2024-2025学年高中化学 第4章 第3节 蛋白质和核酸教案 新人教版选修5

2024-2025学年高中化学第4章第3节蛋白质和核酸教案新人教版选修5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学年高中化学第4章第3节蛋白质和核酸教案新人教版选修5教材分析本节选自新人教版选修5，第4章第3节“蛋白质和核酸”，内容紧密联系实际生活，深入浅出地介绍了蛋白质和核酸的结构、功能及在生命过程中的重要作用。通过本节课的学习，学生能掌握蛋白质和核酸的基本概念、合成原理，了解其在生物体中的功能及实际应用，为后续学习生物化学、分子生物学等领域打下坚实基础。此外，本节课还注重培养学生的实验操作能力和科学思维，与我国高中化学课程改革精神相契合。教学目标分析本节课以核心素养为导向，旨在培养学生的宏观辨识与微观探析能力，科学探究与创新意识，以及社会责任与科学态度。通过学习蛋白质和核酸的结构与功能，学生将能够：

1.宏观辨识与微观探析：描述蛋白质和核酸的化学组成、结构特点及其在生命活动中的功能，理解生物大分子结构与功能之间的关系，提高学生的分子视角。

2.科学探究与创新意识：通过案例分析、实验探究等教学活动，培养学生独立设计实验、分析实验结果的能力，激发学生对未知领域的探索欲望。

3.社会责任与科学态度：了解蛋白质和核酸在医学、农业等领域的应用，认识到化学在服务社会发展、提高人类生活质量中的重要作用，培养学生关注社会热点问题的责任感。

4.数据信息处理：学会查阅相关资料，提取关键信息，对蛋白质和核酸的研究成果进行整理和分析，提高学生的信息素养。

5.合作交流：在小组讨论、实验操作等环节，培养学生的团队协作能力和沟通表达能力，促进学生全面发展。

本节课的教学目标紧密围绕核心素养，注重培养学生的实践能力、创新精神和社会责任感，充分体现新课改的要求。重点难点及解决办法重点：

1.蛋白质和核酸的结构特点及其功能。

2.蛋白质和核酸在生命活动中的重要作用。

3.实验操作技能的培养。

难点：

1.蛋白质和核酸分子结构的复杂性及其与功能的关系。

2.学生对实验原理及操作步骤的理解与掌握。

解决办法及突破策略：

1.利用多媒体教学资源，如动画、模型等，直观展示蛋白质和核酸的结构，帮助学生形成清晰的认识。

2.通过案例分析，将理论知识与实际应用相结合，加深学生对蛋白质和核酸功能重要性的理解。

3.设计互动问答、小组讨论等教学活动，激发学生思考，提高课堂参与度，促进学生理解复杂概念。

4.对于实验难点，提前进行实验原理的讲解，分步骤演示实验操作，强调注意事项，确保学生掌握实验技能。

5.安排课后作业和拓展阅读，巩固课堂所学，拓展学生视野，提高学生的自主学习能力。

6.针对个别学习困难的学生，开展个性化辅导，关注其学习进度，确保全体学生都能掌握本节课的重点内容。教学资源1.硬件资源：

-化学实验室

-多媒体教学设备

-实验器材与试剂

-投影仪

-白板与标记笔

2.软件资源：

-PowerPoint课件

-教学动画与视频

-互动教学软件

-课程相关案例资料

3.课程平台：

-学校教学管理系统

-班级学习交流群

4.信息化资源：

-电子教材

-在线教学资源库

-虚拟实验室

5.教学手段：

-讲授与演示

-小组合作学习

-实验探究

-互动问答

-案例分析

-自主学习与拓展阅读教学流程1.导入新课（5分钟）

课程以生活中的实例导入，如鸡蛋清的凝固现象，引发学生对蛋白质变性的思考。接着，提出问题：“蛋白质和核酸在生命活动中扮演什么角色？”通过生活实例和问题引导，激发学生的好奇心，为新课的学习做好铺垫。

