2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者（第 2 课时）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氨基酸脱水缩合、蛋白质结构层次及多样性等核心知识，通过复习氨基酸引入，结合教材蛋白质种类素材提问，承上启下构建学习支架，衔接前后知识脉络。 以“结构决定功能”生命观念为主线，采用自主学习、小组讨论等科学思维培养方式，通过动画演示脱水缩合微观过程，结合生活实例解析变性本质，梯度练习强化计算规律，帮助学生建立生命观念与科学思维，为教师提供贴合教材的高效教学流程。

人教版高中生物必修1 2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者（第2课时）教学设计 一、教材分析 本节课是人教版高中生物必修 1《分子与细胞》第 2 章第 4 节的第 2 课时，承接上一课时 “氨基酸的结构与种类”，核心内容包括氨基酸的脱水缩合过程、蛋白质的结构层次、结构多样性的原因、蛋白质变性及基础相关计算。 本节课是细胞分子组成的核心内容，既是理解蛋白质功能多样性的结构基础，也为后续学习酶、基因表达等知识奠定铺垫，在教材中起到承上启下的作用。本节课以 “结构决定功能” 的生命观念为主线，是培养学生生物学科核心素养的重要载体，所有内容均贴合教材正文与 “与生活的联系” 板块设计。 二、教学目标 1. 知识目标 （1）阐明氨基酸脱水缩合的过程，准确识别肽键结构，明确二肽、多肽、肽链 的概念。 （2）概述蛋白质的结构层次，说明蛋白质结构多样性的原因。 （3）阐释蛋白质变性的诱因与本质，辨析变性过程中肽键是否断裂。 （4）掌握链状蛋白质相关计算的基本规律，能准确计算肽键数、脱水数、游离 氨基 / 羧基数及蛋白质相对分子质量。 2. 能力目标 （1）通过问题引导与小组讨论，提升归纳概括、逻辑推理与合作交流能力。 （2）通过蛋白质相关计算的梯度训练，提升运用规律解决生物学问题的能力。 3. 生命观念 通过分析蛋白质结构与功能的关系，建立“结构决定功能”的生命观念，认同蛋白质是生命活动的主要承担者。 三、教学重难点 教学重点 1.氨基酸脱水缩合的过程与肽键的结构。 2.蛋白质结构多样性的原因。 3.蛋白质相关计算的规律与应用。 教学难点 1.氨基酸脱水缩合的微观过程。 2.蛋白质空间结构的理解。 3.蛋白质变性的本质。 四、教学方法 自主学习法、小组讨论法、直观教学法（教材插图 + 动画演示）、讲练结合法 五、教学准备 多媒体课件（含教材配套脱水缩合过程动画、蛋白质结构示意图、蛋白质变性实例图）、氨基酸结构模型、教材正文素材 六、教学过程 （一）情景导入，激发兴趣（3分钟） 1.复习回顾：上节课我们学习了蛋白质的基本单位 —— 氨基酸，知道组成人体蛋白质的氨基酸有 21 种。 2.呈现教材素材：生物体内的蛋白质种类多达 1010～1012 种，具有催化、运输、免疫等多种多样的功能。 3.提出问题（对应教材 “本节聚焦”）：仅 21 种氨基酸，为什么能构成种类如此繁多的蛋白质？氨基酸之间是如何连接形成蛋白质的？ 4.引出课题：今天我们就一起来探究氨基酸的结合方式，以及蛋白质结构多样性的奥秘。 （二）自主学习，小组讨论（15分钟） 1.自主学习（10分钟） 布置自学任务：阅读教材第29～31页内容，结合课件提示，勾画以下核心要点： 氨基酸的结合方式名称与具体过程 二肽、多肽、肽链的定义，肽键的结构简式 蛋白质的结构层次 蛋白质结构多样性的原因 蛋白质变性的概念、诱因与本质 2.小组讨论（5分钟） （要求：4 人一组，组长安排记录员与发言人，围绕以下 4 个问题展开讨论，形成小组结论： （1）两个氨基酸是如何连接在一起的？该过程叫什么？形成的化学键是什么？ （2）二肽和多肽有什么区别？肽链和多肽是什么关系？ （3）从氨基酸和肽链两个层面，归纳蛋白质结构多样性的原因。 （4）鸡蛋煮熟后蛋白质发生了什么变化？变性后的蛋白质还能被双缩脲试剂检测吗？为什么？。 （三）新课讲授，突破重难点（20分钟） 1. 氨基酸的结合方式——脱水缩合 小组展示后，教师结合教材图 2-10 与动画演示，分步讲解： （1）过程：一个氨基酸分子的羧基（-COOH）脱去一个羟基（-OH），另一个氨基酸分子的氨基（-NH₂）脱去一个氢原子（-H），羟基与氢结合生成一分子水，同时两个氨基酸通过化学键连接，这个过程叫做脱水缩合。 （2）肽键：连接两个氨基酸分子的化学键，结构简式写作 -CO-NH-（强调化学键的正确写法，两侧的短键不能省略）。 （3）二肽：由 2 个氨基酸脱水缩合形成的化合物，只含有 1 个肽键。 （4）多肽与肽链：由多个氨基酸脱水缩合形成，含有多个肽键的化合物，叫做多肽；多肽通常呈链状结构，因此也叫做肽链。 （5）延伸：肽链的一端有游离的氨基（-NH₂），另一端有游离的羧基（-COOH），因此一条肽链至少含有 1 个氨基和 1 个羧基。 2. 