江苏省姜堰市高中生物 第二章 组成细胞的分子 第2节 生命活动的主要承担者──蛋白质教学实录 新人教版必修1

江苏省姜堰市高中生物第二章组成细胞的分子第2节生命活动的主要承担者──蛋白质教学实录新人教版必修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设计意图本节课通过蛋白质的组成、结构和功能等方面，引导学生了解蛋白质是生命活动的主要承担者。结合实验现象，帮助学生掌握蛋白质的结构特点及其在细胞内的作用，培养学生的科学探究能力和分析问题、解决问题的能力。核心素养目标培养学生科学思维，通过分析蛋白质的结构与功能关系，理解结构与功能相适应的生命观念。提升学生的实验探究能力，通过实验验证蛋白质功能，增强实证意识。加强学生的社会责任感，认识到蛋白质在医学、农业等领域的重要性，激发对生命科学的兴趣。教学难点与重点1.教学重点

①蛋白质的结构特点，包括一级、二级、三级和四级结构的具体内容和功能。

②蛋白质功能的多样性及其在细胞生命活动中的具体表现，如催化作用、结构支持和信号传导等。

③蛋白质与遗传信息的联系，理解基因通过转录和翻译产生蛋白质的过程。

2.教学难点

①理解蛋白质三级和四级结构的复杂性和空间构象的稳定性。

②蛋白质结构与功能之间高度特异性的机制，包括氨基酸序列的特异性、蛋白质折叠的准确性等。

③实验验证蛋白质功能时，如何控制实验变量和设计合理的实验步骤，提高实验结果的可靠性。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解蛋白质的结构和功能，帮助学生建立知识框架。

2.讨论法：引导学生讨论蛋白质在细胞中的具体作用，培养学生的批判性思维。

3.实验法：通过实验操作，让学生直观感受蛋白质功能的变化，增强实践能力。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示蛋白质结构模型和实验现象，提高直观性。

2.互动软件：使用教育软件进行模拟实验，让学生在虚拟环境中体验实验过程。

3.网络资源：引入在线实验视频和科普文章，拓宽学生的知识视野。教学过程一、导入新课

同学们，我们上一节课学习了生物大分子的基本概念，今天我们将进一步探讨生命活动的主要承担者——蛋白质。请大家回忆一下，蛋白质在生物体内有哪些重要作用？今天我们就来深入探讨这个问题。

二、新课导入

（学生思考后回答）

师：非常好，蛋白质是生物体中最重要的有机物之一，它承担着多种多样的生命活动。那么，蛋白质是如何组成的？它的结构特点是什么？它有哪些功能呢？接下来，我们将一一解答这些问题。

