2.4第1课时蛋白质的功能及基本组成单位教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第1课时蛋白质的功能及基本组成单位 教学指导 目标素养 1．举例说明蛋白质具有多种功能，认同蛋白质是生命活动的主要承担者。 2．阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位，说出组成人体蛋白质的氨基酸有21种。 3．分析氨基酸的结构特点，归纳、概括氨基酸的结构通式，构建结构与功能相适应的生命观念。 4．举例说明根据能否在人体细胞内合成，氨基酸被分为必需氨基酸和非必需氨基酸。 重点难点 重点 1．蛋白质的功能。 2．氨基酸的结构特点。 难点 1．构建结构与功能相适应的生命观念。 2．氨基酸的结构特点。 教师准备 1．查找并剪辑相关视频，制作课件。 2．准备搭建球棍模型的材料。 学生准备 1．复习组成细胞的化合物。 2．预习。 导入新课 导入一 教师 请回忆本章所学内容，回答下列问题。 1．细胞中含量最多的化合物是什么？ 2．细胞干重含量最多的化合物是什么？ 3．组成细胞的有机化合物中，含量最多的是什么？ 4．检测蛋白质的原理是什么？ 5．用一句话描述蛋白质在细胞中的功能。 学生 回忆本章所学内容，思考并回答问题。 1．细胞中含量最多的化合物是水。 偶有所得 2．细胞干重含量最多的化合物是蛋白质。 3．组成细胞的有机化合物中，含量最多的是蛋白质。 4．检测蛋白质的原理是蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。 5．蛋白质是生命活动的主要承担者。 那么蛋白质到底具有哪些功能呢？请观看视频《神奇的小蛋》。 导入二 教师 2020年的3月和5月，因将蛋白质含量低的蛋白固体饮料充当婴儿奶粉，湖南再现“大头娃娃”。想一想，为什么要适量吃高蛋白食物？ 学生 蛋白质是建造和修复身体的重要原料，人体的生长发育以及受损细胞的修复和更新都离不开蛋白质。 教师 从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。那么，为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？ 学生 这是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 教师 这种手术缝合线发生怎样的化学变化才能被吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？ 学生 这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收，因此蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。 教师 胶原蛋白能锁住水分，支撑细胞，使细胞丰满、水盈，让皮肤充满弹性、细腻又光滑。细胞中的蛋白质的种类有很多，蛋白质是生命活动的主要承担者，那么这些蛋白质都具有哪些功能呢？ 教学过程 环节一：蛋白质的功能 思路一 观察图片，小组合作，结合教材内容，依次分析其中含有的主要蛋白质的种类和功能。 学生 图1是肌纤维，含有肌动蛋白和肌球蛋白等，它们是构成细胞和生物体结构的重要物质。 教师 许多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。例如，肌肉、头发、蛛丝、羽毛等的成分主要是蛋白质。 学生 图2是红细胞，含有血红蛋白，其功能是运输氧气。 教师 细胞中有些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白。 学生 图3中涉及的蛋白质-酶，具有催化化学反应的功能。 细胞中具有催化功能的化合物称为酶。细胞内的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶是蛋白质。 学生，图4中的蛋白质具有传递信息的功能。 教师有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素等。 学生 图5中的蛋白质-抗体具有免疫功能。 人体中的有些蛋白质有免疫功能，如人体中的抗体。 教师 请将蛋白质的主要功能和实例用线连起来。 1．构成细胞和生物体的结构物质 a.肌肉、毛发中的蛋白质 2．调节机体的生命活动 b.血红蛋白 3．运输功能 c.抗体 4．催化功能 d.胰岛素 5．免疫功能 e.绝大多数酶 学生1-a.2-d.3-b.4-e.5-c。 教师 由上面的分析可知，蛋白质对生物体来讲十分重要，而细胞中的蛋白质不断进行代谢，那么为了我们自身的健康，在平时的饮食中，我们应该注意什么？ 学生 需要适当地摄入含蛋白质丰富的食物。 设计意图 思路二 常见的几种蛋白质。研究表明头发中含量最多的蛋白质是角蛋白.肌肉细胞中含有较多的肌球蛋白和肌红蛋白，结合教材知识想一想，头发、肌肉中的蛋白质的功能是什么？ 学生 有些蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的 偶有所得成分主要是蛋白质。 教师血红蛋白主要存在于什么细胞中？它具有什么功能？ 学生 血红蛋白主要存在于红细胞中，它具有运输氧的功能。 消化酶具有什么功能？ 学生 消化酶具有催化功能。 教师 细胞中的化学反应都离不开酶的催化。酶的种类繁多，消化酶只是其中一类。绝大多数酶是蛋白质。 图中左下角黄色区域的细胞可以分泌胰岛素，胰岛素也属于蛋白质，可以调节血糖平衡，这说明蛋白质还具有什么功能？ 学生 胰岛素可以调节血糖平衡，这说明蛋白质具有调节机体生命活动的功能。 教师 从功能的角度看，胰岛素属于激素，激素具有调节生命活动的功能。激素通常由产生部位运送到作用部位，因此也可以说具有信息传递功能。 教师 图中的抗体的化学本质是什么？抗体可以与病原体中的抗原特异性结合，这说明抗体具有什么功能？ 学生 抗体的化学本质是蛋白质。抗体可以与病原体中的抗原特异性结合，可以帮助人体抵御病毒和病菌等抗原的侵袭，也就是说抗体具有免疫功能。 