安徽省滁州二中高中化学《第四章 生命中的基础有机化学物质 第三节 蛋白质和核酸 新人教版选修5

安徽省滁州二中高二化学《第四章生命中的基础有机化学物质第二节糖类》教案新人教版选修5一、教学目标1、知识与技能：（1）了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质；（2）了解蛋白质的组成、结构和性质（盐析、变性、水解、颜色反应等）。（3）认识蛋白质、酶、核酸等物质与人体健康的关系，体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。2、过程与方法：通过学生实验完成蛋白质性质知识的形成，强化“蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命”的认识。学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对所得信息进行加工。3、情感态度与价值观：通过本节内容的学习，使学生了解蛋白质、酶等重要物质的重要性，并在此基础上，加强唯物主义教育。通过介绍我国科学家首先合成有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素等事例，唤起学生的民族自豪感，激发学生对生命科学的研究和探索的强烈兴趣。二、教学的重点和难点1、教学重点：氨基酸、蛋白质的性质。2、教学难点：蛋白质的组成和结构、肽键的形成。三、教学过程[导入]同学们，你们知道世界上第一头克隆羊叫什么名字吗？对，叫多利。（用投影片打出多利的照片）你们看多利长得多漂亮、健壮。它是应用克隆技术的成果。由中国“两院”院士在1998年评出的十大科技进展。其中的第三位：我国转基因羊研究获重大突破；第七位：我国的人类基因组研究获重大进展；第九位：我国研制成功基因重组人胰岛素。在十大科技进展中与蛋白质、生物工程有关的占有三项，由此可见该领域的研究是何等的活跃。今天我们就一起来学习有关蛋白质和核酸的知识。[板书]第三节蛋白质和核酸[问]α-氨基酸是构建蛋白质的基石，首先来学习氨基酸。你们都听说过氨基酸吗？有哪些？[讲]有赖氨酸饼干、“红牛”饮料中也含有赖氨酸。[板书]一、氨基酸的结构与性质1、氨基酸的概念：2、赖氨酸的结构简式：—NH2叫氨基。可以看成NH3失一个H后得到的，是个碱性基。3、定义：羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。[讲]蛋白质最终都水解得到α-氨基酸。指出离羧基最近的碳原子上的氢原子叫α氢原子，次近的碳原子上的氢原子叫β氢原子。羧酸分子里的α氢原子被氨基取代的生成物叫α-氨基酸。组成蛋白质的氨基酸几乎都是α-氨基酸。[投影]甘氨酸（α-氨基乙酸）的结构简式为：[投影]试写出下面氨基酸的结构简式：6（1）丙氨酸（α-氨基丙酸）（2）苯丙氨酸（α-氨基-β-苯基丙酸）[讲]天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高。在200-300℃时熔化而分解。它们能溶于强酸或强碱溶液中，除少数外一般都能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚。[问]看以上氨基酸的结构式中都有哪些官能团？[讲]官能团决定有机物的性质。氨基酸结构中均含有—COOH和—NH2，应具有什么性质？[投影]几种常见的氨基酸[观察、思考，得出氨基酸的性质]—COOH和—NH2既有酸性又有碱性。[板书]4、氨基酸的两性（1）既能与酸反应又能与碱反应与碱反应，如：[投影][板书]2、成肽反应[讲]两个氨基酸彼此之间脱一分子水得到的产物叫二肽。许多氨基酸分子彼此脱水生成的化合物叫多肽。肽键(-CO-NH-)是一种酰胺键。如：[板书]肽键：羧基和氨基脱水缩合形成的，连接两个氨基酸分子的化学结构（—NH—CO—）称为肽键。二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物（由三个或三个以上氨基酸分子缩合而成的，含多个肽键的化合物称为多肽）。[投影][讲]氨基酸在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含有肽键的化合物，叫做成肽反应。成肽反应是分子间脱水反应，属于取代反应。[讲]一般多肽与蛋白质在分子量上有区别。当分子量小于10000时是多肽；当分子量大于10000时是蛋白质。[板书]二、蛋白质的结构与性质[讲]蛋白质在希腊文Proteios的意思是“第一”，即蛋白质是生命的基石。存在：动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁及毛、发、蹄、角等，或存在于植物的种子里。组成：蛋白质分子中含有C、O、H、N、S等元素。6[讲]蛋白质的结构[总结]蛋白质的一级结构是指：蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。蛋白质的一级结构决定其空间结构蛋白质的二级结构是指多肽链骨架盘绕折叠所形成的有规律性的结构蛋白质的三级结构是整个多肽链的三维构象，它是在二级结构的基础上，多肽链进一步折叠卷曲形成复杂的球状分子结构。具有三级结构的多肽链叫亚基。