2.新课讲授（15分钟）

（1）蛋白质的结构与功能：介绍蛋白质的基本组成、四级结构，重点讲解蛋白质的功能，如催化、运输、免疫等，并通过案例加深学生的理解。

（2）核酸的结构与功能：阐述核酸的分类、组成、结构特点，以及DNA、RNA在遗传信息传递中的作用，强调核酸在生命活动中的重要性。

（3）蛋白质与核酸的关系：讲解蛋白质与核酸的相互作用，如转录、翻译过程，使学生了解二者在生物体内的协同作用。

3.实践活动（15分钟）

（1）观察蛋白质的变性：通过实验，观察蛋白质在不同条件下（如加热、酸碱等）的变性现象，使学生了解蛋白质结构稳定性的重要性。

（2）提取DNA：引导学生动手操作，从植物细胞中提取DNA，培养学生的实验操作技能和观察能力。

（3）蛋白质与核酸模型构建：让学生分组构建蛋白质和核酸的模型，加深对分子结构特点的认识。

4.学生小组讨论（10分钟）

（1）蛋白质与人类疾病：讨论蛋白质功能异常与疾病的关系，如酶缺陷引起的遗传病，提高学生的社会责任感。

（2）基因工程与蛋白质工程：探讨基因工程在蛋白质表达中的应用，以及蛋白质工程在药物研发中的作用，激发学生的创新意识。

（3）实验操作技巧：分享实验操作过程中的心得体会，讨论如何避免实验误差，提高实验成功率。

5.总结回顾（5分钟）

通过本节课的学习，学生能掌握蛋白质和核酸的结构、功能及在生命过程中的作用。总结时，强调蛋白质和核酸在生物科学、医学等领域的重要性，并鼓励学生在课后继续深入学习和探索。

本节课教学流程安排合理，用时控制在45分钟内，充分体现了重难点的突破，注重培养学生的实践能力、创新意识和社会责任感。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《蛋白质科学》一书，了解蛋白质研究的最新进展和蛋白质在各个领域的应用。

-《生物技术通讯》相关文章，关注蛋白质工程和基因编辑技术在生物技术领域的应用。

-《分子生物学》教材中关于DNA复制、转录和翻译的章节，深入理解蛋白质与核酸的相互作用。

-《生物化学》中关于酶的章节，探讨酶作为蛋白质的催化作用及其在生物体内的调控机制。

2.课后自主学习和探究：

-研究蛋白质结构与功能之间的关系，分析蛋白质家族的多样性及其在生物体中的具体作用。

-探究核酸在基因表达调控中的作用，包括转录因子、启动子和增强子等元素的相互作用。

-调查蛋白质和核酸在疾病诊断和治疗中的应用，如蛋白质药物、基因疗法等。

-分析蛋白质和核酸在食品工业中的应用，如酶制剂、DNA条形码等。

-学习蛋白质组学和基因组学的基本原理，了解它们在生物科学研究和医学领域的应用。

-探索蛋白质折叠问题的研究现状，理解蛋白质错误折叠与疾病（如阿尔茨海默病）的关系。

-研究遗传密码的起源和进化，探讨生命起源的奥秘。

-分析生物技术公司如何利用蛋白质和核酸的知识开发新产品，如疫苗、抗体等。重点题型整理1.解释蛋白质的四级结构，并举例说明其功能。

答案：蛋白质的四级结构包括初级结构（氨基酸序列）、二级结构（α-螺旋和β-折叠）、三级结构（多肽链折叠成特定的空间结构）和四级结构（多个多肽链组合在一起形成的超级结构）。功能举例：

