生命活动的主要承担者蛋白质(5)

生命活动的主要承担者——蛋白质

常州市第二中学 奉 英

1．教学目标

1.1知识目标：思考讨论氨基酸的结构特点，并总结出氨基酸的结构通式。掌握脱水缩合的过程，并在读图过程中尝试分析出蛋白质多样性的原因。

1.2能力目标：通过阅读材料，培养学生获得主要信息的能力；通过氨基酸结构通式的推导，培养学生分析归纳的能力；通过探讨氨基酸的缩合过程，培养学生解决问题的能力。

1.3情感目标：启发学生的探究热情，培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度。通过氨基酸结构拼接比赛，培养学生探究的意识以及合作意识。通过介绍我国科学家第一次人工合成结晶牛胰岛素培养学生民族自豪感和爱国主义精神。 2．教学重点、难点

本节教学的重点难点是：氨基酸的结构特点以及氨基酸的结合方式；培养学生提取和分析信息的能力。 3．学情分析及教法设计

高一学生学习化学才一年多的时间，有机化学的知识比较肤浅，没有看过比较复杂的化学结构式、化学键，也没有学过有机物反应的过程，因此对本节课重点内容难以把握，给课堂教学带来比较大的障碍。本节内容如果按教材的编排，直接让学生观察氨基酸的结构，然后归纳氨基酸的结构通式，会使学生被动接受知识，陌生的化学结构式让学生很难领悟，更谈不上激发学生对知识的自主学习和探究。