三、蛋白质的组成

首先，我们来了解蛋白质的组成。请同学们打开课本，找到第二章“组成细胞的分子”第二节“生命活动的主要承担者──蛋白质”的第一部分，阅读关于蛋白质的组成内容。

（学生阅读课本）

师：请大家分享一下，蛋白质是由哪些基本单位组成的？

生：蛋白质是由氨基酸组成的。

师：很好，那么氨基酸是如何连接成蛋白质的？

生：氨基酸通过肽键连接成蛋白质。

师：非常准确。接下来，我们通过一个简单的实验来验证氨基酸是如何通过肽键连接成蛋白质的。

（进行实验演示）

四、蛋白质的结构

了解了蛋白质的组成，接下来我们来探讨蛋白质的结构。请同学们继续阅读课本，找到关于蛋白质结构的部分。

（学生阅读课本）

师：请大家分享一下，蛋白质有哪几个层次的结构？

生：蛋白质有四个层次的结构，分别是一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。

师：非常好。现在，我们来逐一介绍这四个层次的结构。

1.一级结构：氨基酸的线性序列，也就是蛋白质的基本骨架。

2.二级结构：由氨基酸链通过氢键形成的局部折叠结构，如α-螺旋和β-折叠。

3.三级结构：蛋白质分子在空间中的三维结构，由多个二级结构单元通过非共价键连接而成。

4.四级结构：由两个或多个蛋白质亚基组成的复合蛋白质的空间结构。

（通过多媒体展示蛋白质结构图）

五、蛋白质的功能

了解了蛋白质的结构，接下来我们来探讨蛋白质的功能。请同学们继续阅读课本，找到关于蛋白质功能的部分。

（学生阅读课本）

师：请大家分享一下，蛋白质有哪些功能？

生：蛋白质具有催化、运输、结构支持和信号传导等功能。

师：非常好。接下来，我们通过实例来了解一下这些功能。

1.催化作用：酶是一种具有催化作用的蛋白质，它能加速化学反应的速率。

2.运输作用：血红蛋白是一种具有运输作用的蛋白质，它能在红细胞内运输氧气。

3.结构支持：胶原蛋白是一种具有结构支持的蛋白质，它能使皮肤和骨骼保持弹性。

4.信号传导：受体是一种具有信号传导功能的蛋白质，它能够接收外界信号并传递到细胞内部。

（通过多媒体展示相关实例）

六、课堂小结

七、课后作业

1.阅读课本第二章“组成细胞的分子”第二节“生命活动的主要承担者──蛋白质”的剩余部分。

2.完成课后习题，巩固所学知识。

3.思考：蛋白质在生物体内有哪些具体的应用？结合实际，举例说明。

八、板书设计

生命活动的主要承担者——蛋白质

1.组成：氨基酸通过肽键连接成蛋白质链

2.结构：一级结构、二级结构、三级结构、四级结构

3.功能：催化、运输、结构支持、信号传导

4.应用：酶、血红蛋白、胶原蛋白、受体

九、教学反思

本节课通过讲授、讨论、实验等多种教学方法，使学生在轻松愉快的氛围中掌握了蛋白质的组成、结构、功能和重要性。在教学过程中，我注重了以下几点：

1.引导学生积极参与课堂讨论，激发学生的学习兴趣。

2.通过实验演示，让学生直观感受蛋白质的功能。

3.结合实际案例，帮助学生理解蛋白质在生物体内的作用。

4.注重培养学生的科学思维和实验探究能力。

在今后的教学中，我将继续改进教学方法，提高教学效果，使学生在掌握知识的同时，提升自身的核心素养。教学资源拓展1.拓展资源：

-蛋白质结构数据库：介绍蛋白质的三维结构和功能，如PDB（蛋白质数据银行）和PDBe（蛋白质数据银行欧洲）等。

-蛋白质功能研究：介绍不同蛋白质在细胞中的作用，包括在线数据库如UniProt、KEGG（京都基因与基因组百科全书）等。

-人类基因组计划：探讨蛋白质与基因的关系，了解基因如何通过转录和翻译产生蛋白质。

-蛋白质合成与折叠：介绍蛋白质合成的生物学过程，包括氨基酸的活化、肽链的延伸和蛋白质的折叠等。

-蛋白质工程：探讨通过基因工程和分子生物学技术对蛋白质进行改造，以提高其功能或降低其毒性。

2.拓展建议：

-鼓励学生利用在线资源查阅蛋白质结构图，比较不同蛋白质的二级、三级和四级结构。

-引导学生通过实验验证蛋白质的功能，例如，通过酶的活性检测来理解蛋白质的催化作用。

-组织学生进行小组讨论，探讨蛋白质工程在医疗、农业等领域的应用案例。

-提供相关的科普文章或书籍，让学生了解蛋白质在疾病诊断和治疗中的重要性。

-利用科学杂志或期刊，让学生了解蛋白质研究的最新进展，如蛋白质结构域的发现、蛋白质相互作用网络的分析等。

-鼓励学生参与学校或社区的科学展览，展示蛋白质在生物科学中的重要作用。

-引导学生进行跨学科学习，将蛋白质的研究与化学、物理、计算机科学等领域相结合。

-鼓励学生进行原创性实验设计，探索蛋白质在不同条件下的功能变化。

-提供网络课程或视频讲座，让学生在课外时间继续学习蛋白质相关的知识。内容逻辑关系1.蛋白质的组成

①蛋白质的基本单位：氨基酸

②氨基酸的组成：氨基、羧基、侧链

③氨基酸通过肽键连接成多肽链

2.蛋白质的结构

①一级结构：氨基酸序列

②二级结构：α-螺旋、β-折叠

③三级结构：整体三维空间结构

④四级结构：多个亚基组成的复合蛋白质

3.蛋白质的功能

①催化作用：酶

②运输作用：血红蛋白

③结构支持：胶原蛋白

④信号传导：受体

4.蛋白质与遗传信息的关系

①基因通过转录产生mRNA

②mRNA通过翻译产生蛋白质

5.蛋白质的研究与应用

①蛋白质结构数据库：PDB、PDBe

②蛋白质功能研究：UniProt、KEGG

③蛋白质工程：基因工程、分子生物学技术

6.蛋白质在疾病诊断和治疗中的应用

①蛋白质标志物：用于疾病检测

②蛋白质药物：用于疾病治疗教学反思与总结亲爱的同学们，今天的生物课就到这里了。让我们一起来回顾一下这节课的内容吧。

首先，我想分享一下我对今天教学过程的反思。在教学方法上，我尝试了多种方式，比如通过实验演示来让学生直观地感受蛋白质的功能，通过多媒体展示来帮助他们理解蛋白质的结构，以及通过小组讨论来激发他们的思考。我觉得这些方法总体上是有效的，学生们在课堂上表现出了较高的参与度和积极性。

