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2019-2020年高中生物 2.2《生物體中的有機化合物》教案 滬科版第一冊 教學課題：生物體中的有機化合物 一、教學目標： 1． 知識與技能目標 （1）知道氨基酸的結構和種類 （2）理解蛋白質(zhì)的結構和功能 2、過程與方法目標： （1）根據(jù)書本上個種類氨基酸的結構式，推斷出氨基酸的結構通式 （2）參與氨基酸脫水縮合演示游戲，形象化理解脫水縮合的全過程 3、情感態(tài)度與價值觀目標 （1）學會關愛世界上一些貧困群體，樂于幫助身邊有困難的同學 （2）體驗合理營養(yǎng)的必要性 二、學情分析： 生物體中重要的營養(yǎng)物質(zhì)之—“蛋白質(zhì)”，以及其組成單位“氨基酸”，對于這些名詞，學生早已熟悉，但對其結構和功能確不甚了解。而本節(jié)的目標就是要讓同學們在循序漸進的學習過程中，認識蛋白質(zhì)的構成、功能和保健，同時樹立起一種關愛貧困群體的道德意識。由于肽鏈的形成過程是個重點同時又是難點，所以采用寓教于樂的形式來幫助學生理解。 三、教材分析： 蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)的重要營養(yǎng)物質(zhì)，也是組成生物體結構的基本大分子，對這些物質(zhì)的結構和功能的了解，是學習高中生命科學的基礎。本節(jié)內(nèi)容屬于生物體中有機化合物的重點同時也是難點部分，因此在教學把握上要求較高。課本中安排的蛋白質(zhì)的化學結構式，是為了引導學生自己從中歸納其元素組成，以氨基酸，肽鏈，蛋白質(zhì)的梯度順序逐步加深。最后的蛋白質(zhì)功能和攝取，使學生真切感受到知識來源 于生活，幫助我們形成更科學的生活習慣。 四、教學重點： 蛋白質(zhì)的結構及其功能 五、教學難點： 氨基酸的結構；蛋白質(zhì)的結構（肽鏈的形成） 六、教學方法： 啟發(fā)式、多媒體講授式、互動式等相結合 七、教具準備： PPT課件，彩色絲帶（紅、白、綠），彩色粉筆（紅、白、綠、黃、紫），雞蛋（一個熟一個生） 八、教學過程： 教學內(nèi)容（含PPT） 教師活動 學生活動 設計意圖 1、 創(chuàng)設情景，導入新課 （PPT白凈雞蛋或展示真雞蛋） 師：我們在之前的學習中已經(jīng)了解了糖類和之類這兩大生物體中的有機化合物質(zhì)。今天，我們來學習另一種重要的有機化合物，它是什么呢？請大家猜猜看。 師：這只雞蛋就象征著那種物質(zhì)，生物體中七大類化合物中以蛋來命名的…… 師：沒錯，各位同學馬上就意識到了，它是蛋白質(zhì)。 而老師給大家展示這樣一只雞蛋，不僅僅為了象征蛋白質(zhì)，同時還要告訴大家，雞蛋中就富含了我們生物體所需要的蛋白質(zhì)。 生：蛋白質(zhì)。 （由白凈雞蛋的圖片讓學生聯(lián)想到蛋白質(zhì)） PPT（本節(jié)標題——生物體中的有機化合物蛋白質(zhì)） 師：生物體中的有機化合物——蛋白質(zhì) 2、 簡單介紹蛋白質(zhì) （PPT奶酪營養(yǎng)成分表，紅標注漸出） 師：蛋白質(zhì)可以說是我們?nèi)粘Ｉ钪凶钍煜さ臓I養(yǎng)物質(zhì)之一了。假如你去超市購買食品，比方酸奶、高樂高等，把包裝反過來，有一個營養(yǎng)成分表，你總能找到蛋白質(zhì)含量這樣一個標注。 