我首先请学生阅读科学史话，搜集关于第一个人工合成蛋白质的相关信息，从而引出氨基酸是组成蛋白质的基本单位。同时，介绍邹承鲁院士的经历，培养同学们的刻苦求实的研究精神以及民族自豪感。然后介绍氨基酸种类，延伸到日常生活中蛋白质食品的正确选择上。在介绍氨基酸结构时，由于学生已经学习了甲烷、乙酸、氨气等化合物，具备了相应的知识基础。因此，我设计情景让学生回顾学过的化学知识，然后改组原有的知识结构，纳入新知识，最后分析、总结出氨基酸的结构通式。接着，在通过分析教材上氨基酸合成蛋白质的过程示意图，请同学探讨总结出蛋白质结构多样性的原因。最后，借助动画展示脱水缩合反应过程，请学生探讨反应本质并推导出相关的数量关系。 4．教学设计 教学 内容 科 学 *阅读材料 1、播放背景音乐，请学生阅读科学史话“世界上第一个人工合成的蛋白质”，强调注意提取资料中的重要信息。 （课件展示）本节聚焦问题。 导入 *用舒缓的音乐营造阅读的温馨气氛，导入蛋白质的组成单位是氨基学生活动 教师组织与引导 教学意图 史 话 *学生提取很多重要信息，也包括一些错误的信息。 *回答：结晶牛胰岛素；17种51个氨基酸；治疗糖尿病。 2、问题思考：“你们从材料中获取了什么信息？” （鼓励学生表达自己的阅读成果，并引导他们正确提取资料中的信息。） 3、课件展示问题：世界上第一个人工合成的蛋白质是什么？胰岛（ 引出蛋白质的基本组成单位是氨基酸。） 酸的问题探讨中。 *让学生尝试分析归纳信息，并通过问题检测学生自主学习的成果。同时，引导同学关注这是我国科学家的成就，自豪感。 *联系生活，引导学生注意日常饮食的科学搭配。 *联系实际生活，解读生活中不科学的现象。 *过渡，把同学们的注意力从食物转向课堂教学的目标—氨基酸。 素是由什么组成的？有何用途？ 培养学生爱国主义民族*阅读材料。 *回答：必须氨基酸人体不能合成，我们必须吃营养价值高的食物来获取这些氨基酸；必须吃富含氨基酸的食品。 氨 基 酸 的 种 类 *回答：口服液中的氨基酸大部分可能是非必须氨基酸。 *感悟偏食对健康的不利之处。 1．请学生阅读“与生活的联系”，问题思考一：构成人体的氨基酸可以分为那两大类，他们的分类依据是什么？ 2．课件展示：婴儿配方奶粉图片 问题思考二：婴儿奶粉中添加何种氨基酸？ 3．问题思考三：“结合氨基酸种类的知识，你能解释为何人不能偏食呢？” 4．接着追问：那我偏食，但我同时喝氨基酸口服液。这样好吗？ 课件展示：氨基酸口服液图片 （充分利用课堂学生动态生成的资源进行探讨，引发学生对社会热点问题的关注，学以致用。） 了解了氨基酸的种类，让我们了解氨基酸的结构，这是本节课的重点。 *回顾初三化学知识，依次1、依次回顾初三化学学过的甲烷、*温故知新，探究发现 说出甲烷、乙酸、氨气。 乙酸、氨气的分子式。 氨 基 酸 的 结 构 （1）课件展示甲烷分子结构，结合*强调结构的空间特点。 立体球棒模型介绍空间结构特点。 （2）展示乙酸结构。 （3）氨基替换一个氢，完成变构，*引出羧基 导出氨基酸的结构式。 *引出氨基 *强化理解 *便于识记 *认真看图示分子式变化，（4）简单介绍甘氨酸结构特点。 说出氨基酸名字与分子的氨基及羧基的化学性质一一对应。 *对比四种氨基酸， 说出不同种氨基酸之间的相同与不同之处。并说出氨基酸的结构通式。 2、提高难度，展示四种不同的氨基酸结构式，问题思考：找出其中有何异同地方？ （用四方框架显示出各分子式中的相同部分；同时用三角框架圈出各氨基酸之间的不同部分。） *学生写的通式没有注意化学键的连接位置。 氨 基 酸 的 结 构 *分组讨论 *踊跃比拼 *与老师一起点评 3、引导学生归纳出氨基酸的结构通式。请同学上黑板展示自己总结的通式。 *通过问题让学生步步深入，层层推进，自主推导出氨基酸的结构通式。 *注意学生的书写规范。 *巩固理解氨基酸结构特点。 4向学生展示四种未见过的化学结*变式演练巩固氨基酸的构式，问题思考：哪些是组成蛋白结构通式。 质的氨基酸？ 5、探究活动：氨基酸结构大比拼。*这活动是让学生动手动看看同学们能否以最快速度将五个眼来加深对氨基酸结构的理解，从而加强记忆。 官能团拼出一个氨基酸？ 活动结束后让最快拼出氨基酸的小*大多数学生能拼出，少组上台展示他们的成果，赞扬他们数同学没有注意化学键的团结合作，与同学们一起点评作的连接，出现错误。 品。 问题思考：氨基酸是如何组成蛋白*过渡。 质的？ *学生阅读材料。 1.请学生阅读教材上的图，问题思考一：分析蛋白质合成过程有哪些层次？ *回答：氨基酸形成二肽，（提醒学生提取图中信息的方法：二肽形成三肽，然后形成多肽，然后形成肽链。 *回答：不变。 蛋 白 质 结 构 的 多 样 性 *回答：变。 *学生阅读图片信息。 *回答：肽链的长度；氨基酸的数量；氨基酸的种类。（对第三个观点学生中有分歧。） *学生拼写出三种单词，从而得出正确观点：氨基酸种类以及氨基酸排列顺序都能改变蛋白质结构。 *学生观察图形符号变化特点，总结原因。 5.请大家用S、P、O、T四个字母拼成单词，能有几种拼写方法。 6.课件展示：四组对比图形。请同学根据所给图形特点总结蛋白质结构多样性有哪些因素？ 不仅看图案，更要关注简明的文字介绍。还要注意读图的顺序。） 教师引导分析多肽与肽链，氨基酸、多肽与蛋白质的关系。 2.问题思考二：肽链的空间结构改变，蛋白质的结构是否发生改变？ 3.提供疯牛病朊病毒改变牛蛋白质的空间结构使其转变成朊病毒的材料。请学生再分析：肽链空间结构改变，蛋白质结构是否发生改变？ 4、问题思考三：改变蛋白质结构的因素还有哪些呢？请同学们再次阅读氨基酸组成蛋白质的过程演示图，进行进一步分析。 *培养学生正确处理信息的能力。 *培养学生严谨的思维能力与创新能力。 *创设问题情景，让学生通过分析材料获得信息作出判断。 *培养学生分析图归纳信息的能力。 *创设问题情景，让学生通过分析材料获得信息作出判断。 *培养学生分析图归纳信息的能力。 氨基酸脱水缩合反应 *观察动画，注意氨基酸之间的反应部位。 *生成的化合物不符合氨基酸结构通式。 了解蛋白质结构多样性的原因之后，我们来学习氨基酸是如何脱水缩合反应形成多肽的。这是一个难点。结合动画演示，思考：脱水缩合反应的变化部位发生在哪里？产物是什么？ 1、向学生展示氨基酸的脱水缩合反应。 （1）问题思考一：“两个氨基酸的结合反应发生在氨基酸的哪些部位?” （引导学生从中分析氨基酸缩合反应的关键部位在一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基，共同脱去一部分生成水，各氨基酸剩下部分相连。连两个氨基酸残余部分称为肽键。这种方式叫“脱水缩合”。） （2）问题思考二：氨基酸结合之后生成的化合物是否还是氨基酸？ 学生对号入座后会发现生成的化合物已经不是氨基酸，从而引出化合物的名称叫肽。因为它是由两个氨基酸组成，所以叫二肽。这是整节课的另一个重点内容。这个内容还是建立在氨基酸结构的综合理*过渡。 *动画显示突破难点 *引导学生分析氨基酸缩合反应的关键部位 *引出肽键 *引导学生利用刚学的氨基酸结构知识分析二肽结构。 解上，是氨基酸结构理解的延伸。 2、领会二肽形成过程之后，再让同学分析二肽的两端各有什么？ 肽链两端各有一个氨基和一个

