組成細胞的分子
一、教學目標的確定
在課程標準的具體內容標準中，與本節(jié)內容相對應的條目是“概述蛋白質的結構和功能”。要達成這一目標，講授過程中就應該以結構與功能相適應的生物學觀點為主線，首先聯(lián)系初中知識引導學生說出蛋白質有哪些重要功能，再結合教材中蛋白質主要功能示例，進行這一部分的學習。在了解了蛋白質多種多樣的功能后，重點學習蛋白質的結構。首先學習蛋白質的基本組成單位──氨基酸的結構特點，以及由氨基酸形成蛋白質的過程，然后,組織學生運用剛獲取的知識對人工合成蛋白質進行探討，在探討過程中理解蛋白質結構多樣性的原因，最后再次呼應“結構與功能的適應”的觀點，引導學生發(fā)現(xiàn)實例中更深刻的知識，進而回歸主題──蛋白質是生命活動的主要承擔者。
根據(jù)以上對教材編排的理解，將本節(jié)知識目標定為:
1.說明氨基酸的結構特點，以及氨基酸的種類。
2.概述蛋白質的結構和功能。
3.理解蛋白質是生命活動的主要承擔者。
4.關注蛋白質研究的新進展。
本節(jié)能力目標為：
1.嘗試建立氨基酸結構通式的球棍模型(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構的蛋白質(獨立操作水平)。
3.能夠利用多媒體搜集相關信息，學會鑒別、選擇、運用和分享信息。
本節(jié)情感目標為：
1.體驗人工合成牛胰島素的大致合成過程(感受水平)。
2.認同蛋白質是生命活動的主要承擔者。
3.初步形成生物體的結構與功能、局部與整體、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點。樹立辯證唯物主義自然觀，逐步形成科學的世界觀。
4.認識生物科學的價值，樂于學習生物科學，初步養(yǎng)成質疑、求實、創(chuàng)新及勇于實踐的科學精神和科學態(tài)度。
二、教學設計思路
由于學生缺乏有關氨基酸和蛋白質的化學知識(特別是對連接各原子間的化學鍵感到尤為困惑)，細胞的分子組成又是微觀的內容，比較抽象，所以在教學時，應注意聯(lián)系學生的生活經(jīng)驗，利用模型模擬或圖解加強教學的直觀性，增加學生對微觀內容的感性認識，使學生在主動獲取知識的過程中完成重點、難點知識的學習，鍛煉動手能力、提高思維能力，形成相應的觀點。
引導回顧初中知識創(chuàng)設問題情境
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交流歸納蛋白質的功能
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播放一則洗發(fā)水廣告
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激發(fā)思考蛋白質與氨基酸的關系
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引入氨基酸及其種類的學習
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學生活動:觀察四種氨基酸的結構式
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討論、總結氨基酸的結構通式
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嘗試用球棍模型模擬氨基酸的結構通式
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拓展思考氨基酸的結構特點及其他性質
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引出氨基酸種類的學習
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利用強烈的數(shù)據(jù)對比，過渡到氨基酸怎樣形成蛋白質
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學生活動：閱讀課文并觀察氨基酸脫水縮合示意圖
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學生活動：小組合作嘗試描述
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啟發(fā)引導完成旁欄思考，并討論肽鏈的空間結構
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觀察氨基酸形成蛋白質的示意圖
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分析蛋白質的結構層次
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介紹人工合成蛋白質的過程
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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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導出蛋白質的多樣性原因
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總結、評價回歸主題
三、教學實施過程
學習階段
教師組織與引導
學生活動
教學意圖
問題導學
主動獲取知識
加工信息，主動探究，了解知識的應用價值。
闡明結構與功能的關系，促進理解
系統(tǒng)總結
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發(fā)質？發(fā)膜的主要成分是什么？
評價回答，總結蛋白質和氨基酸都是生命活動所必需的生命物質。它們之間存在著什么關系？
氨基酸是組成蛋白質的基本單位。
氨基酸有哪些特點呢？
展示四種氨基酸的結構式（甘氨酸、纈氨酸、丙氨酸、亮氨酸）
引導啟發(fā)：
教師組織與引導
1.組成氨基酸的基本元素是什么？
2.四種氨基酸在結構上有哪些共同點？又有哪些差別之處？
教師給與必要的補充，注意語言表述的`準確性。
3.嘗試寫出氨基酸分子的結構通式。
教師巡查學生書寫情況，啟發(fā)學生依據(jù)書寫情況與教材作對比來發(fā)現(xiàn)問題，強調結構通式的不同寫法。
引導學生通過球棍模型加深對氨基酸結構的理解，特別要形成其空間結構的認識：(通過對蛋白質的空間結構的理解，為下一步的理解肽鏈的空間結構做鋪墊)
桔紅色球：氫原子
黑色球：碳原子
綠色球：氧原子
藍色球：氮原子
小鐵棍：化學鍵
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鏈基團是什么?
