第四章 超分子教学设计2023-2024学年高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修3

超分子 人教版选择性必修3生物大分子及合成高分子 一、课标呈现 1.了解人类探索物质结构的过程， 认同“物质结构的探索是无止境的 ”观点， 了解从原 子、分子、超分子等不同尺度认识物质结构的意义。 2.初步认识物质的结构与性质之间的关系， 知道物质结构的研究有助于发现具有预期性 质的新物质， 以及为设计与合成这些新物质提供理论基础。认识研究物质结构有助于了 解材料的结构与性能的关系，对优化物质结构、改善材料性能具有重要意义。 3.能从物质微观层面理解其组成、结构和性质的联系， 形成“结构决定性质， 性质决定 应用”的观念。 二、教学内容分析 1.内容分析 本节课的核心内容是超分子。结合生物上已经学过的抗原-抗体特异性结合，DNA 中碱 基互补配对入手， 从结构角度重新认识这些生物大分子的特异性结合， 从而帮助学生建立结 构决定性质， 性质决定功能的化学思想。本节课主要从新冠抗原检测的原理出发， 并指出其 中蕴含超分子的知识， 激发学生学习超分子的兴趣。从学生熟悉的 DNA 分子入手， 剖析其内 部两条链的结合方式，引出超分子的概念。其中，通过腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）结合， 鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）结合， 得出超分子的第一个特征——分子识别。通过碱基互补配 对、酶和底物结合解释进行分子识别的两种途径：分子间作用和尺寸匹配。展示冠醚与钾离 子的识别， 冠醚与 C60 的识别。在分子进行识别后， 两分子要结合， 这一结合的过程即为自 组装。自组装是指结构较简单或较小的分子从无序状态， 在无外界干预的条件下， 通过相互 作用自行聚集， 组织成规则结构的现象， 是形成超分子结构的重要方式。学生了解了超分子 的结构和性质后， 再强调超分子的功能， 为学生树立结构决定性质， 性质决定功能的化学思 想。以杯酚分离 C60 与 C70、冠醚做相转移催化剂为例， 最后介绍生物体内的一些超分子的功 能。最后从对超分子学习的过程， 使学生学会从超分子、大分子、分子等不同尺度认识物质 结构的学习方法。 2.素养呈现 微观结构决定宏观性质，宏观性质决定主要功能，这就需要学生能基于超分子的功能， 从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题， 发展学生宏观辨识与微观探析， 证据推理 与模型认知，科学探究与创新意识，科学态度与社会责任。 三、学情分析 学生在生物课上已经学习了分子的特异性结合以及结合后所表现出来的功能， 也初步了 解了 DNA 的结构；在化学必修课程中已经学习了分子间作用力，以及相似相溶的原理。在生 物上学生学习了能够特异性结合的分子， 例如 DNA，蛋白质， 磷脂双分子层等， 但是并不知 1 学科网（北京）股份有限公司 道这些能够特异性结合的分子就是超分子， 对超分子的知识并不熟悉。例如，超分子是什么？ 超分子的特点是什么？超分子有哪些用途？ 四、教学目标 1.以抗体与抗原特异性结合为例，认识生命中常见的超分子及功能。 2.以 DNA 碱基互补配对原则为例，认识超分子的特征 3.以杯酚和冠醚为例，介绍超分子的功能 五、教学方法 实验法、讨论法 六、教学重点、难点 重点：生命体中常见的超分子及超分子的特征 难点：超分子的形成与应用 七、教学流程 八、教学过程 环节一：初探超分子 【情境】随着 2019 年新冠疫情的爆发，我们现在每周都要做核酸，除了核酸检测，还 可以用抗原检测来检测新冠病毒，抗原检测的原理是什么？ 【播放视频】播放核酸检测的动画视频 【导入】抗原检测的原理里面蕴含着超分子的知识，今天我们就来学习抗原检测中的 “ 巨星——超分子” 2 学科网（北京）股份有限公司 【任务 1-1】DNA 双螺旋结构中的两条链如何连接？ 【活动 1-1】画出腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T），鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）形成的氢 键。 【归纳 1-1】A 和 T ，G 和 C 之间依靠氢键结合，并且在 DNA 复制的过程中，两条链 中的氢键断开并不影响碱基的性质，因为氢键属于分子间作用。DNA 属于超分子，超 分子指的是分子（离子） 和分子（离子） 之间通过分子间相互作用结合形成的分子聚集 体。 评价任务 1 根据学生画氢键的情况评价学生从分子、原子水平认识物质的能力。另外， 根据学生书 写情况判断其对化学符号的使用能力。根据课堂中生成的问题评价学生的质疑能力。根 据学生回答情况判断学生对不同学科知识的相互连通能力。 设计意图 从时下热点——新冠病毒的检测出发， 激发学生学习兴趣。创建 DNA 双螺旋结构形成 的情境，设置学习任务，诊断学生是否能从大分子、分子、原子层面认识超分子。 环节一 学生表现评价标准 评 价 水平 水平 1 水平 2 水平 3 水平 4 评 价 标准 能说出 DNA 中碱基 通过氢键连接 能说