2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者教学设计2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学教学设计聚焦“蛋白质是生命活动的主要承担者”，涵盖蛋白质功能、氨基酸结构、脱水缩合及结构与功能多样性。通过手术缝合线被吸收的生活实例导入，衔接糖类脂质知识，构建“功能—基本单位—结构形成—多样性”的知识支架。 资料以生命观念（结构与功能观）和科学思维（归纳建模）为核心，运用氨基酸结构模型、脱水缩合动画及“思考.讨论”活动，结合镰状细胞贫血案例，帮助学生理解抽象过程，培养探究能力，为教师提供丰富教学资源，有效突破重难点。

教学课题 第2章第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 课时安排 1 课时 主备人 参备人 教学班级 教学课型 新授课 备课 分备时间 集备时间 课标要求 1. 阐明蛋白质的功能，说明蛋白质是生命活动的主要承担者 2. 掌握氨基酸的结构特点及脱水缩合过程 3. 理解蛋白质结构多样性的原因及结构与功能的关系 教材分析 本节是高中生物有机物核心内容，承接糖类、脂质，重点讲解蛋白质功能、氨基酸结构、脱水缩合、结构多样性，是学习代谢、遗传、调节等知识的基础。 学情分析 学生对蛋白质有生活认知，但对氨基酸结构、脱水缩合计算、蛋白质多样性理解难度大，需通过模型、图示、例题突破。 教学目标 1.归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。 2.分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。 3.说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。 4.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者。认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。 教学重点 （1）蛋白质的功能和结构 （2）氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程 教学难点 （1）氨基酸形成蛋白质的过程 （2）蛋白质结构和功能多样性的原因 教学方法 讲授法、对比归纳法、讲练结合法 教学准备 PPT 课件、氨基酸结构模型、脱水缩合动画、课堂检测题 教学思路 情境导入→蛋白质功能→基本单位氨基酸→脱水缩合形成肽链→蛋白质空间结构→结构多样性→功能多样性→课堂检测→小结作业 教 学 过 程 教学环节 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 【问题探讨】 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。 讨论 1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？ 提示：组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 2.这种缝合线发生什么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？ 提示：这种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，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。 组成细胞的有机物中含量最多的就是蛋白质，从化学角度看，蛋白质也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。那蛋白质在细胞的生命活动中起什么作用呢？ 思考并讨论相关问题 联系生活，激发探究欲 新知探究 一、蛋白质的功能 【知识归纳】蛋白质的功能 阅读教材P28图2-8“蛋白质的功能举例”，归纳蛋白质的功能。 结构蛋白：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。肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。 调节功能：有些蛋白质能够调节机体的生命活动。如胰岛素能够降低血糖浓度。 催化作用：细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。 运输功能：有些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白能运输氧气。 免疫功能：有些蛋白质有免疫功能，人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。 识记蛋白质的5 大功能。 建立蛋白质功能整体认知 新知探究 二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸 【小结】 总体来说，蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。可见细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，即蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质能够承担如此多样的功能，这与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。据估计，生物界的蛋白质种类多达1010-1012种。 过渡：为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？这与它的组成和结构有关吗？ 作为手术缝合线的胶原蛋白之所以能被人体组织吸收，是因为胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸。 阅读教材P29-30，了解组成人体蛋白质的基本单位氨基酸有21种，根据人体细胞能不能合成将氨基酸分成两大类非必需氨基酸和必需氨基酸。 提问：氨基酸的结构是怎样的呢？ 【思考.讨论】氨基酸的结构特点 观察下列几种氨基酸的结构。 讨论 1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ 通过学生活动，观察几种氨基酸的结构，总结：引导学生构建氨基酸分子的结构通式及组成的元素。 每种氨基酸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。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。 2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应联系？ “氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要部分—氨基和羧基。 【方法归纳】“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 一看数量：至少含有一个氨基与一个羧基 二看位置：必需有一个氨基与一个羧基连接在同一个碳原子上。 通过阅读、总结，认识到“一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者”。 思考讨论，得出答案：蛋白质必需经过分解成氨基酸才能被人体吸收和利用。 通过观察几种氨基酸的结构，总结出氨基酸结构特点。 小组讨论总结，得出氨基酸分子的结构通式： 突破氨基酸结构核心 巩固新课 小结回顾 课堂检测 PPT 原题，当堂订正。 作业设计 基础性作业 完成教材课后练习与应用 拓展性作业 总结蛋白质相关计算公式 板书设计 第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者 一、蛋白质的功能 结构蛋白 调节 催化 运输 免疫 二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸 1.氨基酸的种类：必需氨基酸和非必需氨基酸 2.氨基酸的结构特点 3.氨基酸的结构通式 教学反思 本节课的教学内容是蛋白质是生命活动的主要承担者。在教学过程中，我采用了多种教学方法，如直观教学法、案例教学法、问题引导法等，旨在帮助学生更好地理解和掌握蛋白质的知识。 首先，我通过展示一些常见的蛋白质实例，如酶、抗体、激素等，引起学生的兴趣和好奇心，引导学生思考蛋白质在生命活动中的重要作用，这有助于激发学生的学习兴趣，提高他们的学习动力。 