微專題（一）與蛋白質(zhì)的合成和水解過程相關(guān)的計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1課題：科目：班級：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是蛋白質(zhì)的合成和水解過程中的相關(guān)計(jì)算。具體包括人教版（2019）必修1生物教材第五章“細(xì)胞的分子組成”第五節(jié)“蛋白質(zhì)”中的蛋白質(zhì)合成過程中的氨基酸脫水縮合反應(yīng)的計(jì)算，以及蛋白質(zhì)水解過程中肽鍵斷裂的計(jì)算。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課將利用學(xué)生已掌握的化學(xué)知識，如原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、有機(jī)化學(xué)中的肽鍵概念等，結(jié)合生物學(xué)中蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行蛋白質(zhì)合成和水解過程中的相關(guān)計(jì)算。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠更好地理解蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能及其在生命活動(dòng)中的重要作用。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.理解蛋白質(zhì)的合成和水解過程中的化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)科學(xué)思維與創(chuàng)新意識。

2.通過計(jì)算練習(xí)，提高學(xué)生的邏輯推理能力與問題解決能力。

3.強(qiáng)化學(xué)生對生命現(xiàn)象的探究興趣，提升生命觀念與科學(xué)探究素養(yǎng)。

4.增強(qiáng)學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)際問題的能力，發(fā)展實(shí)踐與創(chuàng)新精神。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.掌握氨基酸脫水縮合反應(yīng)的計(jì)算方法。

2.理解蛋白質(zhì)水解過程中肽鍵斷裂的計(jì)算。

難點(diǎn)：

1.氨基酸脫水縮合反應(yīng)中，氨基酸殘基的連接方式及其對計(jì)算的影響。

2.蛋白質(zhì)水解反應(yīng)中，不同肽鏈長度對肽鍵斷裂計(jì)算的影響。

解決辦法：

1.通過示例講解，詳細(xì)演示氨基酸脫水縮合反應(yīng)的計(jì)算過程，強(qiáng)調(diào)氨基酸殘基的連接方式。

2.利用圖示和模型，直觀展示蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生理解肽鍵的形成與斷裂。

3.安排課堂練習(xí)和小組討論，讓學(xué)生在實(shí)際操作中鞏固知識，解決具體問題。

4.對難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行分步驟教學(xué)，逐步引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握計(jì)算方法，通過重復(fù)練習(xí)加深印象。四、教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

-講授法：系統(tǒng)講解蛋白質(zhì)合成和水解的計(jì)算過程，確保學(xué)生理解理論基礎(chǔ)。

-討論法：組織小組討論，讓學(xué)生通過合作探究解決具體問題，培養(yǎng)批判性思維。

-實(shí)驗(yàn)法：通過模擬實(shí)驗(yàn)或案例分析，讓學(xué)生親身體驗(yàn)蛋白質(zhì)合成與水解的過程，增強(qiáng)實(shí)踐能力。

2.教學(xué)手段：

-多媒體設(shè)備：使用PPT展示氨基酸脫水縮合反應(yīng)的動(dòng)畫，幫助學(xué)生直觀理解反應(yīng)機(jī)制。

-教學(xué)軟件：利用在線互動(dòng)平臺進(jìn)行課堂練習(xí)，實(shí)時(shí)反饋學(xué)生答題情況，提高學(xué)習(xí)效率。

-網(wǎng)絡(luò)資源：提供相關(guān)學(xué)術(shù)資料和視頻，供學(xué)生在課后自學(xué)和復(fù)習(xí)，拓展知識面。五、教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

-“同學(xué)們，我們之前學(xué)習(xí)了蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和功能，那么你們知道蛋白質(zhì)是如何形成的，以及又是如何被分解的嗎？今天我們將一起探討蛋白質(zhì)的合成和水解過程中的計(jì)算問題。”