教师总结一下，细胞中的蛋白质的主要功能有哪些？列表展示。 列表展示蛋白质的主要功能： 类别 举例 功能 结构蛋白 角蛋白、肌球蛋白等 构成细胞和生物体结构的重要物质 功 能 蛋 白 催化作用 绝大多数酶 催化细胞中的化学反应 运输作用 血红蛋白 具有运输作用 信息传递 胰岛素等蛋白质类激素 调节机体的生命活动 免疫作用 抗体等 抵御病菌和病毒等抗原的入侵 表中各种蛋白质各具有其特定的空间结构，也就是说功能不同的蛋白质拥有不同的结构，即结构多样性决定了功能多样性。要理解蛋白质结构的多样性，首先我们要了解一下蛋白质的基本组成单位-氨基酸。 设计意图 让学生从图片分析的过程中体会蛋白质对人体的重要性，以表格的形式展示蛋白质的功能，可使知识点简明化，更便于学生理解记忆。 环节二；蛋白质的基本组成单位-氨基酸 思路一 教师 几种氨基酸的结构，仔细观察，小组合作讨论，回答下列问题： 1．氨基酸的元素组成有哪些？ 2．这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ 3．写出氨基酸的结构通式。 4．组成人体蛋白质的氨基酸有多少种？不同的氨基酸什么基团不同？ 5．你还能提出什么问题呢？ 学生 1．所有的氨基酸都含有C、H、O、N，有些氨基酸还含有S元素。 2．每种氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。 3．氨基酸的结构通式： 4．组成人体蛋白质的氨基酸有21种，不同的氨基酸R基不同。 5．例如：S元素在什么基团中？“每种氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基”，这说明有些氨基酸含有两个氨基或者两个羧基，则这些氨基和羧基位于什么基团中？ 教师 播放视频《氨基酸的结构特点》。 教师 请总结不同氨基酸的共有部位和不同部位。 学生 氨基酸共有部位是一个氨基、一个羧基和一个氢连在同一个碳原子上，不同的氨基酸连在这个碳原子上的R基不同。 几种化合物，请仔细观察，其中属于细胞中氨基酸的有哪些？写出其R基。对于不属于的，请说出理由。 学生 属于氨基酸的有4、5，其R基分别是-CH2-OH和-CH2-COOH。1缺少氨基，2缺少羧基，3氨基和羧基没有连在同一个碳原子上。 豆类含有较为丰富的蛋白质，一般含蛋白质30％～40％，氨基酸组成较为合理， 具有较高的利用率，是植物蛋白质的良好来源。吃素的人，需要经常摄入一些豆制品，你知道 偶有所得为什么吗？ 学生 组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中有8种是人体细胞不能合成的，这些氨基酸必须从外界环境中获取，所以被称为必需氨基酸。 必需氨基酸有赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，动物性食物和豆类食品一般含必需氨基酸较多。经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸。 教师另外13种氨基酸被称为非必需氨基酸，是不是人体细胞不需要这些氨基酸？ 学生 不是，只是这些氨基酸在人体细胞内可由其他物质转化而来。 教师请总结一下有关氨基酸的知识点。 学生总结、记忆氨基酸的相关知识点。 1．每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个H原子和一个侧链基团（R基）。 2．R基的不同决定氨基酸的不同。 3．组成人体蛋白质的氨基酸共有21种，其中8种氨基酸只能从外界环境中获得，属于必需氨基酸。 设计意图 基于事实，经过归纳与概括等科学思维方法，总结出氨基酸的结构特点，并完善氨基酸的概念。 思路二 教师 观察图中四种氨基酸的分子结构，再观看视频《氨基酸的结构特点》，小组合作，回答下列问题。 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 1．这四种氨基酸的结构有什么共同特点？ 2．在图中用圆圈画出四种氨基酸的不同。 3．“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？ 4．请写出氨基酸的结构通式。 学生 观看图片和视频，思考并回答问题。 1． 每种氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。 2. 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 3．“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要部分-氨基和羧基。 请用桌上的小球和小棍构建氨基酸分子结构的物理模型。示例： 谷氨酰胺 苏氨酸 学生 尝试使用球、棍构建氨基酸分子的物理模型。展示氨基酸分子模型，比较各组制作的氨基酸种类是否相同。 教师 我们一起对氨基酸进行总结： 1．这些氨基酸共有的元素有哪些？请用准确的语言表述氨基酸的元素组成。 2．氨基酸分子之间的区别在于什么基团的不同？ 3．试用最简洁的语言总结氨基酸结构通式的特点。 4．如果给出某一分子结构，你将如何判断它是不是组成蛋白质的氨基酸？ 学生 先独立思考上述问题，再在组内交流，统一认识，最后由小组代表展示交流后的结果。总结： 1．氨基酸共有的元素有C、H、O、N，有的氨基酸还含有S、Se。 2．氨基酸分子之间的区别在于R基的不同。 3．每种氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，这个碳原子上还连有一个H和一个R基。 4．“一查”：是否有氨基和羧基；“二看”：是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸。 教师 在展示中，引导各小组相互质疑、补充，完善学生对氨基酸结构特点的认识，并强调-NH2、-COOH及氨基酸结构通式书写的准确、规范。 学科网（北京）股份有限公司 $$