生命的基础蛋白质课堂教学实录

生命的基础—蛋白质课堂教学实录

甘肃省清水县第六中学

车琳

教材依据：普通高中课程标准实验教科书化学选修1（化学与生活）第一章第三节：生命的基础—蛋白质（第一课时）

指导思想与理论依据：

蛋白质是天然高分子化合物的典型代表，也是与我们的营养和生理特点密切相关的重要化学物质，因此学习本节课尤其要联系实际生活，以实际生活为佐证，结合实验、生命存在体，让学生自主探究，获得真切体验，来建立对蛋白质的结构与性质的系统认识。同时，这节内容也是“理化生”

三科知识大融合的交叉点，应引导学生展开点、面、体的联想，回忆生物课上所学的相关知识，渗透现代科研成果是多学科科学家集体合作的结果，树立团结的协作意识、学习意识、与探究意识；培养学生探求科学奥秘的独有“情结”，是本节课应凸显的特色。

创造生活是人的自然天性，学生的精彩生活在课堂上，应让学生发挥主观能动性，在教师预设的问题场域中，来引发学生的认知冲突，让学生自主(放手)生产知识。

三维目标：

1、过程与方法：把自主权交给学生，让学生通过实验探究，集体协作，和研究

文献的方法，捕获蛋白质的有关知识。让学生体验成功的快乐和

获取知识的方法。

2、情感目标：结合我国首次在世界上成功合成蛋白质的历史，以增强民族自豪

感和爱国之心；培养学生科学探研的独有“情结”及追求科学真

理和为科学而献身的精神。

3、知识目标：使学生了解蛋白质的组成、性质和用途及蛋白质是生命的物质基

础并了解酶的特性与广泛的用途。

教学重点：蛋白质的化学性质；观察和抽象思维能力的培养

教学难点：蛋白质的组成、蛋白质水解的断键部位、肽键的形成；科学抽象能力的培养。

教学方法：问题开启—实验探究（研讨）—引发自主生成（印发学案，抓好学生的课前预习工作）

教学线索（流程图）：

问题场域：

知识生成

评价：

动态生成过程：

教学情境：播放草原、森林中食物链端的老虎、狮子、狼、驴、马牛羊等捕食动物的动态视屏。

师：老虎、狼为什么只吃肉而不吃草，马、牛、羊只吃草但为什么不吃肉？生：（学生纷纷举手回答）老虎、狼体内有脂肪酶和蛋白酶的催化，而无纤维素酶和淀粉酶，马、牛、羊体内有纤维酶而无脂肪酶和蛋白酶。

[点评]:此处把学生的兴奋点调动了起来，由于涉及了生活中的自然现象问题，学生既有经验又有生物课上所学的知识,使他们心情激动,纷纷举手回答;体现了知识的价值和学生自我展示的强烈意识！.增强了学生对化学科学的兴趣和生活的情感意识！

师:原来脂肪酶只对脂肪水解起催化作用,蛋白酶只对蛋白质水解起催化作用纤维酶只对纤维素水解起催化作用,可见酶的催化作用具有什么特点呢?

生:(学生一边总结,教师一边用投影打出)

1,专一性,选择性

2,高效性

3,条件温和,无需催化剂

师：为什么酶的催化作用具有高效性？据科学家讲，如，人体内没有酶作催化剂，可能我们摄取的食物经五十年也难于被人体吸收，那么酶是一种什么物质呢？

生：是一种蛋白质

师：同学们知道蛋白质的存在吗？

生：蛋白质广泛存在于生物体中，是组成细胞的基础物质，动物的肌肉、皮肤、、发、毛、蹄、角、指甲、胰岛素、酶、血红蛋白、病毒、细胞、激素等都是蛋白质。此外植物种子里也含有蛋白质。

师：看来大家生物课学得很好，连细菌和病毒都是蛋白质，可见蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。这节课我们就来专门讨论蛋白质的性质。[板书]：第三节、生命的基础—蛋白质

师：谁能说说蛋白质在生命活动过程中具有哪些重要作用？给我们略举几例？生：例如新陈代谢中酶就起了催化剂的作用，激素起了调节作用，血红蛋白起了向人体各个部位输送氧气的作用（教师的点拨下，激活了学生思维，唤起

了学生在生物课中所学的知识）。

师：说明蛋白质在我们的生命活动过程中起了非常重要的作用，此外，有些蛋白质，如毒蛋白还给人体有毒害作用，蛋白质也是我们每天摄取食物中的重要营养物质，那我们能不能偏食，如我们主要吃蛋白质含量最高的物质。生：不能

师：有一位家长给婴儿服人生蜂王浆，吃到四岁，结果四岁的小孩表现出十八岁姑娘的生理特点，这是因为人生蜂王浆中激素含量高导致的结果，这就告诉我们人能不能偏食呢？

生：不能，偏食导致人畸形发展，还可能对健康不利。

师：蛋白质对我们的生命活动非常重要，人类已经能探索生命体的奥秘了！如DNA的发现，可以破解人类遗传的密码。同学们也听说过克隆羊、试管婴儿的故事了！那人类现在能不能在分子水平上合成具有生命活力的蛋白质呢？