2.復(fù)習(xí)相關(guān)知識

-“首先，請大家回憶一下，蛋白質(zhì)是由什么組成的？對，是由氨基酸組成的。每個(gè)氨基酸分子中都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，它們在形成蛋白質(zhì)時(shí)會發(fā)生什么反應(yīng)呢？”

3.講解氨基酸脫水縮合反應(yīng)

-“現(xiàn)在，我們來看一下氨基酸脫水縮合反應(yīng)的過程。當(dāng)兩個(gè)氨基酸分子的羧基和氨基相遇時(shí)，它們會脫去一個(gè)水分子，形成一個(gè)肽鍵，連接兩個(gè)氨基酸，形成二肽。這個(gè)過程可以用一個(gè)簡單的公式表示：氨基酸1+氨基酸2→肽鍵+H2O。請大家注意，每次脫水縮合反應(yīng)都會脫去一個(gè)水分子?！?/p>

4.示例演示與計(jì)算

-“接下來，我們通過一個(gè)具體的例子來演示這個(gè)過程。假設(shè)我們有甘氨酸和丙氨酸兩種氨基酸，它們脫水縮合后形成了甘丙二肽。請大家計(jì)算一下，這個(gè)過程中脫去了多少個(gè)水分子？”

5.學(xué)生練習(xí)與討論

-“現(xiàn)在，請大家拿出練習(xí)紙，嘗試解決以下幾個(gè)類似的問題。在這個(gè)過程中，你們可以相互討論，也可以向我提問。我會巡回指導(dǎo)，幫助你們解決疑惑?！?/p>

6.解答學(xué)生問題并總結(jié)規(guī)律

-“好的，我看到很多同學(xué)都已經(jīng)完成了練習(xí)?，F(xiàn)在，我們來總結(jié)一下這個(gè)過程中的規(guī)律。當(dāng)n個(gè)氨基酸脫水縮合形成多肽時(shí)，脫去的水分子數(shù)是多少？對，是n-1個(gè)。這是因?yàn)槊總€(gè)氨基酸都參與了一個(gè)脫水縮合反應(yīng)，除了最后一個(gè)氨基酸?！?/p>

7.講解蛋白質(zhì)水解反應(yīng)

-“接下來，我們來討論蛋白質(zhì)水解的過程。蛋白質(zhì)在水解酶的作用下，肽鍵會斷裂，重新生成氨基酸。這個(gè)過程與合成過程相反。我們可以用一個(gè)簡單的公式表示：肽鍵+H2O→氨基酸1+氨基酸2。”

8.示例演示與計(jì)算

-“現(xiàn)在，我們來看一個(gè)蛋白質(zhì)水解的例子。假設(shè)我們有甘丙二肽，它在水解酶的作用下分解成甘氨酸和丙氨酸。請大家計(jì)算一下，這個(gè)過程中生成了多少個(gè)水分子？”

9.學(xué)生練習(xí)與討論

-“好的，現(xiàn)在請大家再次拿出練習(xí)紙，嘗試解決以下幾個(gè)蛋白質(zhì)水解的計(jì)算問題。你們可以繼續(xù)相互討論，也可以向我提問。我會繼續(xù)巡回指導(dǎo)?！?/p>

10.解答學(xué)生問題并總結(jié)規(guī)律

-“很好，同學(xué)們都做得很好。我們來總結(jié)一下蛋白質(zhì)水解的規(guī)律。當(dāng)多肽鏈斷裂成n個(gè)氨基酸時(shí)，生成的水分子數(shù)是多少？對，是n-1個(gè)。這是因?yàn)槊總€(gè)肽鍵斷裂都會生成一個(gè)水分子。”

11.應(yīng)用拓展

-“現(xiàn)在，我們已經(jīng)掌握了蛋白質(zhì)的合成和水解的計(jì)算方法。那么，請大家思考一下，這些計(jì)算在實(shí)際生活中有什么應(yīng)用呢？比如，在生物制藥、食品加工等領(lǐng)域，這些計(jì)算可以幫助我們更好地理解和控制蛋白質(zhì)的變化?！?/p>