蛋白质的结构层次 结合教材蛋白质结构示意图讲解： 氨基酸通过脱水缩合形成肽链，氨基酸在肽链中的排列顺序是蛋白质的一级结构，由肽键维系。  肽链不是直线形的，也不是位于同一平面上，而是能盘曲、折叠，形成一定的空间结构；有些蛋白质含有多条肽链，这些肽链通过一定的化学键相互结合，形成更复杂的空间结构。  总结：氨基酸脱水缩合形成的多肽链，必须经过盘曲、折叠，形成特定的空间结构，才能承担相应的生命活动功能。 3. 蛋白质结构多样性的原因 引导学生结合教材内容，从两个层面归纳： （1）氨基酸层面：组成蛋白质的氨基酸的种类不同、数目不同、排列顺序不同，会形成不同的肽链。 举例：同样由 A、B 两种氨基酸组成，A-B-A 和 B-A-B 就是两种不同的多肽。 （2）肽链层面：肽链盘曲、折叠的方式不同，形成的空间结构千差万别，即使氨基酸组成相同的肽链，也会形成不同的蛋白质。 观念升华：蛋白质的结构多种多样，决定了蛋白质功能的多样性，体现了 “结构决定功能” 的生命观念。 4. 拓展：蛋白质变性（对应教材 “与生活的联系”） 结合 “生鸡蛋煮熟后不能孵出小鸡” 的生活实例讲解： （1）概念：在高温、强酸、强碱、重金属盐等物理或化学因素作用下，蛋白质的空间结构被破坏，导致其理化性质改变、生物活性丧失的现象，叫做蛋白质变性。 （2）本质：蛋白质变性只破坏了蛋白质的空间结构，肽键没有断裂，氨基酸的排列顺序保持不变。 （3）验证：变性后的蛋白质仍然能与双缩脲试剂发生紫色反应，因为肽键依然存在。 （4）生活应用：高温消毒灭菌利用了蛋白质变性的原理；重金属盐中毒时，可服用牛奶、豆浆等富含蛋白质的食物缓解毒性。 5. 蛋白质的相关计算 结合具体实例，逐步推导公式，帮助学生理解规律： （1）肽键数与脱去水分子数 实例推导： 2个氨基酸形成1条肽链：肽键数 = 1，脱水数 = 1 = 2-1 3个氨基酸形成1条肽链：肽键数 = 2，脱水数 = 2 = 3-1 n个氨基酸形成1条肽链：肽键数 = 脱水数 = n-1 n个氨基酸形成m条肽链：肽键数 = 脱水数 = n - m 规律：链状多肽中，肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数 - 肽链数 （2）游离氨基数与游离羧基数 一条肽链的两端，分别有 1 个游离的氨基和 1 个游离的羧基，因此： 至少含有的游离氨基（羧基）数 = 肽链数 实际游离氨基（羧基）数 = 肽链数 + R 基中含有的氨基（羧基）数 （3）蛋白质相对分子质量 根据质量守恒，蛋白质的总质量 = 所有氨基酸的总质量 - 脱去水分子的总质量 公式：蛋白质相对分子质量 = 氨基酸数 × 氨基酸平均相对分子质量 - 脱去水分子数 × 18 （四）课堂巩固，学以致用（5 分钟） 完成课件中 4 道梯度练习题，学生独立作答后，教师针对易错点进行讲解，强化概念与计算规律： 1.基础概念题：判断脱水缩合过程与肽键结构的表述正误。 2.变性辨析题：判断蛋白质变性相关叙述的对错。 3.基础计算题：已知氨基酸数和肽链数，计算肽键数、脱水数。 4.综合计算题：计算蛋白质相对分子质量与至少含有的游离氨基数。 （五）课堂小结，构建体系（2 分钟） 师生共同梳理本节课知识脉络： 氨基酸通过脱水缩合形成多肽，多肽盘曲折 叠形成具有空间结构的蛋白质；氨基酸的种类、数目、排列顺序与肽链的空 间结构共同决定了蛋白质结构的多样性，结构多样性决定了功能的多样性； 蛋白质变性只破坏空间结构，不破坏肽键。 七、板书设计 2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者（第 2 课时） 一、氨基酸的结合方式：脱水缩合 1.过程：羧基脱羟基，氨基脱氢，生成水 2.化学键：肽键（-CO-NH-） 3.二肽 → 多肽 → 肽链 二、蛋白质的结构层次 氨基酸 → 多肽链 → 盘曲折叠 → 蛋白质（空间结构） 三、结构多样性的原因 1.氨基酸层面：种类、数目、排列顺序不同 2.肽链层面：空间结构不同 → 结构决定功能 四、蛋白质变性 1.本质：空间结构破坏，肽键不断裂 2.验证：双缩脲试剂仍显紫色 五、相关计算（链状） 1.肽键数 = 脱水数 = 氨基酸数 - 肽链数 2.游离氨基 / 羧基数 ≥ 肽链数 3.蛋白质相对分子质量 = 氨基酸总质量 - 脱水总质量 八、作业设计 基础题 完成教材课后习题第 1、2、3 题，巩固核心概念与基础计算。 提升题 已知某蛋白质由 2 条肽链、100 个氨基酸组成，氨基酸平均相对分子质量为 128。请计算： （1）该蛋白质的肽键数与脱去的水分子数； （2）该蛋白质的相对分子质量； （3）该蛋白质至少含有的游离氨基数和羧基数。 九、教学反思 本节课依托教材正文设计教学环节，通过动画与实例将微观过程直观化，突 出学生主体地位。教学中需重点关注学生对脱水缩合微观过程、蛋白质变性 本质的理解误区，后续可通过增加变式计算训练，强化学生对规律的应用能 力。同时需进一步贴合教材实例，避免拓展过深，确保内容符合必修 1 的学 业要求。 学科网（北京）股份有限公司 $