给同学们汇报，你们小组讨论的结果。

某某同学。

生：

洗发水都含有多种氨基酸，因为发膜的主要成分是蛋白质，而氨基酸是构成蛋白质的基本单位，所以氨基酸可用于修复发质。

师：

好，请坐下。

大家认为某某同学回答正确吗？

有其他小组成员需要补充吗？

生：

正确

师：

根据同学们的讨论结果，我们可以知道蛋白质是由氨基酸组成的，也就是说，氨基酸是蛋白质的基本组成单位。

（板书）下面我们就从氨基酸开始去认识蛋白质。

请同学们看课本20页的思考与讨论，这里给出了四种氨基酸的结构，请同学们认真观察一下这四种氨基酸的结构，同样以小组的形式，用三分钟的时间讨论一下幻灯片上的问题，现在开始。

1、 蛋白质是由哪些元素组成的？

2、 四种氨基酸的结构具有什么共同特点和不同点？

3、 “氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？

4、 讨论并总结出氨基酸的结构通式。

师：

时间到了！

经过一轮激烈的讨论，不知道大家的结果怎么样呢？

有结果的小组请举手。

师：

某某同学，请你大家汇报一下你们小组得到的第一个问题的答案。

生：

蛋白质是由C、H、O、N四种元素组成的。

师：

好，请坐。

大家认为他们对吗？

（对或不对）好，让我们看一下究竟谁的观点正确。

请大家看书，从书上我们可看出这四种氨基酸的确是由C、H、O、N四种元素组成，因此，我们也可得到，由这些氨基酸组成的蛋白质必然含有C、H、O、N四种元素，但事实上，有些氨基酸还含有除上述四种元素以外的元素的，如甲硫氨酸（课件展示甲硫氨酸的结构式和其他氨基酸的结构式），从课件上，大家可看出甲硫氨酸除了C、H、O、N外，还含有S元素，因此，我们可以得到一个结论，绝大部分蛋白质是由C、H、O、N四种元素组成，但有少部分蛋白质还含P、S两种元素。

师：

某某同学，请你说出你们小组所得的第二题的答案。

生：

共同点是都含有一个氨基，一个羧基和一个氢原子

不同点是其中有一个部分是四种氨基酸都是不同的

师：

好，请坐。

（课件展示氨基酸的结构式）下面让我们一起来看一下某某同学是否正确。

从这四种氨基酸的结构式，我们可看出他们都含有一个-NH2，一个—H和一个-COOH，并且氨基和羧基还连接在一个碳原子上。

而不同的地方仅在于一个部分，如甘氨酸是—H，丙氨酸是—CH3的结构，经过我们大家的共同分析，证明某某同学的答案的确是正确的。

到第三个问题，谁来回答？

生：

因为其分子结构具有一个氨基，还有—COOH我们通常称为羧酸根，因此具有这两个结构就叫做氨基酸。

师：

好，请坐。

的确，这就是氨基酸名字的来源。

最好一个问题，哪个小组能根据氨基酸的相同点和不同点上讲台当一会小老师给同学们讲述氨基酸的结构通式。

好，某某同学。

生：

（板书）        R O

                 | ||

               H—N—C—C—OH

                |  |

               H  H

生:

氨基酸的结构通式应该包括三个相同点,他们包括一个氨基,一个羧基和一个氢原子,而他们的不同点则用R来表示。

师：

好，其他同学还有别的意见吗？

生：

没有

师：

好，让我们一起来共同分析氨基酸的结构通式吧！

氨基酸的结构通式应该至少包含一个氨基和一个羧基和一个氢原子，并且大家注意观察，氨基和羧基是连接在同一个碳原子上的。

而不同点我们则用R来表示。

下面请大家根据刚才的学习，讨论一下：

1、 判断某分子是不是氨基酸的依据是什么吗？

2、 不同氨基酸的区别在哪儿？

学生思考回答：

1、通过氨基酸的结构，我们可以得出一个结论，就是要判断一个式子是不是氨基酸主要从两个方面着手，一方面至少含有一个氨基和一个羧基和一个氢原子，另一方面，氨基和羧基要连接在同一个碳原子上。

