一、基本信息

授课题目

蛋白质是生命活动的主要承担者

课  型

新授课

授课对象

高一学生

章  节

第二章 组成细胞的分子

第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者

二、教学内容分析

地位和作用

“蛋白质是生命活动的主要承担者”是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第二章中的重要内容。蛋白质是生命活动的物质基础，在细胞的结构和功能中起着至关重要的作用。通过本节课的学习，学生将了解蛋白质的组成、结构和功能，以及蛋白质与生命活动的关系，为后续学习细胞的代谢、生命活动的调节等内容奠定基础。

内容结构

（1）蛋白质的功能：介绍蛋白质在细胞中的多种功能，如结构蛋白、催化作用、运输作用、信息传递和调节作用、免疫作用等。

（2）蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸：阐述氨基酸的结构特点、种类和分类方法。

（3）蛋白质的结构及其多样性：讲解蛋白质的结构层次，包括氨基酸的脱水缩合形成肽链、肽链的盘曲折叠形成蛋白质的空间结构，以及蛋白质结构多样性的原因。

三、学情分析

高一年级的学生在初中阶段已经学习了一些关于蛋白质的知识，对蛋白质是生命活动的物质基础有一定的了解。同时，在日常生活中，学生也接触过各种含有蛋白质的食物，对蛋白质的存在形式有一定的感性认识。学生具备一定的观察能力、分析能力和逻辑思维能力。在学习过程中，能够通过观察实验现象、分析数据等方式获取知识。此外，学生也具备一定的自主学习能力和合作学习能力，能够在教师的引导下进行探究性学习。但是学生不具备相关化学基团的基础，所以氨基酸的结构及脱水缩合是个难点。

四、教学目标

生命观念

通过学习蛋白质的组成、结构和功能，学生能够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

通过实验观察蛋白质的性质，培养学生的实验设计、操作和分析能力。

鼓励学生提出问题、作出假设，并通过实验进行验证，提高学生的科学探究能力。

社会责任

通过了解蛋白质与健康的关系，培养学生关注生命健康的意识。

引导学生运用所学知识，合理饮食，养成健康的生活方式，增强学生的社会责任感。

五、教学重难点

教学重点

蛋白质的功能、氨基酸的结构特点、蛋白质的结构及其多样性。

教学难点

氨基酸的结构通式、蛋白质结构多样性的原因。

六、教法学法

讲授法、讨论法、实验法、多媒体教学法

七、教学过程

（一）导入新课

教师展示一些含有蛋白质的食物图片，如鸡蛋、牛奶、瘦肉、豆类等。

提问：这些食物中含有什么重要的营养成分呢？

学生回答：含有蛋白质。

教师引导：蛋白质是生命活动的主要承担者，它在细胞中起着什么样的作用呢？今天我们就一起来学习 “蛋白质是生命活动的主要承担者”。

设计意图：通过展示含有蛋白质的食物图片，激发学生的学习兴趣，引导学生思考蛋白质的重要性，自然地导入新课。

（二）新课讲授

1.蛋白质的功能

（1）结构蛋白

教师讲解：蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。

①展示细胞和生物体的结构图片，如细胞膜、肌肉、毛发等，指出其中的蛋白质成分。

②举例说明结构蛋白的重要性，如胶原蛋白是皮肤、骨骼、肌腱等组织的主要成分，它赋予这些组织弹性和韧性。

设计意图：让学生了解蛋白质在细胞和生物体结构中的作用，培养学生的观察能力和分析能力。

（2）催化作用

教师讲解：细胞中的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶是蛋白质。

①展示酶催化化学反应的动画，让学生直观地了解酶的作用。

②介绍几种常见的酶，如唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等，说明它们在人体消化过程中的作用。

设计意图：让学生了解蛋白质在催化化学反应中的作用，培养学生的科学思维能力。

（3）运输作用

教师讲解：有些蛋白质具有运输物质的功能。

①展示血红蛋白运输氧气的动画，让学生了解血红蛋白的作用。

②介绍其他具有运输作用的蛋白质，如细胞膜上的载体蛋白，它能够运输离子、小分子等物质进出细胞。

设计意图：让学生了解蛋白质在运输物质中的作用，培养学生的分析归纳能力。

（4）信息传递和调节作用

教师讲解：有些蛋白质能够传递信息，调节机体的生命活动。

①展示胰岛素调节血糖的动画，让学生了解胰岛素的作用。

②介绍其他具有信息传递和调节作用的蛋白质，如生长激素、甲状腺激素等。

设计意图：让学生了解蛋白质在信息传递和调节生命活动中的作用，培养学生的科学思维能力。

（5）免疫作用

教师讲解：抗体是具有免疫功能的蛋白质。

①展示抗体与抗原结合的动画，让学生了解抗体的作用。

②介绍其他具有免疫作用的蛋白质，如免疫球蛋白、干扰素等。

设计意图：让学生了解蛋白质在免疫中的作用，培养学生的分析归纳能力。

2.蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸

（1）氨基酸的结构特点

教师讲解：氨基酸是组成蛋白质的基本单位，其结构通式为：

①展示几种不同的氨基酸分子结构模型，让学生观察并总结氨基酸的结构特点。

②引导学生分析氨基酸的结构通式，指出其中的氨基（—NH2）、羧基（—COOH）、氢原子（—H）和侧链基团（R）。

③强调氨基酸的结构特点：每个氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

设计意图：让学生了解氨基酸的结构特点，为后续学习蛋白质的结构奠定基础。通过观察和分析，培养学生的科学思维能力。

（2）氨基酸的种类

教师讲解：组成蛋白质的氨基酸约有 21 种，根据人体能否合成，可分为必需氨基酸和非必需氨基酸。

①介绍必需氨基酸和非必需氨基酸的概念，说明人体需要从食物中获取必需氨基酸。

②列举几种常见的必需氨基酸和非必需氨基酸，如赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等是必需氨基酸，丙氨酸、甘氨酸等是非必需氨基酸。