師：看，這塊奶酪中就標明了蛋白質(zhì)含量。 （由日常生活切入，簡述對蛋白質(zhì)的一般認識） （PPT肌肉男人和酶） 師：蛋白質(zhì)不僅為我們所熟知，同時它也是生物體中最重要的有機化合物之一。上節(jié)練習中以提到，蛋白質(zhì)占人體干重的50%，它是我們身體肌肉中的肌球蛋白……、肌動蛋白以及具有催化作用的生物酶等的主要原料。 3、 蛋白質(zhì)的構成（氨基酸部分） （PPT，蛋白質(zhì)由氨基酸組成 師：既然我們要了解蛋白質(zhì)，是必要先弄清蛋白質(zhì)的結構組成。蛋白質(zhì)是由什么組成的呢？組成蛋白質(zhì)的單位也是我們常聽到的一個名詞……氨基酸。蛋白質(zhì)是由氨基酸為單體組成的大分子化合物，而天然氨基酸一共有20種。 雖然我們知道氨基酸，但對其結構我們未必了解。請同學們翻開書，看P26的圖2—10，圖上展示了六種不同種類的氨基酸，我們可以看到它們的空間結構是不同的。但是，若你仔細觀察他們的化學結構式，會發(fā)現(xiàn)其實它們結構上有一個共同特點。（PPT，四種氨基酸）老師從中選出了四種有代表性的氨基酸放在了投影上（先不要使用脯氨酸，它是20種氨基酸中唯一不符合結構的），我們一起來觀察一下，看看它們到底具有什么樣的共同點。 師：好，請一位同學來說說看，你有什么發(fā)現(xiàn)？（以啟發(fā)式的語言讓學生發(fā)現(xiàn)氨基酸結構上的共同特點） 師：這位同學回答的非常正確。（PPT，共同之處加上紅框）如我們所見，各種氨基酸的這個紅色部分都是相同的 生：（觀察圖中氨基酸的共同特征） 生：（舉手）好像都有一個C，一個H，一個H2N，和一個COOH。 （由于過去學生沒有學過蛋白質(zhì)的組成，所以此處的提問使用自問自答的形式，幫助學生過渡） （PPT，氨基酸通式——H H2N—C—COOH) R 于是我們總結出了一個氨基酸的通式———— H H2N—C—COOH ） R 首先，它有一個中心C原子，爾后有一個H與之相連。注意，（寫板書）因為我們書寫時使用的是 H 化學結構式，所以這樣 C，這樣C—H，甚至這 H 樣C 書寫H的位置都是正確的， 以后不要看到H不標在C上面就以為不是氨基酸了哦（這一點一定要說明，否則以后做題目必錯）。接著與C相連的H2N—，我們稱之為“氨基”，而另一邊的—COOH，則稱為“羧基”，氨基和羧基都是化學集基團。而下面這個R，也就是各個氨酸不同的部位。 點名化學結構式的空間性 （PPT，R基團加紅框） （承上）這些基團我們統(tǒng)稱之為R基團，不同種類氨基酸間的區(qū)別就在于這些R基團的差異?？?，甘氨酸的R基團是H，而苯丙氨酸則是CH2加個苯環(huán)。請大家把書本P26中間一段話劃下來，“各種氨基酸結構上的一個共同特點是，在與羧基—COOH相連的C上都有一個氨基—NH2，因而稱為氨基酸。他們的不同之處在于側鏈所連接的基團R各不相同”。 我們清楚了，要判斷一個有機物質(zhì)是否是氨基酸，首先就要找到一個C原子上同時連了H 氨基和羧基，記住，這三者必須連在同一個C原子上，它才是氨基酸！ 師：（板書出判斷題） 生：（回答） 加強記憶 （判斷氨基酸是個難點，需要強調(diào)） 4、 蛋白質(zhì)構成（肽鏈部分） 師：我們了解了氨基酸，接下來研究一下氨基酸是怎樣構成蛋白質(zhì)的。氨基酸合成蛋白質(zhì)并不像多個單糖分子合成一個多糖分子那么直接，在合成蛋白質(zhì)之前，氨基酸與氨基酸之間首先要經(jīng)過“脫水縮合”連接成一種叫“肽鏈”的結構。