組成細(xì)胞的分子
一、教學(xué)目標(biāo)的確定
在課程標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，與本節(jié)內(nèi)容相對應(yīng)的條目是“概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能”。要達(dá)成這一目標(biāo)，講授過程中就應(yīng)該以結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)為主線，首先聯(lián)系初中知識引導(dǎo)學(xué)生說出蛋白質(zhì)有哪些重要功能，再結(jié)合教材中蛋白質(zhì)主要功能示例，進(jìn)行這一部分的學(xué)習(xí)。在了解了蛋白質(zhì)多種多樣的功能后，重點(diǎn)學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。首先學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的基本組成單位──氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及由氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程，然后,組織學(xué)生運(yùn)用剛獲取的知識對人工合成蛋白質(zhì)進(jìn)行探討，在探討過程中理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因，最后再次呼應(yīng)“結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)”的觀點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)例中更深刻的知識，進(jìn)而回歸主題──蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。
根據(jù)以上對教材編排的理解，將本節(jié)知識目標(biāo)定為:
1.說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及氨基酸的種類。
2.概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。
3.理解蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。
4.關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展。
本節(jié)能力目標(biāo)為：
1.嘗試建立氨基酸結(jié)構(gòu)通式的球棍模型(模仿水平)。
2.使用球棍模型演示脫水縮合過程，肽鏈形成具有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)(獨(dú)立操作水平)。
3.能夠利用多媒體搜集相關(guān)信息，學(xué)會鑒別、選擇、運(yùn)用和分享信息。
本節(jié)情感目標(biāo)為：
1.體驗(yàn)人工合成牛胰島素的大致合成過程(感受水平)。
2.認(rèn)同蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。
3.初步形成生物體的結(jié)構(gòu)與功能、局部與整體、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點(diǎn)。樹立辯證唯物主義自然觀，逐步形成科學(xué)的世界觀。
4.認(rèn)識生物科學(xué)的價值，樂于學(xué)習(xí)生物科學(xué)，初步養(yǎng)成質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新及勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。
二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
由于學(xué)生缺乏有關(guān)氨基酸和蛋白質(zhì)的化學(xué)知識(特別是對連接各原子間的化學(xué)鍵感到尤為困惑)，細(xì)胞的分子組成又是微觀的內(nèi)容，比較抽象，所以在教學(xué)時，應(yīng)注意聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，利用模型模擬或圖解加強(qiáng)教學(xué)的直觀性，增加學(xué)生對微觀內(nèi)容的感性認(rèn)識，使學(xué)生在主動獲取知識的過程中完成重點(diǎn)、難點(diǎn)知識的學(xué)習(xí)，鍛煉動手能力、提高思維能力，形成相應(yīng)的觀點(diǎn)。
引導(dǎo)回顧初中知識創(chuàng)設(shè)問題情境
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交流歸納蛋白質(zhì)的功能
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播放一則洗發(fā)水廣告
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激發(fā)思考蛋白質(zhì)與氨基酸的關(guān)系
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引入氨基酸及其種類的學(xué)習(xí)
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學(xué)生活動:觀察四種氨基酸的結(jié)構(gòu)式
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討論、總結(jié)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式
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嘗試用球棍模型模擬氨基酸的結(jié)構(gòu)通式
