構建模型在“生命活動的主要承擔者—蛋白質”教學中的應用

張候銘 岳良舉

☆課程改革與實踐教學☆

構建模型在“生命活動的主要承擔者—蛋白質”教學中的應用

張候銘 岳良舉

在人教版實驗教材《生物?(必修1)分子與細胞》的第二章中安排了“生命活動的主要承擔者——蛋白質”的教學內容，是第二章《組成細胞的分子》中極為重要的教學內容之一，通過教學實踐和課題研究工作，本文點擊其教學思路，提供給廣大讀者。

一、教材編排分析

本節內容安排于第一節《細胞中的元素和化合物》之后，又在第一節內容中通過表格分析，蛋白質是在細胞中含量最多的有機化合物，再通過實驗“蛋白質+雙縮脲試劑→紫色反應”，證明了在細胞中的確有這一類化合物的存在。本章對細胞中全部化合物的教學安排，先從蛋白質開始，可見這一內容的地位和作用是不言而喻的，將為今后學習基因控制蛋白質的合成奠定基礎。教材這種的編排，是值得研究和關注的。

二、教學目標及重點難點

在知識目標方面，課程標準規定：說明氨基酸的結構特點以及氨基酸形成蛋白質的過程，概述(理解水平)蛋白質的結構和功能以及蛋白質多樣性的原因，都是教學的重點內容。其中，氨基酸形成蛋白質的過程及蛋白質的多樣性，都是教學的難點。在情感目標方面：認同生命是物質的，本節內容又恰好說明生物的生命活動離不開蛋白質，從蛋白質的5種功能上得以驗證，從而達到“認同蛋白質是生命活動的主要承擔者”這一目標。

三、教學內容及教法分析

1.教學內容

本節內容由氨基酸及其種類(基礎知識)、蛋白質的結構及其多樣性(是教學的核心和關鍵點)、蛋白質的功能三個知識塊組成，不同大小的生物圖片共計13幅。

2.教法流程

3.學生學法指導

由20頁“思考與討論”觀察4種氨基酸→得出元素組成→分析共性和個性區別→合作、探究、嘗試擬定氨基酸的通式→觀察自己制作氨基酸通式的模型→師生互動→歸納氨基酸的結構特點，指導學生用同排同桌的氨基酸模型進行氨基酸間脫水縮合，找出規律：水分子數目=肽鍵數目=氨基酸總數－肽鏈數目，再指導學生識圖，分析并歸納蛋白質的形成過程及蛋白質的功能。

四、突破重點、難點的對策

由于教材內容涉及與高中化學的學習不同步的有機化學的知識，高一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之間的化學鍵(共價鍵)感到困惑，而細胞中的分子又是微觀內容，十分抽象，看不到，又摸不著。要注意加強直觀教學(模型直觀)，適當補充一些相對應的化學知識，使學生對化學鍵等微觀知識有一個感性認識。同時，應向學生說明，本節內容在教學中有一定的難度，是化學原因造成的，緩解課堂教學的緊張氣氛，營造一個較為寬松的學習環境，穩定學生的學習情緒，鼓勵學生提出個人想法，發表個人意見和提出需要解決的問題。

1.對策一：指導學生構建氨基酸模型

由于球棍模型中原子有雜化軌道，不在同一平面上，不利于觀察，利用課外科技活動時間，在廢品收購站購買泡沫塑料作為材料，準備刀片、剪刀、牙簽(代替化學鍵，用于各種原子間連接)、5種顏色的染料、鉛筆等。先制作同樣大小的C，H，O，N，R的模型，用鉛筆勾畫在白色泡沫塑料上，再用刀片整齊劃下白色泡沫塑料“C”“H”“O”“N”“R”原子，并將五種“原子”分別染上不同顏色，基團─COOH，─NH2及原子間用牙簽連接，按課本上制作20頁“思考與討論”中的4種氨基酸的平面模型，也可以根據需要變成空間結構。