师：

好，理论是过关了。

实战又怎么样呢？

请同学们看幻灯片，这里有四种物质结构式，请判断一下哪个属于氨基酸？

（展示四种物质的结构式）

生：

回答自己的答案，并说明理由。

师：

根据学生回答，及时引导学生理解并巩固知识点。

3、 各个氨基酸的不同就在于R基团的不同。

师：

（小结）据统计，现已发现的氨基酸大约是20种。

这二十种氨基酸我们又可以根据我们人体细胞是否能合成将它分为两大类，大家可看你们的书本21页，与生活的联系。

从中，我们知道氨基酸可分为哪两类啊？

生：

必需氨基酸和非必需氨基酸（板书）

师：

怎样区分这两种氨基酸？

它们又各包含哪些氨基酸呢？

生：

有8种氨基酸是人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取，这些氨基酸叫做必需氨基酸，如赖氨酸，苯丙氨酸等。

另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的，叫做非必需氨基酸。

师：

蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。

据统计，生物界的蛋白质种类多达1010—1012。

20种氨基酸是怎样构成种类如此众多的蛋白质的呢？

下面请同学们仔细阅读课文并观察氨基酸脱水缩合示意图，然后以小组的形式合作尝试描述氨基酸形成蛋白质的过程，历时3分钟，现在开始。

师：

3分钟时间到了！

哪位小组成员能上讲台给我们描述氨基酸形成蛋白质的过程。

生：

（学生尝试描述）

师：

（播放氨基酸脱水缩合过程的Flash课件）教师在学生回答的基础上，引导并补充学生的回答（以板图形式讲解两个氨基酸之间的脱水缩合反应，并请同学们注意肽键是如何形成的，以及把形成的产物叫做二肽的原因。

）

[学生活动]老师邀请学生到黑板上写出三个氨基酸，四个氨基酸通过脱水缩合形成的化合物的结构式，并注意写出生成的水分子数和形成肽键数目。

许多的氨基酸通过肽键相互连接成多肽链，多肽链盘曲折叠构成了蛋白质分子的结构，师生共同归纳出：

     脱水缩合                       盘曲折叠

氨基酸            肽链（一条或多条）         蛋白

质                

师：

（在学生对脱水缩合过程有所理解的基础上，引导学生学会如何计算脱水缩合过程中形成的水分子的数目，肽键数目和形成的化合物的相对分子质量，还有了解氨基酸数目，形成的水分子数目以及肽键数目这三者之间的关系）在一条肽链时，两个氨基酸脱水缩合形成一份子水，一个肽键；三个氨基酸脱水缩合形成两份子水，两个肽键，依次类推，可得出下列表格：