-催化功能：酶（如胃蛋白酶）能加速化学反应的速率。

-运输功能：血红蛋白负责将氧气从肺部运输到全身各组织。

-免疫功能：抗体能与抗原结合，帮助识别并消除病原体。

-结构功能：胶原蛋白是结缔组织的主要成分，提供支持和保护。

2.描述DNA复制的过程，并说明其在细胞分裂中的作用。

答案：DNA复制是一个半保留复制过程，包括解旋、子链合成和子代DNA分子的形成三个阶段。在细胞分裂中的作用：

-确保遗传信息的准确传递：通过精确复制，每个子细胞都能获得与母细胞相同的遗传信息。

-维持基因稳定性：复制过程中有校验机制（如DNA聚合酶的校对活性）来纠正错误，保证基因组的完整性。

-支持细胞生长和分裂：DNA复制是细胞周期中S期的重要组成部分，为细胞分裂提供必要的遗传物质。

3.解释蛋白质变性的原因，并给出一个实例。

答案：蛋白质变性是指蛋白质在外界因素（如温度、pH、化学试剂）作用下失去其原有的空间结构和生物学活性。原因包括：

-温度变化：高温可以破坏蛋白质的氢键和非共价作用力，导致蛋白质结构展开。

-酸碱变化：极端的pH值会影响蛋白质的电荷，导致蛋白质结构不稳定。

-化学试剂：如尿素、盐酸胍等能破坏蛋白质的氢键和疏水作用力。

实例：煮鸡蛋时，蛋白质在高温下变性，导致鸡蛋清从液态变为固态。

4.阐述蛋白质工程的基本原理，并说明其在生物技术中的应用。

答案：蛋白质工程是基于蛋白质的已知结构和功能，通过基因重组技术对蛋白质的氨基酸序列进行改造，以优化其性能或赋予其新的功能。应用包括：

-药物研发：通过蛋白质工程改进或开发新的药物，如胰岛素类似物。

-工业生产：改造酶以提高其在特定工业过程中的效率和稳定性。

-疾病治疗：通过设计特定的蛋白质来治疗疾病，如单克隆抗体用于癌症治疗。

5.描述核酸在基因表达过程中的作用，并解释遗传密码的概念。

答案：核酸在基因表达中起着关键作用，包括DNA作为模板的转录和RNA的翻译过程。

-转录：DNA的一部分被复制成RNA，形成mRNA，携带遗传信息到细胞质中。

-翻译：mRNA上的三联体密码被核糖体识别，指导氨基酸的排列，形成蛋白质。

遗传密码是指mRNA上的三个连续核苷酸（即密码子）与特定的氨基酸之间的对应关系。这种对应关系决定了蛋白质的氨基酸序列，从而决定了其结构和功能。板书设计1.板书目的：

-明确蛋白质和核酸的结构、功能及其在生命活动中的重要作用。

-突出重点，强化学生对重难点的记忆。

-激发学生兴趣，提高课堂参与度。

2.板书内容：

-蛋白质：

-结构：四级结构

-功能：催化、运输、免疫、结构

-变性：温度、pH、化学试剂

-核酸：

-结构：DNA、RNA

-功能：遗传信息传递

-基因表达：转录、翻译

-重点实例：

-蛋白质变性实例：煮鸡蛋

-蛋白质工程应用：胰岛素类似物

-核酸与基因表达：遗传密码

3.板书结构：

-分左右两部分，左侧列出蛋白质相关内容，右侧列出核酸相关内容。

-重点突出，使用不同颜色粉笔或标记，区分重点和次重点。

-使用箭头、流程图等形式，展示蛋白质和核酸在生命过程中的作用。

4.艺术性与趣味性：

-使用简笔画，如蛋白质结构示意图、DNA双螺旋结构等，增强视觉效果。

-创设情境，如将蛋白质比作“生命工程师”，核酸比作“遗传密码”，提高趣味性。

-邀请学生参与板书设计，增加互动性和参与感。教学反思与改进在完成本节课的教学后，我意识到有几个方面需要反思和改进。首先，我发现部分学生对蛋白质和核酸的分子结构理解不够深入。为了改善这一点，我计划在未来的教学中增加更多的三维模型和动画，以直观展示蛋白质和核酸的复杂结构。此外，我还想尝试让学生通过构建模型来更深入地理解这些结构。

其次，我注意到学生在实验操作中存在一些技巧上的不足。为了提高他们的实验技能，我打算在实验前进行更详细的步骤讲解和示范，并在实验过程中提供更多的指导和反馈。我还计划在课后提供一些额外的实验练习，以便学生能够巩固他们的技能。

另外，我发现学生在小组讨论中的参与度不够积极。为了激发他们的积极性，我计划在未来的教学中采用更多的问题引导和互动活动，以促进学生之间的合作和交流。我还想尝试一些小组合作的游戏和竞赛，以提高他们的参与度和动力。

最后，我认为本节课的教学内容可以进一步拓展和延伸。为了满足学生对知识的渴望，我计划在未来的教学中引入更多的实际案例和最新的研究成果，以丰富他们的知识视野。同时，我还想鼓励学生进行自主学习和探究，提供一些相关的拓展阅读材料和课题研究项目，以培养他们的独立思考和创新能力。作业布置与反馈作业布置：

1.请学生绘制蛋白质和核酸的结构示意图，标注出各自的四级结构和功能特点，以加深对分子结构的理解。

2.设计一份实验报告，描述蛋白质变性的过程及其对蛋白质功能的影响，包括实验目的、原理、步骤和结果分析。

3.结合课本内容，撰写一篇短文，介绍核酸在基因表达中的作用，重点阐述转录和翻译的过程。

4.查阅资料，了解蛋白质工程在医学、农业或工业领域的至少两个应用实例，并分析其原理和意义。

5.小组合作，制作关于蛋白质和核酸的教学海报，内容包括分子的结构、功能、研究进展和应用等，要求图文并茂。

作业反馈：

1.对于结构示意图，注意检查学生是否正确标注了蛋白质和核酸的关键结构，并对其功能描述是否准确进行评价。

2.在实验报告中，关注学生对实验步骤的理解和描述是否清晰，结果分析是否合理，以及是否能够正确得出蛋白质变性的结论。

3.短文作业中，重点检查学生对转录和翻译过程的理解，以及对核酸在基