12.課堂小結(jié)

-“今天，我們學(xué)習(xí)了蛋白質(zhì)的合成和水解過程中的計(jì)算。通過這個(gè)過程，我們不僅理解了蛋白質(zhì)的形成和分解機(jī)制，還學(xué)會了如何運(yùn)用計(jì)算方法來解決實(shí)際問題。希望大家能夠?qū)⑦@些知識應(yīng)用到今后的學(xué)習(xí)和生活中?！?/p>

13.作業(yè)布置

-“最后，我給大家布置一個(gè)作業(yè)。請你們課后完成以下練習(xí)題，鞏固今天所學(xué)的知識。同時(shí)，如果你們在作業(yè)中遇到任何問題，歡迎隨時(shí)向我提問?！?/p>

14.結(jié)束語

-“好了，今天的課就到這里。希望大家能夠繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，不斷提高自己的科學(xué)素養(yǎng)。下課！”六、知識點(diǎn)梳理1.蛋白質(zhì)的組成

-蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵連接而成的大分子。

-氨基酸的分類：根據(jù)側(cè)鏈的不同，氨基酸可以分為非極性氨基酸、極性中性氨基酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸。

2.肽鍵的形成

-肽鍵是由氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的氨基通過脫水縮合反應(yīng)形成的共價(jià)鍵。

-肽鍵的形成伴隨著一個(gè)水分子的脫去。

3.蛋白質(zhì)的合成

-蛋白質(zhì)的合成是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及多個(gè)氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。

-在合成過程中，每兩個(gè)氨基酸之間形成一個(gè)肽鍵，脫去一個(gè)水分子。

-合成過程中，氨基酸的順序由遺傳信息（DNA）編碼決定。

4.蛋白質(zhì)合成中的計(jì)算

-如果有n個(gè)氨基酸參與脫水縮合，將形成n-1個(gè)肽鍵，脫去n-1個(gè)水分子。

-蛋白質(zhì)的分子量計(jì)算：蛋白質(zhì)的分子量等于組成它的氨基酸分子量的總和減去脫去的水分子的分子量。

5.蛋白質(zhì)的水解

-蛋白質(zhì)的水解是通過肽鍵的斷裂，將蛋白質(zhì)分解成氨基酸的過程。

-水解過程中，每個(gè)肽鍵斷裂都會生成一個(gè)水分子和一個(gè)氨基酸。

6.蛋白質(zhì)水解中的計(jì)算

-如果一個(gè)蛋白質(zhì)分子被水解成n個(gè)氨基酸，那么將生成n-1個(gè)水分子。

-蛋白質(zhì)水解的速率和程度受多種因素影響，如pH值、溫度、酶的存在等。

7.蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能

-結(jié)構(gòu)支持：蛋白質(zhì)在細(xì)胞和組織中提供結(jié)構(gòu)支持，如膠原蛋白構(gòu)成皮膚和骨骼的結(jié)構(gòu)。

-酶催化：大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，它們催化生物化學(xué)反應(yīng)，維持生命活動(dòng)。

-運(yùn)輸和儲存：蛋白質(zhì)如血紅蛋白負(fù)責(zé)運(yùn)輸氧氣，而儲存蛋白如胰島素則負(fù)責(zé)儲存營養(yǎng)物質(zhì)。

-免疫反應(yīng)：抗體是一種特殊的蛋白質(zhì)，用于識別和抵抗外來物質(zhì)。

8.蛋白質(zhì)合成和水解的調(diào)控

-蛋白質(zhì)的合成和水解受到基因表達(dá)的調(diào)控，包括轉(zhuǎn)錄和翻譯的調(diào)控。

-細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可以影響蛋白質(zhì)的合成和水解，從而影響蛋白質(zhì)的水平。

9.蛋白質(zhì)工程

-通過改變蛋白質(zhì)的氨基酸序列，可以改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，這是蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)。

