2024-2025学年新教材高中生物 第三章 细胞的物质基础 第五节 元素与生物大分子教案 北师大版必修1

2024-2025学年新教材高中生物第三章细胞的物质基础第五节元素与生物大分子教案北师大版必修1授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教材分析《2024-2025学年新教材高中生物第三章细胞的物质基础第五节元素与生物大分子教案北师大版必修1》的课程内容紧密联系教材，以生物大分子的基本元素为切入点，探讨蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的组成元素、结构特点及功能。通过本节课的学习，使学生深入理解生物大分子在生命活动中的重要作用，掌握生物大分子的基本性质和分类，培养学生在实际生活中运用所学知识分析问题的能力。课程设计注重引导学生从元素层面认识生物大分子，强调理论知识与实践应用的结合，符合高中生物教学实际需求。核心素养目标分析本节课围绕高中生物核心素养，特别是生命观念、科学思维和科学探究能力进行设计。通过学习元素与生物大分子的关系，培养学生对生物体结构与功能适应性的理解，深化生命观念。学生将能够运用科学思维，分析生物大分子中元素的作用和相互关系，提升对生物分子复杂性的认识，进而培养他们的系统思维和分子视角。此外，课程强调探究实践，引导学生通过案例研究、数据分析和模型构建等活动，增强科学探究能力，特别是在提出假设、设计实验和解释结果方面的技能。通过这些活动，学生将学会如何整合知识，解决问题，从而为理解生物学更复杂的概念打下坚实基础，促进他们成为具有创新精神和实践能力的现代公民。重点难点及解决办法重点：

1.生物大分子的基本组成元素及其功能。

2.生物大分子（蛋白质、核酸、多糖）的结构特点及其在生命活动中的作用。

难点：

1.生物大分子中元素相互作用的复杂性。

2.学生对生物大分子结构与功能关系的深入理解。

解决办法及突破策略：

1.利用多媒体教学资源，如动画和模型，直观展示生物大分子的结构，帮助学生形象理解其组成和功能。

2.设计互动讨论环节，鼓励学生通过小组合作，分析具体案例，探讨生物大分子在细胞中的具体作用，以加深理解。

3.引导学生通过实验模拟或实际操作，体验生物大分子的提取和鉴定过程，从而感知其结构特点。

4.创设问题情境，引导学生运用批判性思维，比较不同生物大分子的异同，突出其独特性和相互作用。

5.提供学习指导材料，如概念图和思维导图，帮助学生梳理知识点，形成系统化认识。

6.对学习难点进行针对性辅导，通过课后小组讨论、在线问答等形式，为学生提供个性化学习支持，确保每位学生都能跟上课程进度。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：针对生物大分子的基础知识，采用逻辑清晰、条理分明的讲授方式，确保学生能够系统掌握蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的基本概念和性质。通过生动的案例和实际应用，激发学生的学习兴趣，提高课堂注意力。

