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视频标签：蛋白质的结构和功能
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视频课题：福建省高中生物优质课比赛《蛋白质的结构和功能》师大附中
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福建省高中生物优质课比赛《蛋白质的结构和功能》教学设计师大附中林霞
《生命活动的主要承担者——蛋白质》教学设计
福建师大附中 生物组 林霞
1 教材分析
1.1 本节课地位
“生命活动的主要承担者—蛋白质”是人教版普通高中生物学教材《分子与细胞》（必修1）第2章第2节的教学内容。它是构成细胞和生物体的重要有机物，在细胞及生物体生命活动中起着至关重要的作用。
从知识体系看，本节课是对整个高中生物的学习都很重要的，是承上启下的。本章第一节的学习，明确了细胞中含量最多的有机物是蛋白质，而生命活动的主要承担者——蛋白质的学习，是后续的很多知识的基础，如载体蛋白、酶、抗体等。
1.2 内容分析
本节内容由氨基酸及其种类（基础知识）、蛋白质的结构及其多样性（是教学的核心和关键点）、蛋白质的功能三个知识块组成。从内容设置上看，教材通过问题探究、思考讨论、与生活的联系等环节结合图文形式来展现，符合学生的认知规律和思维发展过程。充分贯彻了“倡导探究性学习”和“注重与现实生活的联系”一大课程理念。
1.3 教学重点和难点
1.3.1教学重点:
氨基酸的结构特点；氨基酸形成蛋白质的过程； 蛋白质的功能。
1.3.2教学难点
氨基酸形成蛋白质的过程；蛋白质多样性的原因
2 教学目标
2.1 知识目标
说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程；概述蛋白质的结构和功能。
2.2 能力目标
能通过观察、分析、比较等方式处理信息，并得出结论；通过动手操作将活动中的体验与思考迁移到理论的知识上。
2.3 情感目标
2.3.1认同蛋白质是生命活动的主要承担者；
2.3.2认同生命是由物质组成的
3 学情分析
学生在上一节课里了解了蛋白质，在初中也学习了有关食物中蛋白质消化吸收的内容，对蛋白质和氨基酸的关系有一定认识，化学还学习了甲烷、乙酸、氨气等化合物。这对本节内容的教学来说，具备了相应的知识基础。但是对氨基酸的脱水缩合过程、对蛋白质多样性的原因、肽链形成时的氨基酸数、肽键、脱去的水分子数三者的关系，等知识点较难理解掌握。
对于高二的学生来说，经过高一一年的训练，已经有一定的抽象思维能力。这为学生学习生物学的微观知识奠定了基础。
4 教学策略
模型作为一种认识手段和思维方式, 是科学认识过程中抽象化与具体化的辩证统一；小组合作学习模式是通过让学生组成小组，对知识进行合作学习，交流讨论，进而总结获取知识的一种方法。
本案例运用类比模型构建和小组合作性学习相结合的教学策略来突破教学的重、难点，学生通过尝试建立类比模型, 体验建立模型中的思维过程, 领悟模型方法, 并获得或巩固有关生物学概念。在氨基酸分子通式的模型建构过程中, 学生通过观察、归纳、演绎、运用已有知识将复杂的事物进行简化、抽象出其本质属性。“蛋白质分子多样性的原因”这一难点，运用小组合作建立类比模型的方式，并通过小组内的分工合作，课堂更加开放，氛围更为轻松，学生将头脑中抽象的概念具体化，积极主动的参与到课堂中，在探索思考中, 体会到模型建构的方法，获得成功的喜悦，并将模型方法内化为认知图式，获得认知水平上的提升。
5 教学过程
| 教学流 程 | 教学内容及教学互动 | 教学意图 |
| （一）创设情境，导入新课 |