-蛋白質(zhì)工程在藥物開發(fā)、生物技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

10.實(shí)際應(yīng)用

-蛋白質(zhì)的合成和水解計(jì)算在生物化學(xué)研究、藥物設(shè)計(jì)、食品科學(xué)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。

-通過對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解和計(jì)算，可以設(shè)計(jì)出新的藥物分子，用于治療疾病。七、課堂1.課堂評價(jià)：

-提問：在講解氨基酸脫水縮合和蛋白質(zhì)水解的計(jì)算過程中，我會適時(shí)提問學(xué)生，檢查他們對知識點(diǎn)的理解和掌握情況。例如，我會詢問他們某個(gè)特定反應(yīng)中的水分子脫去數(shù)量，或者某個(gè)多肽鏈水解后生成的氨基酸數(shù)量。

-觀察：我會觀察學(xué)生在課堂練習(xí)和討論中的表現(xiàn)，注意他們是否能夠正確運(yùn)用計(jì)算方法，以及是否能夠有效地與同學(xué)交流合作。

-測試：在課程結(jié)束時(shí)，我會進(jìn)行一個(gè)小測驗(yàn)，以測試學(xué)生對本節(jié)課知識點(diǎn)的掌握程度。這可以幫助我了解哪些部分需要進(jìn)一步講解或復(fù)習(xí)。

-解決問題：對于課堂上發(fā)現(xiàn)的問題，我會及時(shí)進(jìn)行針對性的講解和輔導(dǎo)。如果學(xué)生在理解某個(gè)概念或計(jì)算方法上有困難，我會通過額外的例子或不同的解釋方式來幫助他們。

2.作業(yè)評價(jià)：

-批改：我會認(rèn)真批改學(xué)生的作業(yè)，檢查他們的計(jì)算過程和最終答案是否正確。我還會注意他們在解答問題時(shí)的邏輯思維和推理能力。

-點(diǎn)評：在作業(yè)批改完成后，我會對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行集中點(diǎn)評，指出常見的錯(cuò)誤類型和需要注意的地方。我還會表揚(yáng)那些表現(xiàn)出色的學(xué)生，以激勵(lì)他們繼續(xù)保持。

-反饋：我會及時(shí)將作業(yè)評價(jià)反饋給學(xué)生，讓他們了解自己的學(xué)習(xí)效果。對于表現(xiàn)不佳的學(xué)生，我會鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力，并提供額外的學(xué)習(xí)資源和輔導(dǎo)。

-鼓勵(lì)：在評價(jià)學(xué)生的作業(yè)時(shí)，我會特別注重鼓勵(lì)和正面反饋。我會強(qiáng)調(diào)努力和進(jìn)步的重要性，而不僅僅是成績本身。

3.定期復(fù)習(xí)與總結(jié)：

-定期復(fù)習(xí)：為了鞏固學(xué)生對蛋白質(zhì)合成和水解計(jì)算的理解，我會安排定期的復(fù)習(xí)課程，幫助學(xué)生回顧和強(qiáng)化重點(diǎn)難點(diǎn)。

-總結(jié)：在課程結(jié)束時(shí)，我會與學(xué)生一起總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容和知識點(diǎn)，確保他們能夠清晰地回顧和掌握所學(xué)內(nèi)容。

4.家長溝通：

-我會定期與家長溝通，報(bào)告學(xué)生在課堂和作業(yè)中的表現(xiàn)，以及他們在學(xué)習(xí)過程中可能遇到的困難。這樣可以促進(jìn)家校合作，共同幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效果。八、板書設(shè)計(jì)1.蛋白質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)

①蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的

②氨基酸的分類：非極性、極性中性、酸性、堿性

③肽鍵的形成與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

2.蛋白質(zhì)的合成

①氨基酸的脫水縮合反應(yīng)

②肽鍵的形成與水分子脫去的關(guān)系

③蛋白質(zhì)合成中的計(jì)算方法

3.蛋白質(zhì)的水解

①肽鍵的斷裂與水分子的生成

②蛋白質(zhì)水解的