设计意图：让学生了解氨基酸的种类，培养学生的归纳总结能力。

3.蛋白质的结构及其多样性

（1）氨基酸的脱水缩合

教师讲解：氨基酸通过脱水缩合形成肽链。

①展示氨基酸脱水缩合的动画，让学生了解脱水缩合的过程。

动画中可以展示两个氨基酸分子通过脱水缩合形成二肽的过程，一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱去一分子水，形成肽键（—CO—NH—）。接着，多个氨基酸可以依次通过脱水缩合形成多肽链。

②讲解脱水缩合的原理，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（—CO—NH—）。

详细讲解肽键的形成过程和化学性质，让学生理解脱水缩合的本质。同时，介绍在脱水缩合过程中，氨基酸的排列顺序决定了多肽链的一级结构。

③举例说明二肽、三肽和多肽的形成过程，让学生理解肽链的概念。

通过具体的例子，如甘氨酸和丙氨酸形成二肽、三个氨基酸形成三肽等，让学生了解不同长度的肽链是如何形成的。同时，强调多肽链是由多个氨基酸通过肽键连接而成的线性分子。

④组织学生进行小组活动，让学生用模型表示氨基酸的脱水缩合过程，并用文字描述形成的肽链。小组活动中，学生可以通过实际操作，更好地理解脱水缩合的过程和肽链的结构。

设计意图：让学生了解氨基酸形成肽链的过程，培养学生的科学思维能力。通过动画、讲解和小组活动，使抽象的知识更加直观，提高学生的学习兴趣和参与度。

（2）肽链的盘曲折叠

教师讲解：肽链进一步盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。

①展示肽链盘曲折叠形成蛋白质的动画，让学生了解蛋白质的空间结构。

动画中可以展示肽链在不同条件下的盘曲折叠过程，形成不同的二级结构（如 α- 螺旋、β- 折叠等）、三级结构（如球状蛋白、纤维状蛋白等）和四级结构（由多个亚基组成的蛋白质）。让学生直观地感受蛋白质的复杂空间结构。

②介绍蛋白质的二级结构、三级结构和四级结构，说明不同层次的结构对蛋白质功能的影响。

③组织学生讨论蛋白质空间结构与功能的关系，引导学生思考如果蛋白质的空间结构发生改变，会对其功能产生什么影响。例如，蛋白质的变性是由于空间结构的改变，导致其失去生物活性。同时，一些疾病也与蛋白质的空间结构异常有关，如阿尔茨海默病与淀粉样蛋白的错误折叠有关。

设计意图：让学生了解蛋白质的空间结构，培养学生的科学思维能力。通过动画、讲解和讨论，让学生深入理解蛋白质结构与功能的关系。

（3）蛋白质结构多样性的原因

教师讲解：蛋白质结构具有多样性，其原因主要有以下几个方面：

①氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。

展示不同种类、数目和排列顺序的氨基酸形成的肽链，让学生观察并分析蛋白质结构多样性的原因。例如，给出两条由不同 氨基酸组成 的肽链，让学生比较它们的结构差异。同时，介绍在自然界中，由于氨基酸的种类众多，而且可以以不同的数目和排列顺序组合，所以可以形成无数种不同的蛋白质。

②肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同。

展示不同盘曲折叠方式形成的蛋白质空间结构，让学生理解蛋白质结构多样性的原因。例如，展示球状蛋白和纤维状蛋白的空间结构，让学生观察它们的差异。同时，介绍肽链的盘曲折叠方式受到多种因素的影响，如氨基酸的侧链基团、环境条件等，这些因素导致了蛋白质空间结构不同。

设计意图：让学生了解蛋白质结构多样性的原因，培养学生的分析归纳能力。

（三）课堂小结

教师引导学生回顾本节课的主要内容，包括蛋白质的功能、氨基酸的结构特点、种类和分类，以及蛋白质的结构及其多样性。

教师强调蛋白质在生命活动中的重要作用，以及结构与功能相适应的生命观念。

设计意图：帮助学生梳理本节课的重点知识，强化对蛋白质的认识，培养学生的生命观念。

（四）课堂练习

1.下列关于蛋白质功能的叙述，错误的是（ ）

A. 蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质

B. 绝大多数酶是蛋白质，具有催化作用

C. 有些蛋白质具有运输物质的功能

D. 所有蛋白质都具有免疫功能

2.组成蛋白质的基本单位是（ ）

A. 葡萄糖 B. 核苷酸 C. 氨基酸 D. 脂肪酸

3.简述蛋白质结构多样性的原因。

设计意图：通过课堂练习，及时了解学生对本节课知识的掌握情况，发现学生存在的问题并进行针对性的讲解。

（五）布置作业

1.完成课后习题。

2.查阅资料，了解蛋白质在疾病诊断和治疗中的应用，并写一篇短文介绍蛋白质与医学的关系。

3.设计一个实验，探究温度对蛋白质活性的影响。

设计意图：通过课后作业，巩固学生对本节课知识的掌握，培养学生的自主学习能力和探究能力，引导学生关注生命健康，增强社会责任感。

（六）教学反思

对甲烷的结构式进行迁移并运用建构模型、动画展示、小组合作等教学法，化解氨基酸

结构及脱水缩合难点，并布置蛋白质相关研究资料的调查和整理，将课堂延伸。

八、板书设计

蛋白质是生命活动的主要承担者