2024-2025学年高中生物 第2章 动物和人体生命活动的调节 素能提升课 兴奋传导和传递特点的实验探究教案 新人教版必修3

2024-2025学年高中生物第2章动物和人体生命活动的调节素能提升课兴奋传导和传递特点的实验探究教案新人教版必修3科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年高中生物第2章动物和人体生命活动的调节素能提升课兴奋传导和传递特点的实验探究教案新人教版必修3教材分析标题：“2024-2025学年高中生物第3章生物大分子的结构和功能素能提升课蛋白质结构与功能关联的实验探究教案新人教版必修1”

课程基本信息：

-适用年级：高中一年级

-学科：生物

-教学内容：蛋白质结构与功能的关联性

-教学目标：通过实验探究，理解蛋白质的结构与功能之间的关系，提高学生的实践操作能力和科学思维能力

-教学资源：实验室设备、蛋白质样品、试剂等

-教学难点：蛋白质结构的多样性与功能的关系

教学设计：

1.导入：通过引入蛋白质在生物体中的重要性和功能，激发学生的兴趣。

2.理论知识：简要回顾蛋白质的基本结构和分类，为学生实验探究提供理论基础。

3.实验操作：安排学生进行蛋白质结构与功能的实验探究，包括蛋白质的提取、分离和鉴定等步骤。

4.结果分析：引导学生分析实验结果，探讨蛋白质结构与功能之间的关系。

5.总结与拓展：总结本节课的重点内容，布置相关的课后习题，引导学生进一步探索蛋白质的研究领域。

教学评估：

-学生实验报告：评估学生在实验操作和结果分析方面的能力。

-课堂提问：检查学生对蛋白质结构与功能关系的理解程度。

-课后习题：检验学生对课堂内容的掌握情况。核心素养目标本节课旨在培养学生的实验操作能力、科学思维能力和创新意识。通过实验探究，学生将能够独立操作实验设备，观察和分析蛋白质的结构与功能之间的关系，提高实践操作能力和科学思维能力。同时，通过分析实验结果，学生将能够提出合理的结论，并能够将所学知识应用到实际问题中，培养创新意识和解决问题的能力。此外，通过小组合作和讨论，学生将能够提高团队合作能力和沟通表达能力，培养科学探究的精神和社会责任感。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生在之前的生物课程中已经学习了生物学的基本概念、细胞结构和生物分子的基础知识。他们对于蛋白质的基本概念、结构和功能有一定的了解，但可能对于蛋白质的复杂结构和功能之间的关系理解不够深入。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对于实验操作和观察生物现象通常比较感兴趣，他们对于动手实践和实验探究的能力较强。在学习风格上，一部分学生喜欢通过直观的实验和观察来学习，而另一部分学生则更倾向于理论学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在理解蛋白质结构与功能的关联性方面，学生可能会遇到困难，因为这是一个相对复杂的概念。他们可能对于实验操作的细节和技巧不够熟悉，需要教师的指导和辅导。此外，学生可能对于如何将实验结果与理论知识相结合感到困惑，需要教师的引导和帮助。教学方法与手段教学方法：

1.实验法：通过安排学生进行蛋白质结构与功能的实验探究，让学生亲自动手操作，观察和分析实验结果，提高实践操作能力和科学思维能力。

2.讨论法：在实验前后，组织学生进行小组讨论，分享实验心得和观察结果，引导学生思考蛋白质结构与功能之间的关系，提高团队合作能力和沟通表达能力。

3.问题驱动法：通过提出问题引导学生思考，激发学生的求知欲和主动性，培养学生解决问题的能力。例如，在实验过程中，教师可以引导学生思考为什么需要使用特定的试剂或设备，以及它们对实验结果的影响。

教学手段：

1.多媒体设备：利用多媒体课件和视频资料，生动形象地展示蛋白质的结构和功能，帮助学生更好地理解和记忆相关知识。例如，通过动画演示蛋白质的合成和折叠过程，使学生更直观地了解蛋白质的结构与功能之间的关系。

2.教学软件：运用教学软件进行互动式教学，提高学生的参与度和学习兴趣。例如，利用在线教学平台进行虚拟实验，让学生在电脑上模拟实验操作，增强学生的实践能力。

3.学习工具：提供相关的学习工具和资源，如实验指导书、学术论文和科普文章等，帮助学生深入研究和探索蛋白质领域。同时，鼓励学生利用网络资源进行自主学习，拓宽知识面。

4.评价工具：采用多元化的评价方式，如实验报告、课堂提问和小组讨论等，全面评估学生的学习成果和能力。同时，及时给予学生反馈，指导他们进行改进和提高。教学流程1.导入新课（用时：5分钟）