（板书）一条肽链时：

氨基酸数目

生成的水分子数

肽键数目

2

1

1

3

2

2

4

3

3

5

4

4

6

5

5

N

N—1

N—1

用同样的方法总结出两条肽链的情况：

氨基酸数目

形成的水分子数

肽键数目

4

2

2

6

4

4

8

6

6

10

8

8

12

10

10

N

N—2

N—2

师：

从上述两个表格你们可以得出，在脱水缩合过程中，形成的水分子数与肽键数有什么关系？

生：

（学生观察并回答）形成的水分子数与肽键数相等（板书）

师：

肽键数，氨基酸数与肽链数三者又有什么关系呢？

生：

肽键数=氨基酸数–肽链数（板书）

师：

下面放松一下，玩一个词语组合游戏：

S、P、O、T请同学们用这四个英文字母排序，看能组成多少个词语？

生：

1、SPOT 点

2、STOP 停止

3、POST 邮递

师：

四个英文字母按照不同的顺序组合已经可以组成三个意思不同的单词了，大家试想一下，按这样的推断，20种氨基酸自由组合能形成多少种蛋白质呢？

师：

（学生在算或思考）好了，数学问题我们下课后再去请教数学老师。

通过这个例子，我们可以得出一个结论：

蛋白质具有多样性。

除了氨基酸的排列顺序不同，可以形成多种多样的蛋白质外，同学们思考一下，还有什么原因还会导致蛋白质具有多样性？

生：

氨基酸的数目，种类以及蛋白质分子的空间结构等

小结：

蛋白质结构多样性的原因：

（1）      组成每种蛋白质的氨基酸种类、数目不同；

（2）      组成每种蛋白质的氨基酸的排列顺序不同；

（3）      每种蛋白质分子的空间结构均不同。

引言：

根据生物学中的结构和功能相适应的原理，蛋白质的结构如此多样，必然会有多种功能，，请大家结合课本23页的图2-7蛋白质的主要功能示例，归纳一下蛋白质有什么功能？

教师引导的问题：

1、 同学们在图一，看到了什么图片呢？

生：

羽毛、肌肉、头发、蛛丝

2、 大家会不会觉得奇怪，我们明明讲蛋白质的功能，课本怎么列举这些东西给我们呢？

生：

这些物质都是由蛋白质构成的，这种蛋白质称为结构蛋白

3、（联系学生初中的生物知识）吃饭时，我们咀嚼米饭时间长了，会有什么现象？

生：

有甜味

4、 大家知道为什么会有甜味吗？

生：

口腔中有淀粉酶

师小结：

绝大多数的酶都是蛋白质，酶在化学反应中起了催化的作用。

5、 （联系学生初中的生物知识）大家知道血红蛋白的有什么功能吗？

生：

运输氧气

师小结：

血红蛋白有运输载体的功能；

6、师：

大家听说过糖尿病吗？

生：

听过

师：

（生活常识）大家知道糖尿病病人要注射一些什么样的药物吗？

生：

胰岛素

7、师：

对，糖尿病的病因就是因为调节胰岛素分泌的细胞发生病变，导致胰岛素合成减少，而胰岛素又有调节血糖平衡的作用，因此，糖尿病的病人需定时注射胰岛素，只有这样才能调节生物体内的血糖浓度。

经研究发现，胰岛素的化学本质就是蛋白质，因此，我们可以得出蛋白质的功能之四：

调节机体的生命活动。

8、（生活常识）师：

同学们有注射过疫苗吗？

生：

有

  生：

大家知道为什么要注射疫苗？

 生：

产生抗体

  师：

大家知道吗？

我们平时所说的抗体其实也是一种蛋白质。

因此，我们可以得出蛋白质还有什么功能啊？

 生：

免疫作用

小结：

教师引导学生进行讨论，得出蛋白质的五种主要功能：

1、 有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质（结构蛋白）；

2、 有些蛋白质有催化作用（酶）；

3、 有些蛋白质有运输作用（载体蛋白）；

4、 有些蛋白质有调节作用（激素蛋白）；

5、 有些蛋白质有免疫作用（抗体）

结束语：

下面我们来回顾一下今天学习过的内容：

首先，我们一定要知道氨基酸是蛋白质的基本单位，而需要重点理解的是，氨基酸的结构通式，以及氨基酸形成蛋白质的过程。

另外，还要掌握，蛋白质具有多样性的原因，以及蛋白质的功能。

下面请同学们翻开课本24页，做练习题。

讲解习题，巩固所学的知识。

附学案：

        第二节  生命活动的主要承担者——蛋白质（导学案）

学习目标：

知识目标：

1、氨基酸结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程   

2、蛋白质的结构和功能。

能力目标：

培养学生跨学科的分析综合能力以及收集资料、分析资料能力

情感目标：

认同蛋白质是生命活动的主要承担者并且关注蛋白质研究新进展

教学重点

1.氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。

2.蛋白质的结构和功能。

教学难点

1．氨基酸形成蛋白质的过程。

2．蛋白质的结构多样性的原因。

一、教学过程

（一）氨基酸及其种类

基础知识：

 1．蛋白质的相关内容

（1）细胞中的含量：

只比     少，占细胞鲜重的      ，干重的     以上，是含量最多的有机物。

（2）化学组成：

主要有          四种化学元素组成，很多重要的蛋白质还含有     两种元素           

（3）相对分子质量：

蛋白质是一种        化合物，它的相对分子量     。

2.组成蛋白质的基本单位是        。

在生物体中组成蛋白质氨基酸约有     种。

3.根据能否在人体内合成，可将氨基酸分为         （8种）

和        （12种）。

4.观察教材P20的几种氨基酸的结构，总结氨基酸的结构特点为：

（1）每种氨基酸分子至少含有       （    ）和        （       ），并且都有         和          连在                  上。

（判断氨基酸的依据） 

（2）不同的氨基酸就在于       不同。

 5.氨基酸的结构通式为               

 ●对位训练

1.血红蛋白的基本单位是（    ）  

 A．葡萄糖    B．氨基酸       C．二肽    D．多肽

2.区别组成蛋白质的20种氨基酸的依据是（  ）

 A．氨基酸数目不同              B．R基不同  

 C．羧基不同                    D．碳原子数不同

3.在下列物质中，有的属于构成人体蛋白质的氨基酸，有的不是。

若将其中构成人体蛋白质的氨基酸缩合成化合物，则其中含有的氨基、羧基、肽键的数目依次是（   ）

A.3、3、2  B.4、3、3  C.2、2、2  D.3、4、2

4、丙氨酸的R基为—CH3，谷氨酸的R基为—C3H5O2，它们缩合形成的二肽分子中，C、H、O的原子比例为                             （   ）