-引入生活实例，如食物中的蛋白质、DNA亲子鉴定等，使理论联系实际，增强学生的感知和理解。

-设计互动提问环节，鼓励学生主动思考，及时反馈，提高课堂参与度。

2.讨论法：围绕生物大分子的功能与结构特点，组织小组讨论，促进学生之间的交流与合作。通过比较不同生物大分子的异同，培养学生批判性思维和分析问题的能力。

-制定讨论主题，如“蛋白质的多样性与其功能的关系”，引导学生深入探讨。

-教师巡回指导，及时解答学生的疑问，引导学生正确思考，确保讨论的有效性。

3.实验法：结合教材中的实验内容，设计一系列观察和操作实验，让学生亲自动手，体验生物大分子的提取、分离和鉴定过程，加深对生物大分子特性的理解。

-进行蛋白质的凝胶电泳实验，让学生直观感受蛋白质的迁移现象。

-利用模型构建活动，如搭建DNA双螺旋结构模型，增强学生对生物大分子空间结构的认识。

教学手段：

1.多媒体设备：运用PPT、视频、动画等多媒体资源，直观展示生物大分子的结构和功能，帮助学生形成清晰的认识。

-制作生物大分子结构的动画，如蛋白质的折叠过程，使抽象概念具象化。

-使用互动软件，如生物大分子模拟软件，让学生在虚拟环境中探索和操作，提高学习兴趣。

2.教学软件：利用教学平台和软件，如在线课堂管理系统、思维导图软件等，辅助教学，提高教学效率。

-通过在线课堂管理系统发布预习资料，引导学生提前了解课程内容。

-使用思维导图软件，帮助学生梳理知识点，构建知识网络。

3.网络资源：整合互联网资源，如学术论文、科普文章等，拓展学生的学习视野，鼓励学生自主学习。

-推荐学术网站和在线课程，为学生提供深入学习的平台。

-引导学生利用网络资源进行课题研究，如蛋白质工程在医学上的应用，提高学生的科学探究能力。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《元素与生物大分子》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们是否注意过日常食物中不同的营养成分，比如蛋白质、糖类？”这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索生物大分子的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解生物大分子的基本概念。生物大分子如蛋白质、核酸、多糖是由成百上千个单体组成的大分子，它们在生命活动中扮演着重要角色，是细胞结构和功能的基础。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。比如，鸡蛋中的蛋白质在烹饪过程中的变化，这个案例可以帮助我们理解蛋白质的结构与功能关系。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调生物大分子的组成元素和结构功能这两个重点。对于难点部分，我会通过模型展示和实际例子来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与生物大分子相关的实际问题，如“蛋白质在人体中的作用”。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作，如蛋白质的沉淀反应，这个操作将演示蛋白质的基本性质。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“生物大分子在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了生物大分子的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对生物大分子的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。知识点梳理1.生物大分子的基本概念

-生物大分子的定义：由许多单体组成的大分子，包括蛋白质、核酸、多糖等。

-生物大分子的特点：分子量大、结构复杂、功能多样。

2.生物大分子的组成元素

-蛋白质：主要由碳、氢、氧、氮组成，含有硫。

-核酸：由碳、氢、氧、氮、磷组成。

-多糖：主要由碳、氢、氧组成。

3.生物大分子的结构

-蛋白质：由氨基酸通过肽键连接成多肽链，再折叠成特定的三维结构。

-核酸：由核苷酸通过磷酸二酯键连接成链状结构，形成双螺旋结构。

-多糖：由单糖分子通过糖苷键连接成链状或分支状结构。

4.生物大分子的功能

-蛋白质：参与生物体的各种生物化学反应，具有催化、运输、免疫、调节等功能。

-核酸：储存和传递遗传信息，参与蛋白质的生物合成。

-多糖：能量储存（如淀粉、糖原）、结构支持（如植物细胞壁的纤维素）等。

5.生物大分子之间的关系

-蛋白质与核酸：蛋白质的合成受核酸的控制，核酸的复制和转录需要蛋白质酶的参与。

-蛋白质与多糖：蛋白质与多糖可以形成复合物，如糖蛋白。

-核酸与多糖：核酸与多糖在生物体内共同参与基因表达和信号传导。

6.生物大分子在生命活动中的应用

-食物中的蛋白质、碳水化合物对人体的重要性。

-DNA指纹技术在法医学中的应用。

-基因工程和蛋白质工程在医学和农业领域的应用。

7.生物大分子的研究方法

-提取、分离和纯化生物大分子的方法，如离心、凝胶过滤、电泳等。

-结构分析技术，如X射线晶体学、核磁共振、质谱等。

-功能研究方法，如酶活性测定、基因敲除、蛋白质相互作用分析等。

8.生物大分子与生态环境的关系

-生物大分子在生态系统中的循环和转化。

-生物大分子降解产物对环境的影响。课堂小结，当堂检测**课堂小结：**

今天我们学习了生物大分子的基本概念、组成元素、结构特点、功能以及它们在生命活动中的应用。通过学习，我们了解到生物大分子是生命活动的基础，它们在细胞中发挥着多种多样的作用。以下是本节课的主要知识点小结：

