高中生物《生物体中的有机化合物》教案6 沪科版第一册.docx
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高中生物《生物体中的有机化合物》教案6沪科版第一册
教学课题：
生物体中的有机化合物
一、教学目标：
1． 知识与技能目标
（1）知道氨基酸的结构和种类
（2）理解蛋白质的结构和功能
2、过程与方法目标：
（1）根据书本上个种类氨基酸的结构式，推断出氨基酸的结构通式
（2）参与氨基酸脱水缩合演示游戏，形象化理解脱水缩合的全过程
3、情感态度与价值观目标
（1）学会关爱世界上一些贫困群体，乐于帮助身边有困难的同学
（2）体验合理营养的必要性
二、学情分析：
生物体中重要的营养物质之—“蛋白质”，以及其组成单位“氨基酸”，对于这些名词，学生早已熟悉，但对其结构和功能确不甚了解。
而本节的目标就是要让同学们在循序渐进的学习过程中，认识蛋白质的构成、功能和保健，同时树立起一种关爱贫困群体的道德意识。
由于肽链的形成过程是个重点同时又是难点，所以采用寓教于乐的形式来帮助学生理解。
三、教材分析：
蛋白质是生物体内的重要营养物质，也是组成生物体结构的基本大分子，对这些物质的结构和功能的了解，是学习高中生命科学的基础。
本节内容属于生物体中有机化合物的重点同时也是难点部分，因此在教学把握上要求较高。
课本中安排的蛋白质的化学结构式，是为了引导学生自己从中归纳其元素组成，以氨基酸，肽链，蛋白质的梯度顺序逐步加深。
最后的蛋白质功能和摄取，使学生真切感受到知识来源于生活，帮助我们形成更科学的生活习惯。
四、教学重点：
蛋白质的结构及其功能
五、教学难点：
氨基酸的结构；蛋白质的结构（肽链的形成）
六、教学方法：
启发式、多媒体讲授式、互动式等相结合
七、教具准备：
PPT课件，彩色丝带（红、白、绿），彩色粉笔（红、白、绿、黄、紫），鸡蛋（一个熟一个生）
八、教学过程：
教学内容（含PPT）
教师活动
学生活动
设计意图
1、创设情景，导入新课
（PPT白净鸡蛋或展示真鸡蛋）
师：
我们在之前的学习中已经了解了糖类和之类这两大生物体中的有机化合物质。
今天，我们来学习另一种重要的有机化合物，它是什么呢？
请大家猜猜看。
师：
这只鸡蛋就象征着那种物质，生物体中七大类化合物中以蛋来命名的……
师：
没错，各位同学马上就意识到了，它是蛋白质。
而老师给大家展示这样一只鸡蛋，不仅仅为了象征蛋白质，同时还要告诉大家，鸡蛋中就富含了我们生物体所需要的蛋白质。
生：
蛋白质。
（由白净鸡蛋的图片让学生联想到蛋白质）
PPT（本节标题——生物体中的有机化合物蛋白质）
师：
生物体中的有机化合物——蛋白质
2、简单介绍蛋白质
（PPT奶酪营养成分表，红标注渐出）
师：
蛋白质可以说是我们日常生活中最熟悉的营养物质之一了。
假如你去超市购买食品，比方酸奶、高乐高等，把包装反过来，有一个营养成分表，你总能找到蛋白质含量这样一个标注。
师：
看，这块奶酪中就标明了蛋白质含量。
（由日常生活切入，简述对蛋白质的一般认识）
（PPT肌肉男人和酶）
师：
蛋白质不仅为我们所熟知，同时它也是生物体中最重要的有机化合物之一。
上节练习中以提到，蛋白质占人体干重的50%，它是我们身体肌肉中的肌球蛋白……、肌动蛋白以及具有催化作用的生物酶等的主要原料。
3、蛋白质的构成（氨基酸部分）
（PPT，蛋白质由氨基酸组成
师：
既然我们要了解蛋白质，是必要先弄清蛋白质的结构组成。
蛋白质是由什么组成的呢？
组成蛋白质的单位也是我们常听到的一个名词……氨基酸。
蛋白质是由氨基酸为单体组成的大分子化合物，而天然氨基酸一共有20种。
虽然我们知道氨基酸，但对其结构我们未必了解。
请同学们翻开书，看P26的图2—10，图上展示了六种不同种类的氨基酸，我们可以看到它们的空间结构是不同的。