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:
生物體中組成蛋白質的氨基酸只有20種，而據(jù)估計，生物界的蛋白質種類多達1010～1012種。
氨基酸是怎樣形成蛋白質的呢?
根據(jù)由部分到整體的認知規(guī)律，
先引導:兩個相同或不同的氨基酸分子脫水縮合過程
討論:
1.氨基酸形成蛋白質的大致過程是怎樣的?
2.兩個氨基酸脫水縮合反應生成一個二肽，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?
評價學生回答加以總結教師組織與引導
引導學生觀察:
“氨基酸形成蛋白質的示意圖”
完成“思考與討論”
利用課前搜集的有關人工合成蛋白質材料，聯(lián)系本書的科學家訪談:
1.如果你是中國人工合成牛胰島素科研領導小組的成員，你認為首先應做哪些方面的工作以免少走彎路?
2.設計一個怎樣的方案，以期更科學、更合理?(方案要合理)
3.如果人工合成的牛胰島素沒有達到預期的結果，你應該做哪些方面的分析?
評價學生回答，總結出蛋白質結構多樣性的四大原因。
引導學生再次思考蛋白質功能實例中如何體現(xiàn)結構與功能的適應這一生物學觀點。
討論:
1.對于蛋白質的功能，你還能作出補充嗎?
2.人類研究蛋白質的功能有什么意義?
教師組織與引導。
展示知識概念圖。
本節(jié)課要理解:氨基酸形成蛋白質的過程，蛋白質的結構和功能多樣性的原因。
思考回答：許多蛋白質是構成細胞和生物體結構的重要物質,稱為結構蛋白,如羽毛、肌肉、頭發(fā)的成分主要是蛋白質。
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。
總結氨基酸在空間結構上的特點。
學生思考回答:
1.甘氨酸的側鏈基團是氫基
2.學生初步思考
3.r基上可以含有-nh2或-cooh，進一步理解“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，并嘗試利用手中的模型模擬此過程。
根據(jù)模型作出描述。
思考作答。
總結得出公式:
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，更深入理解氨基酸形成蛋白質的過程，運用已學知識，解決實際問題。
1.整合資料信息，能說出幾個關鍵步驟。
2.方案要合乎生物學原理，合成后的牛胰島素要驗證其是否有活性。
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，未嚴格按照規(guī)定的17種氨基酸進行合成。
未嚴格按照其肽鏈折疊方式進行合成(意思對即可)。
能夠深層挖掘，作出相應描述。
回答問題，了解“國際人類蛋白質組計劃”的研究進展及成就。
學生能回答出組成蛋白質的基本單位──氨基酸，氨基酸分子的結合方式，蛋白質的結構層次，蛋白質結構多樣性的原因，及其與蛋白質功能多樣性的關系。
激發(fā)學生的學習興趣，寓教于樂，同時為知識點的切入提供了良好的素材，為講述氨基酸是組成蛋白質的基本單位做鋪墊。
考慮到這里出現(xiàn)的“基本單位”一詞，學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)的教學屬于本節(jié)的重難點，培養(yǎng)學生處理信息的能力。使其主動感知知識的形成。
由于學生的化學知識有限，通過動手環(huán)節(jié)會更直觀，突破學習難點，進而加深對各學科間相互關系的認識。
激發(fā)學生思維，加深對教材的理解，培養(yǎng)學生吃透知識的能力。
通過強烈的數(shù)字對比啟發(fā)學生主動發(fā)現(xiàn)問題提出問題，進而解決問題。
在實際動手操作中享受學習的快樂。
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的過程。
利用演示方法突破本節(jié)課的難點。
體驗角色變換的快樂，同時考查學生對已學知識的靈活運用程度。
強調科學發(fā)展的過程，滲透科學方法、科學精神的教育。
回歸主題，闡明蛋白質是生命活動的主要承擔者。
激發(fā)學生對科技前沿研究工作的興趣。
通過總結使學生獲得蛋白質是生命活動的主要承擔者的基本認識。
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