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拓展思考氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其他性質(zhì)
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引出氨基酸種類的學(xué)習(xí)
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利用強(qiáng)烈的數(shù)據(jù)對比，過渡到氨基酸怎樣形成蛋白質(zhì)
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學(xué)生活動：閱讀課文并觀察氨基酸脫水縮合示意圖
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學(xué)生活動：小組合作嘗試描述
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啟發(fā)引導(dǎo)完成旁欄思考，并討論肽鏈的空間結(jié)構(gòu)
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觀察氨基酸形成蛋白質(zhì)的示意圖
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分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次
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介紹人工合成蛋白質(zhì)的過程
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師生共同探討人工合成牛胰島素的過程
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導(dǎo)出蛋白質(zhì)的多樣性原因
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總結(jié)、評價回歸主題
三、教學(xué)實(shí)施過程
學(xué)習(xí)階段
教師組織與引導(dǎo)
學(xué)生活動
教學(xué)意圖
問題導(dǎo)學(xué)
主動獲取知識
加工信息，主動探究，了解知識的應(yīng)用價值。
闡明結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，促進(jìn)理解
系統(tǒng)總結(jié)
教師投影一則洗發(fā)水的產(chǎn)品介紹。啟發(fā)思考：在洗發(fā)水中都含有哪些成分?為什么氨基酸能有效修復(fù)發(fā)質(zhì)？發(fā)膜的主要成分是什么？
評價回答，總結(jié)蛋白質(zhì)和氨基酸都是生命活動所必需的生命物質(zhì)。它們之間存在著什么關(guān)系？
氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。
氨基酸有哪些特點(diǎn)呢？
展示四種氨基酸的結(jié)構(gòu)式（甘氨酸、纈氨酸、丙氨酸、亮氨酸）
引導(dǎo)啟發(fā)：
教師組織與引導(dǎo)
1.組成氨基酸的基本元素是什么？
2.四種氨基酸在結(jié)構(gòu)上有哪些共同點(diǎn)？又有哪些差別之處？
教師給與必要的補(bǔ)充，注意語言表述的`準(zhǔn)確性。
3.嘗試寫出氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式。
教師巡查學(xué)生書寫情況，啟發(fā)學(xué)生依據(jù)書寫情況與教材作對比來發(fā)現(xiàn)問題，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)通式的不同寫法。
引導(dǎo)學(xué)生通過球棍模型加深對氨基酸結(jié)構(gòu)的理解，特別要形成其空間結(jié)構(gòu)的認(rèn)識：(通過對蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)的理解，為下一步的理解肽鏈的空間結(jié)構(gòu)做鋪墊)
桔紅色球：氫原子
黑色球：碳原子
綠色球：氧原子
藍(lán)色球：氮原子
小鐵棍：化學(xué)鍵
彈簧棍：碳氧雙鍵
(要求)裝配出一個甘氨酸或丙氨酸
深入探討:
1.我們插裝的甘氨酸的側(cè)鏈基團(tuán)是什么?
2. r基的不同如何決定氨基酸種類的不同?嘗試用模型變換(課下完成)
3. r基上能不能含有-nh2或-cooh?
課件展示特殊氨基酸
賴氨酸(含-nh2)
天冬氨酸(含-cooh)
啟發(fā)引導(dǎo):
生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸只有20種，而據(jù)估計(jì)，生物界的蛋白質(zhì)種類多達(dá)1010～1012種。
氨基酸是怎樣形成蛋白質(zhì)的呢?
根據(jù)由部分到整體的認(rèn)知規(guī)律，
先引導(dǎo):兩個相同或不同的氨基酸分子脫水縮合過程
討論:
1.氨基酸形成蛋白質(zhì)的大致過程是怎樣的?
2.兩個氨基酸脫水縮合反應(yīng)生成一個二肽，失去幾分子水?
3.三個氨基酸脫水縮合，失去幾分子水?
4. n個氨基酸脫水縮合反應(yīng)呢?
演示:
氨基酸分子脫水縮合形成兩條鏈的過程
1.拿一條兩頭系有不同顏色緊扣的繩子表示一條多肽鏈
2.拿剪刀從中間剪開表示肽鍵的斷裂
思考:肽鍵斷裂后需要作出哪些修飾，使其形成兩條完整的多肽鏈?
評價學(xué)生回答加以總結(jié)教師組織與引導(dǎo)
引導(dǎo)學(xué)生觀察:
“氨基酸形成蛋白質(zhì)的示意圖”
完成“思考與討論”
利用課前搜集的有關(guān)人工合成蛋白質(zhì)材料，聯(lián)系本書的科學(xué)家訪談:
1.如果你是中國人工合成牛胰島素科研領(lǐng)導(dǎo)小組的成員，你認(rèn)為首先應(yīng)做哪些方面的工作以免少走彎路?
2.設(shè)計(jì)一個怎樣的方案，以期更科學(xué)、更合理?(方案要合理)
3.如果人工合成的牛胰島素沒有達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，你應(yīng)該做哪些方面的分析?
