資源簡介

2.2 蛋白質和核酸是重要的生物大分子(第 1 課時)
一、教材分析
本節(jié)課的內(nèi)容是上海科學技術出版社高中生物學必修 1《分子與細胞》第 2 章細胞的 分子組成第 2 節(jié)蛋白質和核酸是重要的生物大分子的第 1 課時。本節(jié)課聚焦的核心概念是 依據(jù)《課程標準》概念 1“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”和內(nèi)容要求 1.1.2“闡明蛋白質通常由 20 種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸序列及其形成的 空間結構， 細胞的功能主要由蛋白質完成”而選取的。本節(jié)不僅與第 3 章“細胞的結構” 和第 4 章“細胞的代謝”密切相關，更是學生后續(xù)學習遺傳信息傳遞、生命活動調節(jié)等內(nèi) 容的基礎。
二、學情分析
本節(jié)課面向的是高二學生。學生已經(jīng)學習了細胞中的其它幾種生物大分子， 知道它們 都以碳鏈為骨架，也知道多糖由多個單糖脫水縮合而成,還知道同樣是由葡糖糖構成的淀粉 和纖維素， 因它們的組成結構不同，功能也截然不同。此外， 學生在初中階段已經(jīng)能從器 官和組織水平， 認同 “生物體結構與功能相適應”這一生命觀念， 但從分子水平認識和解 釋生命現(xiàn)象的學習經(jīng)歷不多。
三、設計思路
蛋白質的分子結構對學生來說稍顯陌生和抽象。因此，選用了學生在初中階段就有接 觸、且在 2.4.2 “無機鹽與生命活動密切相關”剛剛又提及的“血紅蛋白”作為線索， 貫 穿整節(jié)課。 輔以若干學習任務， 通過讀圖、繪圖等學習活動，引導學生自主歸納、 演繹出 氨基酸的結構通式、脫水縮合原理以及蛋白質多樣性的原因， 并為學生理解蛋白質結構與 功能的關系奠定基礎。最后再通過分析“鐮狀細胞貧血”“糖尿病”“殺菌原理”等實例， 強化學生對于蛋白質結構與功能關系的理解，建立結構與功能觀。此外，希望通過上述學 習活動的設計， 培養(yǎng)學生比較與分類、歸納與概括、演繹與推理等科學思維能力。
四、教學目標
1. 舉例說出人體中一些常見蛋白質及其功能， 認同蛋白質是生命活動的主要承擔者。
2. 通過觀察、比較多種氨基酸的結構，歸納出氨基酸分子在結構上的共同特點。
3. 根據(jù)氨基酸脫水縮合形成肽鏈的原理， 解釋蛋白質多樣性的主要原因。
4. 舉例說明蛋白質結構與功能的關系，能用其解釋鐮狀細胞貧血等生活實例。
五、教學重難點
1. 教學重點：
(1) 氨基酸的結構特點。
(2) 蛋白質結構與功能的關系。
2. 教學難點： 運用蛋白質結構與功能的關系，解釋生活現(xiàn)象。
六、教學過程
教學內(nèi)容 教師活動 學生活動 設計意圖
導入 【提問】哪些原因可能導 致貧血？ 根據(jù)對生物體中的無機鹽 和血液組成的了解，以及 生活常識回答問題。 利用生活實際問題和學生學習經(jīng) 歷引出新課；初步體現(xiàn)蛋白質的 重要性。
1.蛋白質 由氨基酸 組成 以血紅蛋白為例，簡介蛋 白質-肽鏈-氨基酸的關 系。 觀察、思考。 讓學生從宏觀到微觀初步體會蛋 白質-肽鏈-氨基酸的關系。
組織 【任務 1】歸納氨基 酸結構通式。 觀察、比較多種氨基酸的 結構式，歸納氨基酸的結 構通式。 培養(yǎng)學生比較與分類、歸納與概 括的能力；帶領學生體驗用結構 通式表示一類化合物的方法；強 調氨基酸的結構共性。
組織 【任務 2】解釋氨基 酸脫水縮合的原理。 觀察氨基酸脫水縮合形成 二肽的反應式，對比反應 物與產(chǎn)物的組成結構，解 釋 H2O 的來源，并找出肽 鍵的位置。 培養(yǎng)學生觀察、比較和推理的能 力； 根據(jù)化學反應式解釋氨基酸 脫水縮合的原理。
組織 【任務 3】用給定氨 基酸搭建肽鏈。 用 4 種給定的氨基酸合成 一條肽鏈，寫出結構式。 比較并舉例說明組內(nèi)、組 間同學搭建的肽鏈的異 同。 強化學生對氨基酸結構以及氨基 酸脫水縮合形成肽鍵的理解；幫 助學生認識蛋白質多樣性的基礎 ——氨基酸序列的多樣性。
呈現(xiàn)血紅蛋白空間結構的 形成方式。 根據(jù)肽鏈和蛋白質空間結 構的形成方式， 解釋蛋白 質多樣性的主要原因。 引導學生概括出蛋白質多樣性的 原因。
2.蛋白質 是生命活 動的主要 承擔者 組織【任務4】舉例說出 人體中一些常見蛋白質的 名稱與功能。 根據(jù)課前閱讀材料完成連 線。 展示生物體中蛋白質種類、結構 和功能的多樣性；幫助進一步學 生理解蛋白質結構與功能間的關 系；培養(yǎng)學生閱讀圖文資料的能 力。
3.蛋白質 的功能與 其結構密 切相關 【例 1】簡介鐮狀細胞貧 血的成因。 觀察、比較鐮狀細胞貧血 癥患者在紅細胞形態(tài)、血 紅蛋白結構和氨基酸序列 上與健康人的區(qū)別。 帶領學生經(jīng)歷從宏觀到微觀、從 表型到機制的生物學探究過程， 加深對蛋白質功能與其空間結 構、 氨基酸序列之間關系的理 解。
【例 2】簡介胰島素與胰 島素受體的作用機制。 【提問】 ①胰島素受體結 構異常的后果。 ②牛胰島 素治療效果不佳的原因。 基于對激素特異性、以及 蛋白質結構與功能的關系 的理解，推測胰島素受體 結構異常的后果，以及牛 胰島素治療糖尿病效果不 理想的原因。 引導學生運用蛋白質結構與功能 相適應的生命觀念，演繹與推理 糖尿病的發(fā)病原因和藥物治療的 效果等問題，加強學生對社會問 題的關注。
介紹可引起蛋白質結構變 化的其它因素。 【提問】解釋酒精、高溫 和紫外線殺菌的原理。 根據(jù)引起蛋白質結構變化 的因素以及蛋白質結構與 功能的關系， 解釋酒精、 高溫和紫外線殺菌的原 理。 提升學生對生活中生物學問題的 關注度，培養(yǎng)學生運用所學知識 解釋生活中常見現(xiàn)象的能力，深 化學生對蛋白質結構與功能關系 的理解，帶領學生感受生物學知 識的應用價值。
4.拓展介 紹 X 射線衍射測定蛋白質空 間結構。上海光源在新冠 抗擊中做出巨大貢獻。 初步了解蛋白質空間結構 的測定方法之一。 培養(yǎng)學生的民族自豪感和科技自 信，再次體會生物學知識的應用 價值；激發(fā)學生學習生物學的熱 情。
5.作業(yè) 【查一查】可能導致貧血 的原因。 【想一想】預防的方法。 查找資料，完成作業(yè)。 訓練學生查找、篩選、整合資料 的能力； 讓學生認同健康的生活 方式。

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