微专题（一）与蛋白质的合成和水解过程相关的计算教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

微专题（一）与蛋白质的合成和水解过程相关的计算教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容是蛋白质的合成和水解过程中的相关计算。具体包括人教版（2019）必修1生物教材第五章“细胞的分子组成”第五节“蛋白质”中的蛋白质合成过程中的氨基酸脱水缩合反应的计算，以及蛋白质水解过程中肽键断裂的计算。

教学内容与学生已有知识的联系：本节课将利用学生已掌握的化学知识，如原子结构、化学键、有机化学中的肽键概念等，结合生物学中蛋白质的基本组成单位——氨基酸的结构特点，引导学生进行蛋白质合成和水解过程中的相关计算。通过本节课的学习，学生能够更好地理解蛋白质的生物学功能及其在生命活动中的重要作用。二、核心素养目标1.理解蛋白质的合成和水解过程中的化学反应，培养科学思维与创新意识。

2.通过计算练习，提高学生的逻辑推理能力与问题解决能力。

3.强化学生对生命现象的探究兴趣，提升生命观念与科学探究素养。

4.增强学生将理论知识应用于实际问题的能力，发展实践与创新精神。三、重点难点及解决办法重点：

1.掌握氨基酸脱水缩合反应的计算方法。

2.理解蛋白质水解过程中肽键断裂的计算。

难点：

1.氨基酸脱水缩合反应中，氨基酸残基的连接方式及其对计算的影响。

2.蛋白质水解反应中，不同肽链长度对肽键断裂计算的影响。

解决办法：

1.通过示例讲解，详细演示氨基酸脱水缩合反应的计算过程，强调氨基酸残基的连接方式。

2.利用图示和模型，直观展示蛋白质分子的结构，帮助学生理解肽键的形成与断裂。

3.安排课堂练习和小组讨论，让学生在实际操作中巩固知识，解决具体问题。

4.对难点内容进行分步骤教学，逐步引导学生理解并掌握计算方法，通过重复练习加深印象。四、教学方法与手段1.教学方法：

-讲授法：系统讲解蛋白质合成和水解的计算过程，确保学生理解理论基础。

-讨论法：组织小组讨论，让学生通过合作探究解决具体问题，培养批判性思维。

-实验法：通过模拟实验或案例分析，让学生亲身体验蛋白质合成与水解的过程，增强实践能力。

2.教学手段：

-多媒体设备：使用PPT展示氨基酸脱水缩合反应的动画，帮助学生直观理解反应机制。

-教学软件：利用在线互动平台进行课堂练习，实时反馈学生答题情况，提高学习效率。

-网络资源：提供相关学术资料和视频，供学生在课后自学和复习，拓展知识面。五、教学过程1.导入新课

-“同学们，我们之前学习了蛋白质的基本结构和功能，那么你们知道蛋白质是如何形成的，以及又是如何被分解的吗？今天我们将一起探讨蛋白质的合成和水解过程中的计算问题。”

2.复习相关知识

-“首先，请大家回忆一下，蛋白质是由什么组成的？对，是由氨基酸组成的。每个氨基酸分子中都有一个氨基和一个羧基，它们在形成蛋白质时会发生什么反应呢？”

3.讲解氨基酸脱水缩合反应

-“现在，我们来看一下氨基酸脱水缩合反应的过程。当两个氨基酸分子的羧基和氨基相遇时，它们会脱去一个水分子，形成一个肽键，连接两个氨基酸，形成二肽。这个过程可以用一个简单的公式表示：氨基酸1+氨基酸2→肽键+H2O。请大家注意，每次脱水缩合反应都会脱去一个水分子。”

4.示例演示与计算

-“接下来，我们通过一个具体的例子来演示这个过程。假设我们有甘氨酸和丙氨酸两种氨基酸，它们脱水缩合后形成了甘丙二肽。请大家计算一下，这个过程中脱去了多少个水分子？”

5.学生练习与讨论

-“现在，请大家拿出练习纸，尝试解决以下几个类似的问题。在这个过程中，你们可以相互讨论，也可以向我提问。我会巡回指导，帮助你们解决疑惑。”

6.解答学生问题并总结规律

-“好的，我看到很多同学都已经完成了练习。现在，我们来总结一下这个过程中的规律。当n个氨基酸脱水缩合形成多肽时，脱去的水分子数是多少？对，是n-1个。这是因为每个氨基酸都参与了一个脱水缩合反应，除了最后一个氨基酸。”

7.讲解蛋白质水解反应

-“接下来，我们来讨论蛋白质水解的过程。蛋白质在水解酶的作用下，肽键会断裂，重新生成氨基酸。这个过程与合成过程相反。我们可以用一个简单的公式表示：肽键+H2O→氨基酸1+氨基酸2。”

8.示例演示与计算

-“现在，我们来看一个蛋白质水解的例子。假设我们有甘丙二肽，它在水解酶的作用下分解成甘氨酸和丙氨酸。请大家计算一下，这个过程中生成了多少个水分子？”

9.学生练习与讨论

-“好的，现在请大家再次拿出练习纸，尝试解决以下几个蛋白质水解的计算问题。你们可以继续相互讨论，也可以向我提问。我会继续巡回指导。”

10.解答学生问题并总结规律

-“很好，同学们都做得很好。我们来总结一下蛋白质水解的规律。当多肽链断裂成n个氨基酸时，生成的水分子数是多少？对，是n-1个。这是因为每个肽键断裂都会生成一个水分子。”

11.应用拓展

-“现在，我们已经掌握了蛋白质的合成和水解的计算方法。那么，请大家思考一下，这些计算在实际生活中有什么应用呢？比如，在生物制药、食品加工等领域，这些计算可以帮助我们更好地理解和控制蛋白质的变化。”