2.對策二：原子間的化學鍵介紹

碳原子的核外電子總數為6，有2個電子層，最外層為4個電子，恰好能與H原子、O原子，以及自身的C原子之間形成共用電子對，從而到達8個電子對的穩定結構。這樣，在有機化合物中，C原子就成了中心原子。在─COOH羧基中，C與O之間共用了3個電子，還與H原子共用一個電子，C的外層本身有4個電子，故C的周圍為8個電子的穩定結構。─COOH在有機化合物中被稱作羧基，都能電離出H+，如初中已經學過食用醋酸CH3COOH羧基電離出H+而使其顯酸性，以這個例子來理解羧基顯酸性最為貼切，故羧基只能寫作“—COOH”，不能寫作“COOH”。而在—NH2中，N原子除了與2個H原子形成共用電子對外，還與其他原子共用一個電子，N的外層有5個電子，在N的周圍就形成了8個電子的穩定結構。“—”在有機化合物中表示共價鍵，故氨基只能寫作“—NH2”，不能寫作NH2，在初中化學課上學到的尿素中也含有—NH2，這樣就加深了學生對—NH2和—COOH的理解，再通過—NH2和—COOH模型，使學生的理解更加透徹，有利于學生加深對氨基酸結構特點和名稱的理解，并可以此為基礎，提煉出氨基酸的元素組成。

3.對策三：課本后習題改為課堂練習題

對24頁第二小題選擇題，找出氨基酸，對氨基酸的認識起到鞏固作用(新課之后，要求學生只改動一處，本題將答案B，C，D都變成氨基酸)。

4.對策四：加強通式的理解和記憶

教師站立模仿氨基酸的通式，問學生：“我像一個氨基酸的通式嗎？”頭部代表―R基，左手代表―NH2，右手代表―COOH，軀干為中心C原子，兩腿張開為H原子。通過這種方式，既使教學形象生動，又緩解了課堂緊張的氣氛，活躍課堂。

5.對策五：用模型解決蛋白質結構中脫水縮合的問題

指導學生觀察22頁中的圖2―5：氨基酸脫水縮合的示意圖，構造二肽的模型，教師交代清楚，脫水縮合原則必須是一個氨基酸的中心原子上與另一個氨基酸的中心C原子上的羧基，不是R基，并與同排的二肽再構成四肽模型，合作探究，體驗形成過程中失去水分子的數目和形成的肽鍵數目(教師是指導者角色)。找出規律，再嘗試4種氨基酸不同排列形成的四肽有多少種，每種氨基酸只用一次，4×3×2×1＝24種，教師板書：氨基酸總數－肽鏈數＝失去水分子數＝肽鍵數，具體鞏固“氨基酸的排列不同，形成的多肽不同，說明蛋白質分子結構多樣性的原因之一”的知識點。再用模型制作的四肽(連接的原子間用牙簽按一定角度打開)來理解蛋白質的空間結構(整個教學過程由淺入深)。

6.對策六：圖文轉換處理蛋白質的功能

共有8幅圖，指導識圖，用諧音法速記五大功能(構成細胞或生物體結構物質、催化作用、運輸作用、免疫作用、調節作用)“狗催運面條”。

7.對策七：突破主題“生命活動的主要承擔者—蛋白質”

從功能上來說，生命活動離不開蛋白質，除了課本中講到的5種功能外，還有其他重要的作用，因此，我們說生命活動的主要承擔者是蛋白質，事實上，細胞中還有其他物質，也在生命活動中發揮重大作用，如核酸在生命活動中與遺傳和變異有關，無機鹽能調節細胞的滲透壓、維持細胞的酸堿平衡等。

2011-11-16

張候銘，本科，中教二級。岳良舉，碩士，中教高級。

貴州省習水縣第一中學。

貴州省基礎教育研究課題“新課程理念下高中生物課堂教學研究”項目，批準文號：黔教廳(2010)295號文件(編號：G465)。