但是，若你仔细观察他们的化学结构式，会发现其实它们结构上有一个共同特点。
（PPT，四种氨基酸）老师从中选出了四种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种氨基酸中唯一不符合结构的），我们一起来观察一下，看看它们到底具有什么样的共同点。
师：
好，请一位同学来说说看，你有什么发现？
（以启发式的语言让学生发现氨基酸结构上的共同特点）
师：
这位同学回答的非常正确。
（PPT，共同之处加上红框）如我们所见，各种氨基酸的这个红色部分都是相同的
生：
（观察图中氨基酸的共同特征）
生：
（举手）好像都有一个C，一个H，一个H2N，和一个COOH。
（由于过去学生没有学过蛋白质的组成，所以此处的提问使用自问自答的形式，帮助学生过渡）
（PPT，氨基酸通式——H
H2N—C—COOH）
R
于是我们总结出了一个氨基酸的通式————
H
H2N—C—COOH）
R
首先，它有一个中心C原子，尔后有一个H与之相连。
注意，（写板书）因为我们书写时使用的是
H
化学结构式，所以这样C，这样C—H，甚至这
H
样C 书写H的位置都是正确的， 以后不要看到H不标在C上面就以为不是氨基酸了哦（这一点一定要说明，否则以后做题目必错）。
接着与C相连的H2N—，我们称之为“氨基”，而另一边的—COOH，则称为“羧基”，氨基和羧基都是化学集基团。
而下面这个R，也就是各个氨酸不同的部位。
点名化学结构式的空间性
（PPT，R基团加红框）
（承上）这些基团我们统称之为R基团，不同种类氨基酸间的区别就在于这些R基团的差异。
看，甘氨酸的R基团是H，而苯丙氨酸则是CH2加个苯环。
请大家把书本P26中间一段话划下来，“各种氨基酸结构上的一个共同特点是，在与羧基—COOH相连的C上都有一个氨基—NH2，因而称为氨基酸。
他们的不同之处在于侧链所连接的基团R各不相同”。
我们清楚了，要判断一个有机物质是否是氨基酸，首先就要找到一个C原子上同时连了H
氨基和羧基，记住，这三者必须连在同一个C原子上，它才是氨基酸！
师：
（板书出判断题）
生：
（回答）
加强记忆
（判断氨基酸是个难点，需要强调）
4、蛋白质构成（肽链部分）
师：
我们了解了氨基酸，接下来研究一下氨基酸是怎样构成蛋白质的。
氨基酸合成蛋白质并不像多个单糖分子合成一个多糖分子那么直接，在合成蛋白质之前，氨基酸与氨基酸之间首先要经过“脱水缩合”连接成一种叫“肽链”的结构。
请大家划一下书本P27上部一段话，边划边和老师一起朗读：
“一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱去一分子水所和形成肽键，氨基酸通过肽键连接成肽链。
每条肽链的一端有一个自由的氨基，另一端有一个自由的羧基。
习惯上把由3个以上的氨基酸联成的肽链成为多肽”。
生：
（朗读）
强化记忆
（PPT，氨基酸结构简式展成化学结构式）
师：
怎么来理解这段文字呢？
为了帮助大家理解，老师先把氨基酸的同时作一下变化——。
我在这里只是将氨基和羧基从化学结构简式展开成化学结构式，其实质并未发生改变，请记住这一结构，我们要开始脱水缩合了！
便于学生理解之后的脱水缩合过程
（PPT，氨基酸脱水缩合示意图）
师：
这是氨基酸脱水缩合示意图，请看上半张图，位于左边的是一个氨基酸，位于右边的同样也是一个氨基酸。
那么，两个氨基酸要怎样才能连接在一起形成肽链呢？
首先，想要链接，它们肯定要脱去一部分以空出多余的化学键位来。
左边的氨基酸上的—COOH脱去一个—OH羟基，右边的氨基酸上的H2N—脱去一个—H，请告诉我脱下来的—OH与—H相连合成了什么？
师：
对，这就是所谓的“脱水”，那接下来要如何“缩合”呢?