請大家劃一下書本P27上部一段話，邊劃邊和老師一起朗讀：“一個氨基酸的氨基和另一個氨基酸的羧基脫去一分子水所和形成肽鍵，氨基酸通過肽鍵連接成肽鏈。每條肽鏈的一端有一個自由的氨基，另一端有一個自由的羧基。習慣上把由3個以上的氨基酸聯(lián)成的肽鏈成為多肽”。 生：（朗讀） 強化記憶 （PPT，氨基酸結構簡式展成化學結構式） 師：怎么來理解這段文字呢？為了幫助大家理解，老師先把氨基酸的同時作一下變化——。我在這里只是將氨基和羧基從化學結構簡式展開成化學結構式，其實質(zhì)并未發(fā)生改變，請記住這一結構，我們要開始脫水縮合了！ 便于學生理解之后的脫水縮合過程 （PPT，氨基酸脫水縮合示意圖） 師：這是氨基酸脫水縮合示意圖，請看上半張圖，位于左邊的是一個氨基酸，位于右邊的同樣也是一個氨基酸。那么，兩個氨基酸要怎樣才能連接在一起形成肽鏈呢？首先，想要鏈接，它們肯定要脫去一部分以空出多余的化學鍵位來。左邊的氨基酸上的—COOH脫去一個—OH羥基，右邊的氨基酸上的H2N—脫去一個—H，請告訴我脫下來的—OH與—H相連合成了什么？ 師：對，這就是所謂的“脫水”，那接下來要如何“縮合”呢?[ 我們的氨基酸已經(jīng)騰出了鍵位，于是—COOH脫羥后剩下的—CO與H2N—脫氫后剩下的HN—連接，形成了“”這樣一種結構，這個過程就稱為縮合，而這個結構我們就命名它為“肽鍵”。 師：肽鍵要如何書寫才標準？我們來看一下，（板書）可以了嗎？ 師：還不完整，兩邊還要加上單鍵符號！肽鍵的書寫同樣是一個重點，把它在書本上記一下，以后可別忘了哦。（新教材中沒有單獨列出肽鍵的書寫，這是一個漏洞） 好，經(jīng)過脫水縮合以后，它就形成了一條肽鏈，因為只有2個氨基酸參與脫水縮合，所以我們稱它為“二肽”，二肽化合物是肽鏈結構中最短的一種。如果這一條肽鏈中有更多的氨基酸，即三個或三個以上的氨基酸參與脫水縮合，那么合成的肽鏈書本上稱之為什么？ 師：多肽。但我們在實際書寫時，不能籠統(tǒng)地寫“多肽”，一定要寫明是幾肽，怎么寫？很簡單，數(shù)一下有幾個氨基酸參與了脫水縮合，就是幾肽。 師：我們重新來回顧一遍整個脫水縮合的過程。就這張圖而言，有幾個氨基酸參與了脫水縮合？ 師：它們相互連接后脫去了幾分子水？ 師：形成了幾個肽鍵？ 師：我們稱這條肽鏈為？ 師：那么在這個二肽中，你們還能找到幾個氨基，幾個羧基？ 師：很好。事實上，只要是在一條肽鏈上，總存在著這樣一個像順口溜一樣的規(guī)律，（PPT）——“N個氨基酸脫去N—1分子水形成N—1個肽鍵，合成N肽，它至少還剩余1個氨基和1各羧基?！卑凑者@個規(guī)律，只要我們知道了參與脫水縮合的氨基酸數(shù)，脫去的水分子數(shù)，形成的肽鍵數(shù)或者這是幾肽這些數(shù)據(jù)中的任意一個，就能推斷出其他三個數(shù)據(jù)來！另外，在描述剩余氨基、羧基數(shù)時，老師用到了“至少”兩個字，注意為什么是“至少”，因為在形成肽鏈后，鏈兩頭各剩一個氨基、一個羧基這是板上釘釘?shù)氖拢覀円膊灰雎粤薘基團這個部分，如果它也含有氨基和羧基呢？而事實上，在20種天然氨基酸中就的確有一部分是含有氨基或羧基的，所以如果要判斷一條肽鏈中的氨基和羧基數(shù)，千萬不能忽略了R基團啊。 師：氨基酸脫水縮合可以說是本章節(jié)的重中之重，為了便于大家進一步理解整個過程，老師設計了一個互動游戲。