上节课的学习，我们知道了细胞是由元素和化合物组成的，其中，含量最多的有机物是什么？对了，是蛋白质，它占细胞干重的50%，生物离开了蛋白质就不能生存。 蛋白质于1838年被发现，并被正式命名(protein)，意思为“最原初的”“第一重要的”，从发现至今的一百多年来，人们对它的研究一直在继续，诺贝尔奖从1901年首次颁奖至2015年，共有43次，总计87位科学家在有关蛋白质研究方面，获得诺贝尔科学奖。蛋白质有怎样的结构和功能呢？我们今天就来详细的学习这个对生命而言至关重要的，让众多科学家为之着迷的，复杂而神奇的生命大分子——蛋白质 引出课题：生命活动的主要承担者──蛋白质。 |
通过诺贝尔奖的详细资料，激起学生了解蛋白质相关知识的兴趣，激发学习的热情。 |
| （二）引出新知 |
问：哪些食品中富含蛋白质呢？ 学生回答：鱼类，蛋，肉，奶制品，豆制品，都富含蛋白质。 食物中的蛋白质是如何被利用的呢？ 共同分析讨论后得到，根据初中所学的知识，我们知道，食物中的蛋白质，需要经过消化，分解为各种氨基酸，才能被人体吸收、利用。所以氨基酸是蛋白质的基本组成单位。 |
引出氨基酸，使学生得知氨基酸是蛋白质的基本组成单位，从而接下来进一步学习。 |
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提出问题 模型构建：氨基酸的结构特点 |
教学内容：氨基酸的结构 生物体中组成蛋白质的氨基酸，约有二十种，氨基酸的结构有什么样的特点呢？请大家认真观察、比较以下5种氨基酸的结构式,回答学案的问题。
 学生展示模型，交流，描述结构特点。 在学生回答的基础上，教师板书氨基酸分子的结构通式以及结构特点。  ① 每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上. ② R基的不同，决定氨基酸的不同种类。 介绍“必需氨基酸”和“非必需氨基酸” 在这20种氨基酸中，有8种氨基酸是人体细胞不能合成的，婴儿多一种组氨酸，9种。必须从食物中获取，叫必需氨基酸。还有12种是人体细胞可以合成的，叫非必需氨基酸。 因为人体中的蛋白质每天都要更新，而蛋白质是不能储存的，所以我们每天必需摄入一定量的蛋白质来补充这8种必需氨基酸。营养学上，也会根据含有几种必需氨基酸以及必需氨基酸含量的多少，来衡量食品营养价值的高低。 |
通过观察分析，引导得出氨基酸的元素组成、 通过小组活动进行模型构建，让学生动手自己得出 氨基酸分子结构通式。并描述结构特点。 通过“必需氨基酸”和“非必需氨基酸”的介绍，让知识与实际生活联系起来。 |
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③提出问题 模型构建：氨基酸的连接方式 理解蛋白质复杂空间结构如何形成 |
投影以上表格请同学们计算这三种化合物的原子个数与相对分子质量。 有些蛋白质的分子质量甚至达到几百万。氨基酸是蛋白质的基本单位，其平均分子量仅为128，而蛋白质的分子量却从几千到几百万，那么，氨基酸是怎样组成分子量巨大的蛋白质呢？ 模型构建活动二：氨基酸连接的方式 请大家阅读书本第22页，第一段以及图2-5，并以前后四人为一小组，模拟氨基酸连接的方式。  请一组的两位同学为代表，用黑板上的两个氨基酸模型来演示下你们小组认为氨基酸是如何连接的？并用语言描述。 教师进一步补充讲解氨基酸脱水缩合的过程：  讲解多肽和肽链的概念。每形成一个肽键就失去一分子水， 两个氨基酸脱水缩合的化合物叫二肽，三个氨基酸脱水缩合的化合物叫三肽，以此类推，三个及3个以上的氨基酸脱水缩合的化合物叫多肽，因为常成链状，所以叫肽链。 教师再结合课件的图讲解氨基酸形成蛋白质的过程。  研究表明，蛋白质有很复杂的空间结构，比如，大屏上是血红蛋白的空间结构模式图。链状的多肽怎么形成这样复杂的结构呢？ 氨基酸脱水缩合形成多肽，因为R基团的不同，使得有些氨基酸呈酸性，有些呈碱性，另些则为中性。这些特性使氨基酸之间互相吸引或排斥，因此，肽链就会因为氨基酸之间的相互作用而形成这样的结构，甚至会扭曲、再进一步折叠，形成更复杂的空间结构，另外，还有许多蛋白质由2条或2条以上的肽链组成，比如血红蛋白就有4条肽链组成。 |