我们的氨基酸已经腾出了键位，于是—COOH脱羟后剩下的—CO与H2N—脱氢后剩下的HN—连接，形成了“”这样一种结构，这个过程就称为缩合，而这个结构我们就命名它为“肽键”。
师：
肽键要如何书写才标准？
我们来看一下，（板书）可以了吗？
师：
还不完整，两边还要加上单键符号！
肽键的书写同样是一个重点，把它在书本上记一下，以后可别忘了哦。
（新教材中没有单独列出肽键的书写，这是一个漏洞）
好，经过脱水缩合以后，它就形成了一条肽链，因为只有2个氨基酸参与脱水缩合，所以我们称它为“二肽”，二肽化合物是肽链结构中最短的一种。
如果这一条肽链中有更多的氨基酸，即三个或三个以上的氨基酸参与脱水缩合，那么合成的肽链书本上称之为什么？
师：
多肽。
但我们在实际书写时，不能笼统地写“多肽”，一定要写明是几肽，怎么写？
很简单，数一下有几个氨基酸参与了脱水缩合，就是几肽。
师：
我们重新来回顾一遍整个脱水缩合的过程。
就这张图而言，有几个氨基酸参与了脱水缩合？
师：
它们相互连接后脱去了几分子水？
师：
形成了几个肽键？
师：
我们称这条肽链为？
师：
那么在这个二肽中，你们还能找到几个氨基，几个羧基？
师：
很好。
事实上，只要是在一条肽链上，总存在着这样一个像顺口溜一样的规律，（PPT）——“N个氨基酸脱去N—1分子水形成N—1个肽键，合成N肽，它至少还剩余1个氨基和1各羧基。
”按照这个规律，只要我们知道了参与脱水缩合的氨基酸数，脱去的水分子数，形成的肽键数或者这是几肽这些数据中的任意一个，就能推断出其他三个数据来！
另外，在描述剩余氨基、羧基数时，老师用到了“至少”两个字，注意为什么是“至少”，因为在形成肽链后，链两头各剩一个氨基、一个羧基这是板上钉钉的事，但我们也不要忽略了R基团这个部分，如果它也含有氨基和羧基呢？
而事实上，在20种天然氨基酸中就的确有一部分是含有氨基或羧基的，所以如果要判断一条肽链中的氨基和羧基数，千万不能忽略了R基团啊。
师：
氨基酸脱水缩合可以说是本章节的重中之重，为了便于大家进一步理解整个过程，老师设计了一个互动游戏。
老师现在黑板上写出两个氨基酸，……，老师使用了不同颜色的笔书写，等一会儿大家就会指导老师的用意了。
大家都知道两人三脚的游戏吧。
师：
就是有两个人并排站着，用绳子把他们中间靠在一起的脚绑起来，然后跑步，比的是一种协作性，那么两人三脚，三个人是几只脚呢？
师：
四个人呢？
师：
人数与脚数呈N+1的数量关系。
而我们的游戏就类似于两人三脚，但在教室里我们的脚会被桌子遮住看不见，所以我们不使用脚，而是使用……
师：
请两位同学上来为我们演示。
师：
现在我们姑且称她们为氨基酸一号同学和氨基酸二号同学，请两位同学像我一样把手展开……，我们来作一个形象地比喻，请看氨基酸一号同学，她的身体就是中心C原子，头部就是H，脚是R基团，老师给她一根红色丝带（给学生红丝带），缠在右手上，于是缠着红丝带的右手就成了H2N—，而红丝带就是氨基上的H；再给她一根白色丝带（给学生百丝带），缠在左手上，缠着白丝带的左手就是—COOH，而白丝带就是—OH。
同样的，老师也给氨基酸二号同学在右手缠上红丝带，在左手缠上白丝带。
氨基酸一号同学和氨基酸二号同学是一对好友，她们相遇后，很想手拉手，但手上有多余的东西，该怎么办呢？
师：
好，扔掉，于是她们把一根白丝带和一根红丝带扔掉了，（去除两人之间的两条丝带，举起来示意）想一想一红一白扔掉的是什么？
（板书，紫笔圈出红白部分）
师：
对，是水。
现在她们手上没有碍事的东西了，两只手可以拉在一起了，（学生的手拉在了一起）那么，除去了丝带后拉在一起的手是什么呢？
（板书，绿笔圈出肽键部分）
师：
对，手拉在了一起成为肽键。
为了便于观察，老师在拉起的手上缠上绿色丝带。
现在老师要提问了，台上有几位氨基酸同学参与了此次脱水缩合？
师：
她们脱去了几分子水？
师：
形成了几个肽键？
（指指绿色部分）
师：
形成的这条肽链我们称之为？
师：