評價學(xué)生回答，總結(jié)出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的四大原因。
引導(dǎo)學(xué)生再次思考蛋白質(zhì)功能實(shí)例中如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)這一生物學(xué)觀點(diǎn)。
討論:
1.對于蛋白質(zhì)的功能，你還能作出補(bǔ)充嗎?
2.人類研究蛋白質(zhì)的功能有什么意義?
教師組織與引導(dǎo)。
展示知識概念圖。
本節(jié)課要理解:氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能多樣性的原因。
思考回答：許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì),稱為結(jié)構(gòu)蛋白,如羽毛、肌肉、頭發(fā)的成分主要是蛋白質(zhì)。
思考回答：c、h、o、n等。
觀察對比，嘗試用語言描述。
傾聽，并以小組為單位，合作完成。
總結(jié)氨基酸在空間結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。
學(xué)生思考回答:
1.甘氨酸的側(cè)鏈基團(tuán)是氫基
2.學(xué)生初步思考
3.r基上可以含有-nh2或-cooh，進(jìn)一步理解“每個氨基酸分子至少都含有一個-nh2和-cooh”
獲取信息，主動思考，體會巨大的數(shù)字差別蘊(yùn)含有哪些信息。
觀察“氨基酸脫水縮合示意圖”，閱讀氨基酸脫水縮合過程的文字、圖解，以小組為單位，討論交流，并嘗試?yán)檬种械哪Ｐ湍M此過程。
根據(jù)模型作出描述。
思考作答。
總結(jié)得出公式:
形成肽鍵數(shù)(脫去的水分子數(shù))=氨基酸分子數(shù)-肽鏈條數(shù)。
主動參與交流表達(dá)，更深入理解氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程，運(yùn)用已學(xué)知識，解決實(shí)際問題。
1.整合資料信息，能說出幾個關(guān)鍵步驟。
2.方案要合乎生物學(xué)原理，合成后的牛胰島素要驗(yàn)證其是否有活性。
3.合成多肽鏈時少一個氨基酸分子。
合成多肽鏈時，氨基酸的連接順序出現(xiàn)錯誤。
合成多肽鏈時，未嚴(yán)格按照規(guī)定的17種氨基酸進(jìn)行合成。
未嚴(yán)格按照其肽鏈折疊方式進(jìn)行合成(意思對即可)。
能夠深層挖掘，作出相應(yīng)描述。
回答問題，了解“國際人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃”的研究進(jìn)展及成就。
學(xué)生能回答出組成蛋白質(zhì)的基本單位──氨基酸，氨基酸分子的結(jié)合方式，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因，及其與蛋白質(zhì)功能多樣性的關(guān)系。
激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，寓教于樂，同時為知識點(diǎn)的切入提供了良好的素材，為講述氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位做鋪墊。
考慮到這里出現(xiàn)的“基本單位”一詞，學(xué)生接受可能有些許困難，所以采取了直接講授的方法。
這一環(huán)節(jié)的教學(xué)屬于本節(jié)的重難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生處理信息的能力。使其主動感知知識的形成。
由于學(xué)生的化學(xué)知識有限，通過動手環(huán)節(jié)會更直觀，突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)，進(jìn)而加深對各學(xué)科間相互關(guān)系的認(rèn)識。
激發(fā)學(xué)生思維，加深對教材的理解，培養(yǎng)學(xué)生吃透知識的能力。
通過強(qiáng)烈的數(shù)字對比啟發(fā)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題提出問題，進(jìn)而解決問題。
在實(shí)際動手操作中享受學(xué)習(xí)的快樂。
利用歸納演繹的方法由易到難，逐步推測氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。
利用演示方法突破本節(jié)課的難點(diǎn)。
體驗(yàn)角色變換的快樂，同時考查學(xué)生對已學(xué)知識的靈活運(yùn)用程度。
強(qiáng)調(diào)科學(xué)發(fā)展的過程，滲透科學(xué)方法、科學(xué)精神的教育。
回歸主題，闡明蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。
激發(fā)學(xué)生對科技前沿研究工作的興趣。
通過總結(jié)使學(xué)生獲得蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者的基本認(rèn)識。
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