-教师通过展示一张图片，如蛋白质在细胞中的功能示意图，引起学生的兴趣。

-提问：“你们对蛋白质有什么了解？它们在生物体中有什么重要作用？”鼓励学生积极思考并发表自己的观点。

-教师总结并引入本节课的主题：“今天我们将深入学习蛋白质的结构与功能之间的关系。”

2.新课讲授（用时：15分钟）

-教师简要回顾蛋白质的基本结构和分类，包括蛋白质的组成元素、氨基酸的连接方式等。

-讲解蛋白质的功能多样性，举例说明不同类型的蛋白质在生物体中的功能，如酶、结构蛋白、抗体等。

-引入蛋白质结构与功能之间的关系，讲解蛋白质的三级结构和功能之间的联系。

3.实践活动（用时：10分钟）

-学生分组进行实验操作，如蛋白质的提取和分离实验，观察实验结果并记录。

-教师巡回指导，解答学生在实验过程中遇到的问题，确保实验顺利进行。

-学生根据实验结果，分析蛋白质结构与功能之间的关系，并进行小组讨论。

4.学生小组讨论（用时：10分钟）

-教师提出问题：“根据实验结果，你们认为蛋白质的结构与功能之间有什么关系？”引导学生进行思考和讨论。

-学生分组讨论，分享自己的观点和实验结果，进行小组内的交流和合作。

-教师总结学生观点，强调蛋白质结构与功能之间的密切关系，并引导studentstothinkcriticallyandexpresstheirownopinions.

5.总结回顾（用时：5分钟）

-教师引导学生回顾本节课的学习内容，重点是蛋白质结构与功能之间的关系。

-学生总结自己的学习收获，分享对蛋白质结构和功能的理解。

-教师给出本节课的重难点，提醒学生注意巩固和提高相关知识。

总用时：45分钟知识点梳理1.蛋白质的基本概念：蛋白质是由氨基酸通过肽键连接形成的大分子，是生物体中最重要的有机化合物之一。

2.蛋白质的结构层次：蛋白质的结构分为四级，包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。

3.蛋白质的组成元素：蛋白质主要由碳、氢、氧、氮四种元素组成，部分蛋白质还含有硫、磷等元素。

4.氨基酸的连接方式：氨基酸通过肽键连接，肽键由氨基酸的羧基与氨基反应形成。

5.蛋白质的功能多样性：蛋白质具有多种功能，如催化反应、传递信号、结构支撑、免疫防御等。

6.蛋白质结构与功能之间的关系：蛋白质的结构决定其功能，不同的结构决定了蛋白质的不同功能。

7.蛋白质的提取和分离方法：常用的蛋白质提取和分离方法包括盐析、凝胶色谱法、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳等。

8.蛋白质的鉴定方法：常用的蛋白质鉴定方法包括比色法、生物素-亲和素标记技术、质谱法等。

9.蛋白质的三级结构：蛋白质的三级结构是指蛋白质的空间结构，包括α-螺旋、β-折叠、转角和无规则卷曲等。

10.蛋白质的四级结构：蛋白质的四级结构是指由多个多肽链组成的复合蛋白质的结构。

11.蛋白质结构与功能的关系实例：如酶的活性位点与其催化作用的关系，抗体的抗原结合位点与其免疫防御作用的关系等。

12.蛋白质研究的意义：蛋白质研究对于深入了解生物体的生命活动、发现新的药物靶点、解决疾病等问题具有重要意义。

13.蛋白质研究的挑战：蛋白质研究面临着蛋白质折叠、结构测定、功能解析等方面的挑战。

14.蛋白质研究的方法和技术：常用的蛋白质研究方法和技术包括X射线晶体学、核磁共振、电子显微镜等。

15.蛋白质相关的科学发现和应用：如胰岛素的人工合成、蛋白质工程、蛋白质药物的开发等。重点题型整理1.蛋白质结构与功能关系的理解题

题型：解释下列蛋白质结构与功能之间的关系。

例题：酶是一种特殊的蛋白质，它的催化作用与酶的空间结构有什么关系？

答案：酶的催化作用与其空间结构密切相关。酶的活性位点通常位于其三维结构的特定区域，只有当底物与酶的活性位点正确对接时，酶才能催化反应。此外，酶的空间结构决定了其活性位点的形状和化学性质，从而影响其催化效率和专一性。

2.蛋白质实验操作题

题型：根据实验目的，选择合适的实验方法和步骤。

例题：如果要研究某种蛋白质在特定条件下的活性变化，你应该如何设计实验？

答案：首先，可以准备一定浓度的蛋白质溶液。然后，根据研究目的，设置不同的实验组和对照组，如改变温度、pH值或添加特定试剂。接下来，进行实验操作，如测量酶活性或蛋白质含量。最后，通过比较实验组和对照组的结果，分析蛋白质活性变化的原因。