大家现在还能看到几个氨基几个羧基？
（同学两边的手展开）
师：
那么大家现在能理解这句顺口溜了吗？
师：
我们再请两位同学上台，定义她们为氨基酸三号和四号同学，同样给她们红、白丝带，缠在相应手上。
一二三四号同学其实都是好朋友，她们开心的手拉起手（如刚才步骤一样）。
师：
同学们，大家自己用这条顺口溜来说说看，这整个氨基酸脱水缩合的过程。
师：
大家掌握了吗？
师：
掌声感谢台上四位同学的精彩演示！
生：
水。
生：
（思考）
生：
多肽。
生：
2个。
生：
1分子。
生：
1个肽键。
生：
二肽。
生：
一个氨基和一个羧基。
生：
噢！
（回忆中
）
生：
四只。
生：
五只。
生：
手？
生：
（上来两位同学，站在讲台上，面对同学们）
生：
扔掉！
生：
水！
生：
肽键！
生：
2位。
生：
1分子水。
生：
1个肽键。
生：
二肽。
生：
1个氨基和1个羧基。
生：
这也太形象了吧！
生：
4个氨基酸脱去3分子水，形成3个肽键，合成了4肽，至少还剩下1个氨基和1个羧基。
生：
掌握了！
生：
（鼓掌）
（以图片、互动教学的形式帮助学生理解氨基酸形成肽链的过程。
）
（此时学生中一般会发起一片笑声，因为他们联想到了“太贱”或“太监”，老师应开导学生说注意“肽键”两个字怎么写，并非同学们脑中所想的另一个读音相近的词哦）
以顺口溜帮助学生记忆
以游戏娱乐的形式让学生参与到学习中
不同颜色的丝带表示了不同的氨基酸部分
（他们的确是这样赞叹的）
（高一新课只需让学生掌握到单链上氨基酸的脱水缩合过程，多链会在后续课程中在描述）
教学课题：
生物体中的有机化合物——蛋白质
执教教师：
上海师范大学 黄敏捷 040103455
（接上篇）
（PPT蛋白质不同结构图）
师：
这样，我们就理解了肽链的形成。
而蛋白质，就是由这样一条甚至多条肽链通过空间上的折叠和螺旋化形成的。
看似轻描淡写的一句话，其实却并不简单，请同学们把P27中间一段文字划下来，“20种氨基酸以不同的树目、不同的种类、不同的排列顺序组合成不同的肽链。
自然状态下的肽链不是直线结构，而是发生折叠或螺旋，构成一定的空间结构。
这种空间结构决定了蛋白质的功能”。
也就是说，每一个蛋白质分子形成的过程中都存在着许多变数。
组成肽链上那众多氨基酸的种类不同，数目不确定，排列顺序千差万别，一个蛋白质分子是由一条还是几条肽链组成，又是不确定的，最后他们会经过折叠化还是螺旋化又不一而足。
所以各种蛋白质最终的结构势必会有所不同，随之功能也不同。
但这种空间结构也可能会因为受到一些外界因素的影响而改变，理化性质改变后的蛋白质就会丧失原有的功能。
老师举两个例子。
一个是我们熟悉的鸡蛋，先前说了蛋清中富含蛋白质，把生鸡蛋打碎后蛋清会流出，此时的蛋清是什么形态？
师：
那么如果我们把鸡蛋煮熟呢？
打碎蛋壳蛋清还会流出来吗？
师：
为什么？
师：
对，煮熟后蛋清就变成了固态。
这就是一个典型的蛋白质变性现象。
另外一个例子。
大家是不是有这样的体验，当你发高烧的时候，会觉得没胃口，对吧？
师：
什么原因呢？
因为我们吃下去的食物需要一些消化酶的参与帮助消化分解。
我们之前说了酶也是一种主要由蛋白质构成的物质。
而当我们发高烧后，体温上升，使酶的蛋白质结构也发生了变化，结果酶的催化效力降低，食物得不到充分消化，滞留在肠胃中，就不觉得饿了。
生：
胶体形态
生：
不会。
生：
因为煮熟后的蛋清凝固了。
生：
唉，对呀！
（讲无机化合物时提到过，他们可能有印象）
（让学生了解蛋白质结构及功能的多样性，以及外因引起的蛋白质变性现象）
1、蛋白质的重要性
（PPT蛋白质功能）
师：
我们刚才说了，空间结构的多样性导致了蛋白质功能的不同，那么具体蛋白质有哪些功能呢？
蛋白质是肌肉、皮肤、毛发、血红蛋白、细胞膜、细胞质等机体结构的主要成分；蛋白质又是形成酶、抗体、激素、血红蛋白等功能单位的必要原料。
一些是结构单位，一些是功能单位。