氨基酸脱水缩合反应 *指出两端各有一个氨基和一个羧基 *看多肽的概念，领会多肽链状结构 *回答：1个；2个；9个。 *学生回答不出来。 羧基，可以再与另一个氨基酸反应就能生成又一个新的化合物，由于它是由三个氨基酸组成，所以称为三肽。提问：假如由多个氨基酸结合的肽叫什么？ 引出多肽，多肽通常呈链状结构。 3、问题思考三：两个氨基酸反应形成的二肽有几个肽键？三个氨基酸呢？十个氨基酸呢？是否一定？ 请大家阅读氨基酸合成蛋白质过程图，找出氨基酸数与肽键数的关系。 4、课件展示：12个氨基酸组成两条肽链的图。教师引导学生分析数量关系。 5、课后思考探究作业： m个氨基酸合成n条肽链，能形成多少肽键，氨基酸的分子量与多肽分子量间的关系是怎样的？请大家课后研究，我们下堂课学习。 *明白肽的两端各一个氨基和羧基。 *引出多肽 *再次阅读图中的信息，培养学生读图的能力。 结束：设置思考作业，吸引学生再深入学习探究。 5. 教学反思 《生物课程标准》指出:“教师应积极开发和利用各种课程资源，改变仅仅依靠教科书开展生物教学的传统教学。”根据皮亚杰的知识建构理论所指出的，学生是在自己的生活经验基础上，在主动的活动中建构自己的知识，也就是说，学习者走进教室时并不是一无所知的白纸，而是在日常的生活、学习和交往活动中，已经逐步形成了自己对各种现象的理解和看法，而且他们具有利用现有知识经验进行推论的智力潜能。所以在教学利用学生的生活经验中了解到的有关甲烷、乙酸等有机物的结构，通过变构逐渐形成了甘氨酸。这样，同学们对于氨基酸有了初步的了解，尤其是氨基、羧基的结构有了一定的认识。然后再去观察四种

氨基酸的结构式，总结氨基酸的结构特点。这大大提高了学生分析有机物异同点的能力，改变了原有教学方式下学生只能说出四种化合物的组成元素相同，而根本说不出氨基、羧基等结构相同的特点。同时，在介绍氨基酸种类时联系生活，分析是否需要服用氨基酸口服液、婴儿配方奶粉的安全性、挑食的危害性等问题，将理论知识的学习与生活实践紧密相连，有利于激发学生的学习积极性，促进学生的自主学习、自主探究能力的培养，同时也较好落实科学一技术一社会(sTs)的教育。

其次，本节内容在教学思路上体现出以学生为主体的一种教学方式。在课堂上强调师生互动，共同研究与成长，教师从幕前走向幕后，让学生由听众转变为实际参与者。比如对氨基酸结构通式的理解，学生是通过对五组化学官能团的拼接组成氨基酸的小游戏，对氨基酸的羧基、氨基、R基的连接位置有了深刻地认识。尤其是请同学上黑板展示自己的拼接成果，不同的拼接方式存在什么问题，都是由同学们自己进行相互的点评。这种教学改变了传统教学中教师讲的权威，教师成为课堂教学过程中呈现出信息的“重组者”、动态生成的“推进者”。在整个教学过程中突出了以学生为主体，把课堂当做学生主动学习积极探索的空间。 第三，课堂上，在构建氨基酸通式、探究蛋白质结构多样性原因、氨基酸脱水缩合反应中的各种数量关系的过程中，学生自主、探究、合作得到较好的体现。学生是以一种精神愉快、思维紧张的形式度过的。

本节课需要学生探究能力较强，部分同学无法在有限的时间内想到完整的解决方案，时间上比较紧张。如果在提供资料后，老师因为担心而极易做出不必要的提示或直接讲授，使学生思维跳跃、混乱。因此，教师最好课前预想学生可能出现的多种情况，通过设置问题、启发诱导等方式，使不同层次学生学有所获。本节课中，学生需要通过分析氨基酸形成蛋白质的结构示意图研究出影响蛋白质结构的因素有哪些？同学们比较顺利地分析出氨基酸的数量、种类将影响蛋白质的结构，而氨基酸的排列顺序和肽链的空间结构这两个因素没有分析出来，并且同学们在观察肽链结构时一致认为空间结构改变并不能影响蛋白质的结构。这时，我向同学们介绍了疯牛病病毒的繁殖特点。而这个内容并不是我原有教案中的预设内容，只是我备课时看到的一道习题。但经过材料的分析，全体同学都能非常顺利地分析出肽链空间结构的改变可以改变蛋白质的结构。接着，请同学用四个英文字母拼单词。学生很快就体会出氨基酸的排列顺序可以影响蛋白质结构的结论。

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