12.课堂小结

-“今天，我们学习了蛋白质的合成和水解过程中的计算。通过这个过程，我们不仅理解了蛋白质的形成和分解机制，还学会了如何运用计算方法来解决实际问题。希望大家能够将这些知识应用到今后的学习和生活中。”

13.作业布置

-“最后，我给大家布置一个作业。请你们课后完成以下练习题，巩固今天所学的知识。同时，如果你们在作业中遇到任何问题，欢迎随时向我提问。”

14.结束语

-“好了，今天的课就到这里。希望大家能够继续努力学习，不断提高自己的科学素养。下课！”六、知识点梳理1.蛋白质的组成

-蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的大分子。

-氨基酸的分类：根据侧链的不同，氨基酸可以分为非极性氨基酸、极性中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。

2.肽键的形成

-肽键是由氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基通过脱水缩合反应形成的共价键。

-肽键的形成伴随着一个水分子的脱去。

3.蛋白质的合成

-蛋白质的合成是一个复杂的过程，涉及多个氨基酸的脱水缩合反应。

-在合成过程中，每两个氨基酸之间形成一个肽键，脱去一个水分子。

-合成过程中，氨基酸的顺序由遗传信息（DNA）编码决定。

4.蛋白质合成中的计算

-如果有n个氨基酸参与脱水缩合，将形成n-1个肽键，脱去n-1个水分子。

-蛋白质的分子量计算：蛋白质的分子量等于组成它的氨基酸分子量的总和减去脱去的水分子的分子量。

5.蛋白质的水解

-蛋白质的水解是通过肽键的断裂，将蛋白质分解成氨基酸的过程。

-水解过程中，每个肽键断裂都会生成一个水分子和一个氨基酸。

6.蛋白质水解中的计算

-如果一个蛋白质分子被水解成n个氨基酸，那么将生成n-1个水分子。

-蛋白质水解的速率和程度受多种因素影响，如pH值、温度、酶的存在等。

7.蛋白质的生物学功能

-结构支持：蛋白质在细胞和组织中提供结构支持，如胶原蛋白构成皮肤和骨骼的结构。

-酶催化：大多数酶是蛋白质，它们催化生物化学反应，维持生命活动。

-运输和储存：蛋白质如血红蛋白负责运输氧气，而储存蛋白如胰岛素则负责储存营养物质。

-免疫反应：抗体是一种特殊的蛋白质，用于识别和抵抗外来物质。

8.蛋白质合成和水解的调控

-蛋白质的合成和水解受到基因表达的调控，包括转录和翻译的调控。

-细胞内的信号转导途径可以影响蛋白质的合成和水解，从而影响蛋白质的水平。

9.蛋白质工程

-通过改变蛋白质的氨基酸序列，可以改变蛋白质的结构和功能，这是蛋白质工程的基础。

-蛋白质工程在药物开发、生物技术等领域有广泛应用。

10.实际应用

-蛋白质的合成和水解计算在生物化学研究、药物设计、食品科学等领域有重要应用。

-通过对蛋白质结构的理解和计算，可以设计出新的药物分子，用于治疗疾病。七、课堂1.课堂评价：

-提问：在讲解氨基酸脱水缩合和蛋白质水解的计算过程中，我会适时提问学生，检查他们对知识点的理解和掌握情况。例如，我会询问他们某个特定反应中的水分子脱去数量，或者某个多肽链水解后生成的氨基酸数量。

-观察：我会观察学生在课堂练习和讨论中的表现，注意他们是否能够正确运用计算方法，以及是否能够有效地与同学交流合作。

-测试：在课程结束时，我会进行一个小测验，以测试学生对本节课知识点的掌握程度。这可以帮助我了解哪些部分需要进一步讲解或复习。

-解决问题：对于课堂上发现的问题，我会及时进行针对性的讲解和辅导。如果学生在理解某个概念或计算方法上有困难，我会通过额外的例子或不同的解释方式来帮助他们。

2.作业评价：

-批改：我会认真批改学生的作业，检查他们的计算过程和最终答案是否正确。我还会注意他们在解答问题时的逻辑思维和推理能力。

-点评：在作业批改完成后，我会对学生的作业进行集中点评，指出常见的错误类型和需要注意的地方。我还会表扬那些表现出色的学生，以激励他们继续保持。

-反馈：我会及时将作业评价反馈给学生，让他们了解自己的学习效果。对于表现不佳的学生，我会鼓励他们继续努力，并提供额外的学习资源和辅导。

-鼓励：在评价学生的作业时，我会特别注重鼓励和正面反馈。我会强调努力和进步的重要性，而不仅仅是成绩本身。

3.定期复习与总结：

-定期复习：为了巩固学生对蛋白质合成和水解计算的理解，我会安排定期的复习课程，帮助学生回顾和强化重点难点。

-总结：在课程结束时，我会与学生一起总结本节课的主要内容和知识点，确保他们能够清晰地回顾和掌握所学内容。

4.家长沟通：

-我会定期与家长沟通，报告学生在课堂和作业中的表现，以及他们在学习过程中可能遇到的困难。这样可以促进家校合作，共同帮助学生提高学习效果。八、板书设计1.蛋白质的组成与结构

①蛋白质是由氨基酸组成的

②氨基酸的分类：非极性、极性中性、酸性、碱性

③肽键的形成与蛋白质的结构

2.蛋白质的合成

①氨基酸的脱水缩合反应

②肽键的形成与水分子脱去的关系

③蛋白质合成中的计算方法

3.蛋白质的水解

①肽键的断裂与水分子的生成

②蛋白质水解的