生：能，如我们国家人工合成了结晶牛胰岛素。

[投影]：结晶牛胰岛素的图片和51个氨基酸分子缩聚结构示意图：略。

[点评]：通过蛋白质在自然界的广泛存在，和在生命活动过程中所起的重要作用，激发了学生探究蛋白质的欲望，并使生物课中所学知识激活，使学生产生了强烈的好奇心，并为我国所取得举世瞩目的成就而感到骄傲，增强了民族自豪感！和进一步探究问题的强烈意识。

师：蛋白质的合成的确使人类探索生命的奥秘向前迈进了一步，使中国人实现了恩克思早有的预言：“只要把蛋白质的化学成分弄清楚，化学就能着手制造活的蛋白质”。而今已经成了现实，并且也已经凝固、聚焦成了历史。

[点拨]：化学家是如何认识蛋白质的呢？比如含什么元素，具有什么结构、性质，其实科学方法和认识矿石的组成相似，假如，现有一块矿石，呈现在化学家面前，要知道其成分，请同学们猜想化学家会怎么办呢？

生：把它打碎，再到溶剂中溶解或反应！

师：那不能溶解的部分又怎么办呢？

生：寻找新的溶剂。

师：好！同学们的思路和方法很好！其实我们认识蛋白质采取同样的方法，那么我们如何“打碎”蛋白质呢？

生：蛋白质在酸或碱催化作用下，水解最终产物是氨基酸（学生在生物课中已经

有基础知识）

师：那什么是氨基酸、氨基酸中含有那些官能团？

生：羧基、氨基

师：同学们能不能给我们举一个例子，并请在排上给我们写一下！

生：很快一位同学在排上写了氨基乙酸的结构简式“CH2—COOH”

NH2

[投影]：常见的几种氨基酸（其结构简式）：略。

师：请同学们仔细观察一下，氨基酸的结构都有什么共同的规律或特征？

生：氨基都连在和羧基相连的第一个碳原子上

师：原来天然产物——蛋白质，水解最终的产物大多数都是α—氨基酸，那么由氨基酸的结构决定、具有哪些性质呢？（启发：从官能团来看）

生：含羧基——具有酸性

含氨基------（学生茫然）

[点拨]教师启发：通过迁移、替代、让学生分析反应来认识。

[板书]：例：(教师一边启发，一边板书)

CH2—COOH+NaOH CH2—COONa+H2O （1）

NH2 NH2

[点拨]：引导回忆：NH3和强酸的反应，写出同学们熟悉的反应：

NH3+H+ NH4+（教师讲明成键原因）

启发：把上述反应中NH3中的一个H原子用原子团：“—CH2COOH”来代替，那上述反应会是怎样的？（让学生写出反应式）

生：学生在排上写出反应式：

NH2+H+NH3+（2）

CH2COOH CH2COOH

师：好！上述第（1）个反应是甘氨酸和NaOH反应，甘氨酸给出了H+，体现了什么性质？

生：酸性

师：第（2）个反应中是甘氨酸接受了H+，体现了什么性质？

生：碱性

师：那请同学总结一下甘氨酸具有什么样的性质？

生：含羧基具有酸性

含氨基具有碱性

[点评]官能团决定了化合物的化学性质，教师在这里引导学生利用了迁移和替代的原理、方法，很自然地发现了氨基酸的性质，并对酸性和碱性的知识得到了拓宽和加深（从质子理论的角度，认识酸碱性）。尤其联系的事例典型，基础知识铺垫的很好！才使知识自然生成，同时，也体现了新课程给教师的选材提供了很大的空间，对于学生知识面的适当拓宽和加深是完全必要的。

师：那么，氨基酸是如何构成蛋白质分子的呢？

[点拨]：羧基中“—C OOH”中酰氧键断裂，断裂之后碳原子带微量的正电荷，氧原子一方带微量的负电荷，同样氨基中“—NH2”中“N—H”氮氢键容易断列，氮原子一方带负电荷，氢原子一方带微量正电荷