明确蛋白质是大分子。 引出氨基酸是如何形成蛋白质的？ 利用模型的构建模拟氨基酸脱水缩合的过程，来帮助学生进行学习。 进一步加深学生对氨基酸形成肽链过程的理解，清楚知道氨基酸通过脱水缩合反应的过程。 梳理和整合，分析后归纳:氦基酸→多肽→蛋白质 读图后理解:脱水缩合反应、肽链、二肽和多肽 观察理解肽链的折叠盘曲等变化 理解蛋白质空间结构复杂的原因。 |
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④模型构建：蛋白质结构的多样性的原因 |
教学内容：蛋白质结构的多样性的原因 组成蛋白质的氨基酸有20种，但是据估计，生物界的蛋白质种类多达1010～1012种，不同种的蛋白质，其结构就不同，那么蛋白质为何具有结构的多样性？ 模型构建活动三：蛋白质结构多样性的原因 教师说明：请大家拿出另一盒材料，以及请前后四人为一组，按照记录表的分工来认领任务。串几条、每条串多长，小组商量后决定，别忘记填活动记录表。  给学生发不同颜色的塑料珠，材料:6种颜色的穿孔塑料珠(每种50粒)，几根细铁丝 ①随意穿几条珠链； ②将几条珠链随意挽成不同的造型； ③各组的作品进行比较 表达交流 邀请两组，介绍小组成员的分工、介绍作品（串的珠链数，每条珠链中，每种串珠的数目）并展示。 请学生思考以下问题：
3. 通过这个活动，你认为，蛋白质结构多样性和什么有关？ 通过学生的回答，归出蛋白质结构多样性的原因：氨基酸种类、数目、排列顺序以及肽链的数目、空间结构决定蛋白质的多样性。 |
引发学生思考 借助模型建构来增加学生的空间感，认识氨基酸是一种空间结构，了解蛋白质结构多样性的原因。 运用小组合作学习来提高学生的参与度 同过类比模型的构建，学生能够明确的蛋白质结构多样性的原因。 |
| ⑤自主学习蛋白质的功能 |
教学内容：蛋白质的功能 生物学的重要原理之一就是结构和功能相适应，蛋白质结构的多样性决定了蛋白质具有多种功能，而这些功能又能支持它的结构。蛋白质具有怎样的功能呢？ 请观察书P23图片、阅读蛋白质主要功能示例，找出体现蛋白质功能的关键词， 教师总结归纳。 结构蛋白 运输蛋白 催化蛋白 调节蛋白 免疫蛋白 蛋白质的功能还有许多，可以说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。 |
通过自主学习，归纳出蛋白质的功能，理解“蛋白质是生命活动的主要承担者。”的含义 |
| （三）小结全课 |
本节课，我们通过一系列的活动，学习了氨基酸的结构特点，模拟了氨基酸脱水缩合形成多肽的过程，知道了多肽会形成有一定空间结构的蛋白质，探究了蛋白质多样性的原因，明确了蛋白质的功能。 那么，细胞内的其他化合物具有哪些结构和功能，我们将会陆续学习。 |
总结回顾 |
| 珠链编号 | 串珠种类 | 每条珠链的串珠总数 | ||||||
| 绿色 | 黄色 | 紫色 | 粉色 | 棕色 | 蓝色 | |||
| 珠链1 | 各种串珠数目 | |||||||
| 珠链2 | 各种串珠数目 | |||||||
| 珠链3 | 各种串珠数目 | |||||||
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视频来源：优质课网 www.youzhik.com