然而，我也发现了一些需要改进的地方。比如，在讲解蛋白质的四级结构时，我发现部分学生对于多个亚基如何形成复合蛋白质的理解还有一定的困难。这可能是因为我没有用足够的时间来解释这一概念，或者是因为我没有用更加生动的方式来呈现它。在今后的教学中，我计划使用更多实例和图表来帮助学生更好地理解这一点。

在课堂管理方面，我注意到一些学生可能在实验过程中分心，或者没有完全跟上教学节奏。为了改善这一点，我打算在实验之前更详细地说明实验步骤和注意事项，并在实验过程中加强巡视，确保每位学生都能集中注意力。

在技能方面，学生们通过实验操作，提高了观察能力和实验技能。他们学会了如何使用实验器材，如何记录实验数据，以及如何分析实验结果。

情感态度方面，我发现学生们对蛋白质的研究表现出浓厚的兴趣，他们在讨论时能够积极表达自己的观点，这让我感到非常欣慰。

当然，也存在一些不足。比如，有些学生在回答问题时不够自信，可能是因为他们对知识的掌握还不够牢固。为了解决这个问题，我计划在课后提供更多的辅导和练习，帮助他们巩固所学知识。

最后，我想提出一些建议和改进措施。首先，我会在讲解蛋白质的结构时，加入更多的动画和模拟实验，以帮助学生更好地理解。其次，我会设计更多与实际生活相关的案例，让学生看到蛋白质在我们日常生活中的应用，从而激发他们的学习兴趣。此外，我还会在课堂上更多地鼓励学生提问，创造一个开放的学习环境。典型例题讲解1.例题：

蛋白质A在细胞中起到催化作用，已知其一级结构中包含以下氨基酸序列片段：甘-亮-谷-天冬-赖。请分析蛋白质A可能具有的二级结构类型。

答案：蛋白质A的一级结构中包含甘氨酸（Gly）和亮氨酸（Leu），它们可以形成α-螺旋；同时，谷氨酸（Glu）和赖氨酸（Lys）可以形成β-折叠。因此，蛋白质A可能具有α-螺旋和β-折叠这两种二级结构类型。

2.例题：

某蛋白质的功能是通过运输物质在细胞内进行，其一级结构中包含以下氨基酸序列片段：苯丙-赖-亮-甘-丝。请分析该蛋白质可能具有的二级结构类型。

答案：苯丙氨酸（Phe）和赖氨酸（Lys）可能形成β-折叠，亮氨酸（Leu）和甘氨酸（Gly）可能形成α-螺旋，丝氨酸（Ser）可能参与形成环状结构。因此，该蛋白质可能具有α-螺旋、β-折叠和环状结构。

3.例题：

一种蛋白质的四级结构由两个相同的亚基组成，每个亚基包含以下氨基酸序列片段：谷-亮-苯丙-丙-谷。请分析该蛋白质的四级结构可能具有的特点。

答案：由于两个亚基相同，它们在四级结构中可能通过非共价键（如氢键、疏水作用等）相互连接。氨基酸序列中的谷氨酸（Glu）和谷氨酸（Glu）可能通过氢键连接，形成稳定的四级结构。

4.例题：

一种蛋白质在细胞膜上起到信号传导作用，其一级结构中包含以下氨基酸序列片段：赖-精-苏-甘-苯丙。请分析该蛋白质可能具有的二级结构类型。

答案：赖氨酸（Lys）和精氨酸（Arg）可能形成盐桥，苏氨酸（Ser）和甘氨酸（Gly）可能形成环状结构。因此，该蛋白质可能具有盐桥和环状结构。

5.例题：

一种蛋白质在细胞内起到结构支持作用，其一级结构中包含以下氨基酸序列片段：甘-亮-谷-天冬-赖。请分析该蛋白质可能具有的二级结构类型。

答案：甘氨酸（Gly）和亮氨酸（Leu）可能形成α-螺旋，谷氨酸（Glu）和赖氨酸（Lys）可能形成β-折叠。因此，该蛋白质可能具有α-螺旋和β-折叠这两种二级结构类型。作业布置与反馈作业布置：

1.完成课本第二章“组成细胞的分子”第二节“生命活动的主要承担者──蛋白质”的课后习题，包括选择题、填空题和简答题，以巩固对蛋白质结构和功能的理解。

2.选择一种蛋白质，如酶、血红蛋白或胶原蛋白，查阅相关资料，撰写一篇简短的报告，介绍其结构特点、功能以及在生物体内的作用。

3.设计一个实验方案，探讨蛋白质在不同条件下的稳定性，如温度、pH值等，并预测实验结果。

4.小组合作，讨论蛋白质工程在医学、农业等领域的应用前景，并撰写一份小组报告。

5.针对课堂上的讨论内容，选择一个感兴趣的话题，进行深入研究，并准备一份口头报告，在下次课堂上与同学们分享。

作业反馈：

1.课后习题的批改将注重学生对基础知识的掌握程度，对于错