生：(同组同学讨论，并在练习本上演练)根据异性电荷的微粒相吸，学生很快得出两分子氨基酸相遇脱去一分子水后形成了原子团：

CH2—COOH+H2N—CH2—COOH CH2—CO—NH—CH2COOH+H2O NH2NH2

师：原子团：

叫肽键，两分子氨基酸缩去一分子水叫二肽，

三分子氨基酸缩去两分子水叫三肽，那么蛋白质是怎样的结构呢？

生：是由肽键形成的很长很长的碳链。

师：它的分子量由几万到几千万，因此是什么化合物呢？

生：天然高分子化合物

师：氨基酸含有什么元素，蛋白质就含有什么元素，因此，请同学们总结一下组成蛋白质的元素有哪些？

[板书]:有C、H、O、N、S、等元素（学生回答，教师板书）

师：我们人体内的蛋白质，在生命活动过程中不同的蛋白质具有不同的作用，为

什么蛋白质的性质竟然具有多样性的特点呢？

[点拨]：英文只有26个字母，但组合的方式顺序不同，可以组合成丰富多彩的英文单词来，不同的砖块堆积的方式不同可以造就出不同的高楼大厦。

[投影]：（教师启发，学生应答，电脑分批显示）

氨基酸分子数目不同

氨基酸分子种类不同

氨基酸分子结合顺序不同

[点评]:从认识物质的性质入手，继而再探究物质的结构、组成、符合人类认识事物的发展序列，教师适时的点拨，辅助基础知识的铺垫，给学生的探究搭起了桥梁、有利于学生进一步的探索。教师的导向，是提高课堂有效学习的非常重要的一环。

师：由此可见，氨基酸是构成蛋白质的基石，那么由氨基酸构成的蛋白质具有怎样的性质呢？

生：由肽键相连构成的蛋白质里保留了羧基和氨基，因此蛋白质也具有两性。师：还有一些特殊的性质，下面我们通过实验探究，请同学们根据所提供的试剂、仪器，讨论、设计实验方案，并完成实验。(课前事先准备好了实验仪器，药品。并且印发了导学提纲和参考资料)

生：同桌的两人一组，开始讨论并实验。（教师走动观察，不到10分钟，同学们基本完成了实验）

师：请同学们以小组为单位，汇报结果。（学生举手，教师随意抽调。）

生：蛋白质具有两性，还有盐析、变性，灼烧时具有烧焦羽毛的气味；遇浓硝酸发生颜色反应（变黄色）。(学生一边回答，教师一边板书)

师：此外，还有什么性质，那位同学给我们补充？

生：还有水解反应（补充板书）

师：盐析和变性有什么区别？

生：盐析可逆，是物理变化；变性不可逆，是化学变化。

[点评]：让学生亲手实验，获得了真实的体验，并且小组讨论，总结概括蛋白质的性质，培养了学生的实验能力，概括问题的能力，增强了同组同学的合作意识，并很好地培养了学生遇到问题能够自

主设计方案，通过实验去探究的科学方法。

师：同学们想过没有，日常生活中的消毒是怎么会事？如何解释？

生：其实都是蛋白质的变性。

[投影]：讨论：

1，为什么医院里用高温蒸煮，照射紫外线，喷洒苯酚溶液、在伤口处涂酒精溶液来消毒杀菌？

2，为什么生物实验室用甲醛溶液（福尔马林）保存动物标本？

3，为什么在农业上用波尔多液（由CuSO4、生石灰和水制成）来消灭病虫害？生：都是蛋白质变性（细菌死亡）

[投影]：资料卡片：蛋白质的主要功能和作用

师：这节课的重点是什么？谁能给我们总结一下。

生：（学生举手）教师点名，让一同学总结。

[投影]:用“ppt“总结内容（先让学生总结思维模型图、在同学间交流，然后打出幻灯片）。

评价：让同学自己对本节课的表现做出评价。

[练习作业]：略。

[点评]：这节课把新课改精神和信息技术融合一体，信息量大，尤其联系生活，列举生命存在体的实证例子，辅助实验，让学生通过实际生活事例、并通过实验探究去建构化学知识体系，体现了新课程改革的要求，既注重了获取知识的过程和方法，又培育了学生热爱生活，善待生活的情怀，同时也结合我国在世界上首次合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素，增强了学生的民族自豪感！使课堂生动。综观一堂课，教师的言行只是“为什么”，在关键的连接点上起到了导向作用、使生态系统向纵深发展，在学生的思维到达之前，做好了知识的铺垫，为学生的创造思维架起了桥梁。整个一堂课、全是学生的声音和活动，教师成了配角服务者！教师悠然自得，而学生却情绪高昂，收获不小！从而很好地实现了三维目标的达成。(注：本文获教育部基础教育课程教材发展中心“全国中学教学设计创意大赛”二等奖，并收录在《全国中学教学设计创意大赛获奖作品选粹》中，陕西师大出版总社)

[本文系甘肃省教育科学“十二五”规划2011年度立项课题“问题式（探究式）教学法应用与实效性研究”（项目批准序号：GS[2011]GHB449）的阶段性研究与课堂实验系列成果]

作者简介：车琳，本科学历，82年工作，发表论文30余篇，2005年获“全国杰出教育研究者”称号（中国管理科学研究院、中国未来研究会，北京大学教育学院联合颁奖）。曾获“第五届中国教育学会科研成果奖”三等奖，2011年获甘肃省教育厅、甘肃省环境保护厅“渗透环境教育教学实践”优秀教研成果一等奖，“第四届中国科学家教育家企业家论坛”年会论文一等奖。