3.蛋白质分离和鉴定题

题型：根据给定的实验结果，判断蛋白质的性质或归属。

例题：某学生在蛋白质电泳实验中观察到一条特定的带，该带的位置表明该蛋白质的相对分子质量大约是多少？

答案：根据电泳带的位置，可以判断该蛋白质的相对分子质量。例如，如果该带位于标准蛋白质marker的某个位置，可以通过查找标准蛋白质的分子量表，确定该蛋白质的大致分子量。

4.蛋白质功能分析题

题型：根据给定的实验数据，分析蛋白质的功能。

例题：在某实验中，添加某种蛋白质后，细胞的生长速度明显加快。这种蛋白质可能具有什么功能？

答案：根据实验结果，可以推测该蛋白质可能具有促进细胞生长的功能。可能的解释是该蛋白质作为激素参与了细胞信号传导，或者作为酶催化了细胞代谢过程中的关键反应。

5.蛋白质结构预测题

题型：根据蛋白质的序列，预测其可能的结构。

例题：给定一个蛋白质的氨基酸序列，你应该如何预测其三维结构？

答案：首先，可以使用生物信息学工具，如Rosetta或I-TASSER，根据序列预测蛋白质的可能结构。然后，可以通过比较预测结构与已知蛋白质结构的同源性，评估预测的可靠性。此外，还可以利用实验方法，如核磁共振或X射线晶体学，验证预测结构的正确性。课堂小结，当堂检测1.课堂小结（用时：5分钟）

-教师引导学生回顾本节课的学习内容，重点是蛋白质结构与功能之间的关系。

-学生总结自己的学习收获，分享对蛋白质结构和功能的理解。

-教师给出本节课的重难点，提醒学生注意巩固和提高相关知识。

2.当堂检测（用时：10分钟）

-教师设计当堂检测题目，包括选择题、填空题、简答题和应用题等，涵盖本节课的学习内容。

-学生独立完成当堂检测，教师巡回指导，解答学生的疑问。

-教师收集学生的检测卷，及时批改并给出反馈，针对学生的错误进行讲解和辅导。

检测题目示例：

选择题：

1.下列哪种物质不属于蛋白质的组成元素？

A.碳

B.氢

C.硫

D.磷

2.蛋白质的三级结构主要由哪种结构组成？

A.α-螺旋

B.β-折叠

C.转角

D.无规则卷曲

填空题：

1.蛋白质的功能多样性主要体现在____________和____________等方面。

2.蛋白质的____________结构决定了其功能，不同的结构决定了蛋白质的不同功能。

简答题：

1.简述蛋白质结构与功能之间的关系。

2.为什么蛋白质的二级结构对蛋白质的功能至关重要？

应用题：

1.给定一个蛋白质的氨基酸序列，你应该如何预测其三维结构？

2.解释为什么酶的活性位点与其空间结构密切相关。板书设计①重点知识点：蛋白质的基本概念、组成元素、结构层次、功能多样性、结构与功能的关系。

②关键词：氨基酸、肽键、酶、抗体、催化、信号传导、结构支撑、免疫防御、一级结构、二级结构、三级结构、四级结构、蛋白质功能、蛋白质结构。

③艺术性和趣味性：使用图形、颜色、符号等元素，将蛋白质的结构和功能以生动形象的方式展示出来，如使用卡通形象表示酶的催化作用，使用颜色区分蛋白质的结构层次等。

④板书示例：

-蛋白质：由氨基酸组成的大分子，具有多种功能。

-组成元素：碳、氢、氧、氮。

-结构层次：一级结构、二级结构、三级结构、四级结构。

-功能多样性：催化、信号传导、结构支撑、免疫防御等。

-结构与功能的关系：蛋白质的结构决定其功能。

⑤板书设计应简洁明了，重点突出，便于学生理解和记忆。同时，板书设计应具有艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验法：通过安排学生进行蛋白质结构与功能的实验探究，让学生亲自动手操作，观察和分析实验结果，提高实践操作能力和科学思维能力。

2.讨论法：在实验前后，组织学生进行小组讨论，分享实验心得和观察结果，引导学生思考蛋白质结构与功能之间的关系，提高团队合作能力和沟通表达能力。

3.问题驱动法：通过提出问题引导学生思考，激发学生的求知欲和主动性，培养学生解决问题的能力。

（二）存在主要问题

1.实验操作的细节和技巧不够熟悉：学生在实验过程中可能遇到操作上的困难，如蛋白质的提取和分离方法的掌握等。

2.理论知识与实验结果的结合不够紧密：学生在分析实验结果时可能无法将理论知识与实际观察结果有效结合，导致对蛋白质结构