1.生物大分子的基本概念和特点。

2.生物大分子的主要组成元素。

3.生物大分子的结构类型及其功能。

4.生物大分子之间的关系和相互作用。

5.生物大分子在现实生活中的应用实例。

6.研究生物大分子的常见方法和实验技术。

7.生物大分子与生态环境的关联。

**当堂检测：**

为了检验学生对本节课内容的掌握情况，设计了以下当堂检测题目：

**选择题：**

1.生物大分子的基本组成元素不包括以下哪个？

A.碳B.氢C.氧D.硫

2.下列哪种生物大分子主要由氨基酸组成？

A.蛋白质B.核酸C.多糖D.脂质

3.以下哪个生物大分子在细胞中负责储存遗传信息？

A.蛋白质B.核酸C.多糖D.脂质

4.下列哪种技术常用于蛋白质的分离和纯化？

A.X射线晶体学B.电泳C.核磁共振D.质谱

**简答题：**

1.请简述蛋白质在生命活动中的主要功能。

2.请解释核酸在蛋白质合成中的作用。

3.请举例说明生物大分子在实际生活中的应用。

**实验设计题：**

1.设计一个简单的实验，用以演示蛋白质的溶解性和盐析现象。

2.描述一个实验步骤，用于提取和纯化植物细胞中的核酸。反思改进措施教学特色创新：

1.采用多媒体教学资源，如动画和模型，直观展示生物大分子的结构，帮助学生形象理解其组成和功能。

2.设计互动讨论环节，鼓励学生通过小组合作，分析具体案例，探讨生物大分子在细胞中的具体作用，以加深理解。

存在主要问题：

1.在教学过程中，发现部分学生对生物大分子的组成元素和结构特点的理解还不够深入，需要进一步加强相关知识的讲解。

2.部分学生在实验操作环节中，对实验步骤和注意事项掌握不够熟练，需要加强实验操作的指导和训练。

改进措施：

1.针对学生对生物大分子组成元素和结构特点的理解不足，我会在今后的教学中更加注重概念的解释和实例的引入，帮助学生更好地理解和记忆。

2.为了提高学生对实验操作的熟练度，我计划在今后的教学中增加实验操作的示范和练习，确保学生能够掌握实验的基本步骤和注意事项。重点题型整理1.**题目一：蛋白质的功能有哪些？请举例说明。**

**答案：**蛋白质的功能包括：

-催化作用：如酶，加速化学反应的进行。

-运输作用：如血红蛋白，运输氧气和二氧化碳。

-免疫作用：如抗体，识别和中和外来物质。

-结构作用：如胶原蛋白，构成细胞外基质。

-调节作用：如激素，调控生理过程。

2.**题目二：请简述DNA和RNA的异同。**

**答案：**DNA和RNA的异同：

-相同点：都由核苷酸组成，都含有磷酸、糖和含氮碱基。

-不同点：DNA中的糖是脱氧核糖，RNA中的糖是核糖；DNA的碱基有A、T、C、G，RNA的碱基有A、U、C、G。

3.**题目三：多糖在生物体中有哪些功能？请举例说明。**

**答案：**多糖的功能包括：

-能量储存：如淀粉在植物种子和块茎中储存能量。

-结构支持：如纤维素构成植物细胞壁，提供机械强度。

-细胞识别：如糖蛋白中的糖链参与细胞间的识别和粘附。

4.**题目四：请解释蛋白质的变性。**

**答案：**蛋白质变性是指蛋白质在高温、酸碱、有机溶剂等条件下，其空间结构发生改变，导致失去生物活性的现象。变性后的蛋白质通常在溶液中的溶解度降低，易形成沉淀。

5.**题目五：请描述核酸的基本组成单位及其连接方式。**

**答案：**核酸的基本组成单位是核苷酸，由一分子磷酸、一分子五碳糖（DNA中的脱氧核糖，RNA中的核糖）和一分子含氮碱基组成。核苷酸通过磷酸二酯键连接成链状结构，形成DNA的双螺旋或RNA的链状结构。板书设计**课堂板书设计**

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**生物大分子的基本概念**

-定义：由许多单体组成的大分子

-类型：蛋白质、核酸、多糖

**组成元素**

-蛋白质：C、H、O、N、S

-核酸：C、H、O、N、P

-多糖：C、H、O

**结构特点**

-蛋白质：氨基酸序列、空间结构

-核酸：核苷酸序列、双螺旋结构

-多糖：单糖单元、链状或分支状结构

**功能**

-蛋白质：催化、运输、免疫、调节等

-核酸：遗传信息储存与传递

-多糖：能量储存、结构支持等

**应用实例**

-蛋白质：食物中的营