A.7∶16∶6          B.7∶14∶5    C.8∶12∶5      D.8∶14∶5

（二）蛋白质的结构及多样性

1.脱水缩合：

脱水缩合概念：

                            。

肽键：

连接两个氨基酸分子的键叫肽键，其结构式为                

2.肽键：

二肽：

两个氨基酸缩合而成的化合物，含有   个肽键。

三肽：

三个氨基酸缩合而成的的化合物，含有       个肽键。

 三肽的形成：

（用化学式表示）                            

多肽：

多个氨基缩合而成的含多个肽键的化合物。

 3.空间结构：

一条或多条肽键通过一定的       互相连接起来，形成具有复杂空间结构的蛋白质

4.蛋白质多样性的原因：

（1）                                            

（2）                                        

（3）                                               

（三）蛋白质的功能

1.构成                的重要物质

2.具         作用：

如                                       

3.具         作用：

如                                   

4.具         作用：

如                                                

5.具         作用：

如                                 

二、重难点

（一）蛋白质的合成过程及相关计算

1.氨基酸、多肽、肽键的关系图解

①肽键的正确写法是                                 

②脱去的水分子中，H既来自                    ，O来自         。

2.氨基酸数、肽键数、失去水分子数及多肽的相对分子质量之间的关系

氨基酸平

均相对分

子质量

氨基

酸数

肽键

数目

脱去水

分子数目

肽链相

对分子

质量

氨基

数目

羧基

数目

一条

肽链

a

m

n条

肽链

a

m

3、蛋白质与多肽的区别                                               

对位训练

5.据下图所示的化合物结构简式，请回答问题：

（1）该化合物中有    个氨基和    个羧基。

（2）该化合物中有     种氨基酸构成，形成这种化合物的不同氨基酸的R基编号是    。

（3）该化合物是由     个氨基酸失去    分子的水形成的，这种反应叫做      。

（4）该化合物中有     个肽键，编号是   ，该化合物属于      。

（5）该化合物水解时被破坏的是      键，使该键断裂的酶是           。

（6）若氨基酸的平均相对分子质量为90，则该化合物的相对分子质量约为           。

（7）合成肽链的细胞器是         ，在合成肽链时决定肽链的氨基酸种类和顺序的是     。

能力提升

（一）课本24页的习题

（二）拓展题

1运输载体和淀粉酶所必需的化学元素是（       ）

A、C，H，O，N                        B、C、N、O、P

C、H，O，N，P                        D、16种元素

2、细胞内20种氨基酸在分子结构上的主要区别是（  ）

A.氨基数量的不同                      B、羧基数量的不同

C、氨基和羧基与C连接位置不同        D、侧链基团（R基）结构不同

3、两个氨基酸缩合成肽并生成水，这个水分子中的氧原子来自氨基酸的（）

A、 氨基     B、羧基     C、R基     D、氨基和羧基

4、能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的顺序是（   ）

1、氨基酸2、C、H、O、N等化学元素 3、形成具有一定结构的蛋白质分子4、多肽  5、肽链 6、氨基酸分子脱水缩合

A、1，2，3，4                    B、2，1，6，4，5，3

C、2，1，4，5，6，3              D、1，2，4，6，3，5

5、由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条肽链，其中z条是环状多肽，这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数为    （    ）

A.m-n+z         B.m-n-z       C.m-z+n               D.m+z+n

6、（2009·上海生物，15）某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。

该蛋白质至少有氧原子的个数是                          （   ）

A.n-m                  B.n-2m        C.n+m                   D.n+2m

7、含有215个N原子的200个氨基酸，形成的5个四肽、4个六肽和1个2条肽链构成的蛋白质分子。

这些多肽和蛋白质分子中，肽键与氨基数目的最大值分别是 （   ）

              A.200和200  B.200和215     C.189和11     D.189和26

8、我国中科院上海生化所于1982年5月合成一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽，下面是它的结构简式。

据此回答：

（1）脑啡肽的化学本质是一种    ，它的基本组成单位的结构特是                     。

（2）如果脑啡肽肽链长度不变，组成它的氨基酸的种类和数目均不变，改变其中的        ，就可以改变其性质。

（3）脑啡肽只有皮下注射才有效，而不能口服，主要原因是                           。

（4）若将脑啡肽完全水解，需要水分子   个，水解后的产物有         种。

十、板书设计

   第2节  生命活动的主要承担者——蛋白质

一、蛋白质的基本知识

1、 含量50%以上（干重）

2、 元素组成：

C、H、O、N（P、S）

二、氨基酸及其种类

基本组成单位：

氨基酸，大约20种

结构通式：

     R O

                      |  ||

                 H—N—C—C—OH

                  |  |

                 H  H

三、蛋白