其次，我让学生自主阅读教材，了解蛋白质的基本组成单位和多样性，这有助于培养学生的自主学习能力和观察能力，为后续的深入学习打下基础。 待改进之处：课堂容量大，时间紧张，学生活动与深度讲解的平衡需精确把控。 教学课题 第2章第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 课时安排 1 课时 主备人 参备人 教学班级 教学课型 新授课 备课 分备时间 集备时间 课标要求 1. 阐明蛋白质的功能，说明蛋白质是生命活动的主要承担者 2. 掌握氨基酸的结构特点及脱水缩合过程 3. 理解蛋白质结构多样性的原因及结构与功能的关系 教材分析 本节是高中生物有机物核心内容，承接糖类、脂质，重点讲解蛋白质功能、氨基酸结构、脱水缩合、结构多样性，是学习代谢、遗传、调节等知识的基础。 学情分析 学生对蛋白质有生活认知，但对氨基酸结构、脱水缩合计算、蛋白质多样性理解难度大，需通过模型、图示、例题突破。 教学目标 1.归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。 2.分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。 3.说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。 4.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者。认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。 教学重点 （1）蛋白质的功能和结构 （2）氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程 教学难点 （1）氨基酸形成蛋白质的过程 （2）蛋白质结构和功能多样性的原因 教学方法 讲授法、对比归纳法、讲练结合法 教学准备 PPT 课件、氨基酸结构模型、脱水缩合动画、课堂检测题 教学思路 情境导入→蛋白质功能→基本单位氨基酸→脱水缩合形成肽链→蛋白质空间结构→结构多样性→功能多样性→课堂检测→小结作业 教 学 过 程 教学环节 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 复习导入 回顾蛋白质的功能、氨基酸的结构特点等内容。 回顾知识点 对知识点加深巩固 新知探究 三、蛋白质的结构及其多样性 阅读教材P30-31，掌握氨基酸的脱水缩合过程。 1.脱水缩合 肽键：连接两个氨基酸分子的化学键 二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物 三肽：由三个氨基酸缩合而成的化合物 多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，多肽通常呈链状结构，叫作肽链。 归纳总结出公式：肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数—肽链数 D.996、1016、1016 【归纳小结】氨基酸脱水缩合的有关计算 （1）氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数 （2）羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上N原子数 ＝各氨基酸N原子总数 O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数 ＝各氨基酸O原子总数－脱去水分子数 观察动画、记忆公式、进行计算练习 攻克计算难点 新知探究 三、蛋白质的结构及其多样性 2.由肽链形成蛋白质 由于氨基酸之间能够形成氢键、二硫键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 讲解公式：蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－18×脱去的水分子数 若存在二硫键：蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－18×脱去的水分子数-2×二硫键数 2.由肽链形成蛋白质 这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。如血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链，它的空间结构如图2-12所示。 【思考.讨论】氨基酸怎样构成蛋白质 观察图2-12，讨论并回答下列问题。 讨论 1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 氨基酸脱水缩合形成二肽、三肽……多肽；一条肽链按照一定形态盘曲、折叠构成空间结构；多条肽链构成更为复杂的空间结构。 2.进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？ 食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。 这些氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽……多肽，由多肽链构成人体蛋白质。 不一样，人体中的蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能 3.如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？试着说出蛋白质种类多种多样的原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）。 10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链。 展示氨基酸组成多肽链的模式图，总结蛋白质多样性的原因。 氨基酸层面： 氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序千变万化 肽链层面：肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别 思考讨论，回答问题。 归纳原因 建立结构决定功能观念 新知探究 三、蛋白质的结构及其多样性 【知识拓展】蛋白质结构与功能相适应的实例 每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 镰状细胞贫血病因：在镰状细胞贫血中，血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代，形成的异常的血红蛋白直接造成了红细胞的异常（结构异常导致功能异常）。 【相关信息】人类的许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维化、阿尔茨海默病、帕金森病等。 【与社会的联系】蛋白质变性 蛋蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。 因素：加热、紫外线照射、强酸、强碱、加酒精等。 注意：变性的蛋白质肽键没有被破坏，还能与双缩脲试剂发生紫色反应 思考：吃煮熟的鸡蛋等更容易消化，这是为什么？ 理解变性特点 强化结构决定功能，深化结构与功能观。 巩固新课 小结回顾 课堂检测 PPT 原题，当堂订正。 作业设计 基础性作业 完成教材课后练习与应用 拓展性作业 绘制结构层次图 板书设计 第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者 二、蛋白质的结构及其多样性 1.脱水缩合 2.由肽链形成蛋白质 3.蛋白质结构多样性的原因 氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序千变万化 肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别 教学反思 本节课通过展示“氨基酸的脱水缩合”的过程图，认识氨基酸的结构、脱水缩合形成多肽、肽环、2条肽链的过程，通过总结脱水缩合过程中氨基数、羧基数、肽键数、脱水数，认识到形成肽链过程中，氨基数、羧基数、肽键数、脱水数的变化，为计算做好准备，提升课堂趣味性，让脱水缩合具象化，帮助学生理解这个过程和发生的变化。以活动引导教学，按照内容的逻辑顺序将氨基酸组成肽链，肽链盘曲、折叠形成有特定空间结构的蛋白质，蛋白质的空间结构与功能发生适应性关联。 在教学过程中，结合学生生活实践经验，增加学生对抽象内容的感性认识，使学生在主动获取知识的过程中完成重点、难点知识的学习，提高学生的观察、思考与获取信息的能力、形成结构与功能相适应的观点。 学科网（北京）股份有限公司 $