老師現(xiàn)在黑板上寫出兩個氨基酸，……，老師使用了不同顏色的筆書寫，等一會兒大家就會指導老師的用意了。 大家都知道兩人三腳的游戲吧。 師：就是有兩個人并排站著，用繩子把他們中間靠在一起的腳綁起來，然后跑步，比的是一種協(xié)作性，那么兩人三腳，三個人是幾只腳呢？ 師：四個人呢？ 師：人數(shù)與腳數(shù)呈N+1的數(shù)量關系。而我們的游戲就類似于兩人三腳，但在教室里我們的腳會被桌子遮住看不見，所以我們不使用腳，而是使用…… 師：請兩位同學上來為我們演示。 師：現(xiàn)在我們姑且稱她們?yōu)榘被嵋惶柾瑢W和氨基酸二號同學，請兩位同學像我一樣把手展開……，我們來作一個形象地比喻，請看氨基酸一號同學，她的身體就是中心C原子，頭部就是H，腳是R基團，老師給她一根紅色絲帶（給學生紅絲帶），纏在右手上，于是纏著紅絲帶的右手就成了H2N—，而紅絲帶就是氨基上的H；再給她一根白色絲帶（給學生百絲帶），纏在左手上，纏著白絲帶的左手就是—COOH，而白絲帶就是—OH。同樣的，老師也給氨基酸二號同學在右手纏上紅絲帶，在左手纏上白絲帶。 氨基酸一號同學和氨基酸二號同學是一對好友，她們相遇后，很想手拉手，但手上有多余的東西，該怎么辦呢？ 師：好，扔掉，于是她們把一根白絲帶和一根紅絲帶扔掉了，（去除兩人之間的兩條絲帶，舉起來示意）想一想一紅一白扔掉的是什么？（板書，紫筆圈出紅白部分） 師：對，是水。現(xiàn)在她們手上沒有礙事的東西了，兩只手可以拉在一起了，（學生的手拉在了一起）那么，除去了絲帶后拉在一起的手是什么呢？（板書，綠筆圈出肽鍵部分） 師：對，手拉在了一起成為肽鍵。為了便于觀察，老師在拉起的手上纏上綠色絲帶?，F(xiàn)在老師要提問了，臺上有幾位氨基酸同學參與了此次脫水縮合？ 師：她們脫去了幾分子水？ 師：形成了幾個肽鍵？（指指綠色部分） 師：形成的這條肽鏈我們稱之為？ 師：大家現(xiàn)在還能看到幾個氨基幾個羧基？（同學兩邊的手展開） 師：那么大家現(xiàn)在能理解這句順口溜了嗎？ 師：我們再請兩位同學上臺，定義她們?yōu)榘被崛柡退奶柾瑢W，同樣給她們紅、白絲帶，纏在相應手上。一二三四號同學其實都是好朋友，她們開心的手拉起手（如剛才步驟一樣）。 師：同學們，大家自己用這條順口溜來說說看，這整個氨基酸脫水縮合的過程。 師：大家掌握了嗎？ 師：掌聲感謝臺上四位同學的精彩演示！ 生：水。 ] 生：（思考） 生：多肽。 生：2個。 生：1分子。 生：1個肽鍵。 生：二肽。 生：一個氨基和一個羧基。 生：噢！（回憶中 ） 生：四只。 生：五只。 生：手？ 生：（上來兩位同學，站在講臺上，面對同學們） 生：扔掉！ 生：水！ 生：肽鍵！ 生：2位。 生：1分子水。 生：1個肽鍵。 生：二肽。 生：1個氨基和1個羧基。 生：這也太形象了吧！ 生：4個氨基酸脫去3分子水，形成3個肽鍵，合成了4肽，至少還剩下1個氨基和1個羧基。 生：掌握了！ 生：（鼓掌） （以圖片、互動教學的形式幫助學生理解氨基酸形成肽鏈的過程。） （此時學生中一般會發(fā)起一片笑聲，因為他們聯(lián)想到了“太賤”或“太監(jiān)”，老師應開導學生說注意“肽鍵”兩個字怎么寫，并非同學們腦中所想的另一個讀音相近的詞哦） 以順口溜幫助學生記憶 以游戲娛樂的形式讓學生參與到學習中 不同顏色的絲帶表示了不同的氨基酸部分 [來源:] （他們的確是這樣贊嘆的）[來源:] （高一新課只需讓學生掌握到單鏈上氨基酸的脫水縮合過程，多鏈會在后續(xù)課程中在描述）