另外，当蛋白质作为能源物质供机体利用时，每克蛋白质氧化产生16.72KJ，这个能量与每一克糖的释放量相当，但是……蛋白质却绝不能被作为主要的供能物质！
为什么？
因为你们看（指PPT），蛋白质在人体中没有像糖原、皮下脂肪层那样的储存结构，蛋白质要么是作为人体内的结构物质，要么是调节物质，如果这类物质作为能源被消耗了，后果会很严重。
所以在正常情况下，人和动物体所需能量主要是由糖类氧化分解供给，只有当糖类代谢发生障碍，因其供能不足时，才开始动用脂肪，如果脂肪都不足够，就不得不动用蛋白质分解供能了。
将蛋白质与糖类比较，说明各种营养物质在功能上的区别
（PPT四张非洲饥民图）
蛋白质分解后，人体会变得十分消瘦，此时的症状我们称之为：
“热能营养缺乏症”（PPT）。
那么现实中哪些人群会有这样的症状呢？
（图1）这是一个生活在非洲地区，因战争而流离失所的儿童，因为处于长期饥饿的状态下，体内的糖原、脂肪已经消耗殆尽，连蛋白质也分解掉许多，变得骨瘦如柴，看他的腿，简直和手臂差不多粗细，让人震撼。
（图2）这个孩子也一样，正在被人急救，手臂非常细，与旁边的那个人形成了鲜明对比。
（图3）这是一张某家人的全家福，如果老是不告诉你们这些人是活着的，大家可能会把他们当成是一堆枯骨吧，十分的骇人。
（图4）这是一位母亲在哺乳，虽然她自己也已经是骨瘦如柴，没剩多少营养了，还依然把仅剩的一点奶水留给孩子喝，伟大的母爱啊！
看到这些景象，我们想到了什么？
平时，大家可能会抱怨自己吃得不够香，玩得不够好，生活不幸福。
但是，如果反观这些生活在苦难中的人，相比之下，我们的生活不知有多么幸福了！
正因为如此，我们更应该珍惜现在的幸福生活了。
同时，我们还要经常想起有这样一个弱势群体，要尽我们所能去帮助他们。
怎么做?
首先，从帮助你身边有困难的同学开始，从一些小事做起。
（举例蛋白质的生理功能，并用非洲饥民的图片唤起学生关爱贫困人群的道德意识）
2、蛋白质的摄取（介绍蛋白质营养的日常摄取）
（PPT）
师：
既然蛋白质那么重要，我们在日常生活中就要注意正确摄取，但并非一味的追求食用高蛋白食品，而是应多食用“优质蛋白食品”。
怎样的食物才算优质蛋白质食物呢？
我们来看一下有哪些：
刚才几经说过的鸡蛋蛋白，有些健美运动员每天要吃上十几个甚至几十个鸡蛋，增加肌肉中的蛋白质，但他们只吃蛋白部分，并不吃蛋黄，为什么不吃蛋黄呢?
师：
上节课讲脂类时已经说过了，一天只需要吃两只鸡蛋蛋黄就足够提供人体每日所需的胆固醇量，而吃几十个蛋黄就严重超标！
虽然蛋黄扔掉不吃也十分浪费，但总比硬吃下去得病好。
下一种食品，（PPT牛肉）牛肉。
然后是乳制品（PPT牛奶）。
（PPT大豆）豆类也是优质蛋白食品。
我们也可以直接使用安利的蛋白粉，它几乎是纯粹的优质蛋白质，相对的，它的售价也是非常昂贵，一罐要卖二、三百元！
师：
当然，凡事有个度，蛋白质摄取也不例外，蛋白质摄入过剩会引起一些疾病。
如动物性蛋白摄入过多，因为动物性蛋白偏酸性，那么就会造成体液酸碱不平衡；动物性蛋白，还会抑制骨钙吸收；另外，还会引起结石；增加肝、肾负担等副作用；还有一个，氨基酸脱氨作用脱下来的氨是具有毒性的！
所以，任何营养物质的摄取都要注意（PPT“适量”着重）“适量”！
生：
蛋黄含高胆固醇。
以学习促进生活质量
再次强调营养摄入要“适量”
7、小结：
师：
最后，我们来花一分钟时间小结一下今天的讲课内容。
首先，我们介绍了氨基酸，氨基酸结构是由一个H、一个—NH2、一个—COOH、一个R基团连在同一个中心碳原子上。
接着多个氨基酸经过脱水缩合形成肽键，氨基酸与氨基酸之间由肽键固定。
一条或多条肽链经空间上的折叠或螺旋化形成蛋白质，不同空间结构的蛋白质具有不同的功能。
回顾新课内容
8、作业：
师：
今天的作业，请大家把练习册P4上有关蛋白质的部分完成。
今天的课就到这里，下课。
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