蛋白质的四级结构：蛋白质分子中亚基的立体排布、亚基间的相互作用与布局称为蛋白质的四级结构[投影][讲]请同学们回忆胶体性质的本质特征是什么？胶体的分类？是胶粒的大小。即10-9m＜d＜10-7m[讲]蛋白质分子的直径很大。一般10-9m＜d＜10-7m的为分子胶体。如：鸡蛋白溶液。所以蛋白质溶液应具有胶体性质。[板书]二、蛋白质的结构与性质1、蛋白质的两性：蛋白质是由氨基酸缩聚而成，但其分子中仍有多余的羧基与氨基，所以会使蛋白质具有酸、碱性。2、水解：同多肽。[投影][讲]这里我们需要注意的是，不同的蛋白质水解最终生成各种氨基酸，但只有天然蛋白质水解均生成α-氨基酸[指导实验4-2]1．取20mL鸡蛋白溶液放入试管；2．然后再向试管中加入饱和Na2SO4，若现象不明显可滴入少量CH3COOH。[投影]6[讲]向蛋白质溶液中加（NH4）2SO4、Na2SO4等盐溶液时，会使蛋白质从溶液沉淀出来，继续滴加时沉淀溶解，此现象叫蛋白质的盐析。盐析是可逆的。[板书]3．蛋白质的盐析—可逆的物理变化：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后，可使蛋白质凝聚而从溶液中析出。[讲]采用多次盐析的方法可以分离或提纯蛋白质[指导实验4-3]按下列方案进行实验，并与盐析现象比较，思考操作1现象1解释操作2现象2解释加入鸡蛋清溶液3mL加热加入蒸馏水加入2滴1%醋酸铅溶液加入蒸馏水[讲]蛋白质均凝结，然后向四只试管中分别加入清水。现象是凝结的蛋白质不再溶解。[设问]从本实验中可观察到什么现象？从而得出什么结论？[讲]蛋白质的这种改变叫蛋白质的变性。还有哪些因素可使蛋白质变性？请同学们阅读课本第89页。[板书]4．蛋白质的变性：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象。[讲]通过实验得出在蛋白质溶液中加入重金属盐、醛或加热均会使蛋白质凝结成沉淀。此过程不可逆。[投影][讲]世界上在化学科学上有成就的不光是洋人。最早曾被国际公认的蛋白质变性学说是1931年我国学者吴宪提出的。[思考与交流]思考下列问题并交流(1)在临床上解救误服Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐中毒时，要求病人立即服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆。为什么？(2)医院一般使用酒精、蒸煮、高压和紫外线等方法进行消毒杀菌。为什么？(3)松花蛋的腌制原理是什么？[讲]会让病人喝牛奶或吃鸡蛋；热消毒、酒精消毒……。[讲]目前生命科学工作者积极展开如何防治衰老保持青春活力，也就是防止蛋白质变性过程的研究。各种各样的化妆品，防衰老保健品应运而生，如大宝SOD蜜等。6[指导实验4-4]用试管取2mL鸡蛋白溶液；滴加几滴浓硝酸，微热。观察并记录现象。[投影][板书]5．蛋白质的颜色反应[讲]蛋白质的颜色反应是检验蛋白质的方法之一，反应的实质就是硝酸作用于含有苯环的蛋白质使它变成黄色的硝基化合物。颜色反应是检验蛋白质的方法之一。一般蛋白质中含有苯环。[问]日常生活中鉴别毛织物和棉织物的方法是什么？[演示实验]分别灼烧羊毛线、棉线[投影]实验现象：羊毛线燃烧时燃烧不快，火焰小，离火即熄灭，燃烧有蛋白质臭味，灰烬呈卷曲状为黑褐色结晶，用手指可碾成粉末。棉线燃烧无气味，烧后成灰。[讲]灼烧蛋白质会产生烧焦的羽毛味[讲]生物体、植物无时无刻都在进行着化学反应，并且这些反应在生物体存在下进行，而且会随着环境、身体情况而随时自动、精确的改变。[板书]三、酶[讲]酶是一类由细胞产生的，对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质。[讲]酶具有如下特点[投影]（1）条件温和，不需加热。（2）具有高度的专一性。（3）具有高效催化作用。[板书]四、核酸[指导阅读提纲]了解核酸、酶在生物体中的作用；[投影]6[讲]核酸一类含磷的生物高分子化合物，相对分子量可达十几万至几百万。核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决定性的作用。核酸具有酸性，可分为[投影]（1）脱氧核糖核酸（DNA）：生物遗传信息的载体；还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞。（2）核糖核酸（RNA）：根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。[小结]学生归纳总结后打出投影。[投影]四、板书设计第三节蛋白质和核酸一、氨基酸(aminoacid)的结构与性质1、氨基酸的概念：2、赖氨酸的结构简式：—NH2叫氨基。可以看成NH3失一个H后得到的，是个碱性基。3、定义：羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。4、氨基酸的两性（1）既能与酸反应又能与碱反应与碱反应，(2)成肽反应肽键(peptidebond)：羧基和氨基脱水缩合形成的，连接两个氨基酸分子的化学结构（—NH—CO—）称为肽键。二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物（由三个或三个以上氨基酸分子缩合而成的，含多个肽键的化合物称为多肽）。二、蛋白质的结构与性质1、蛋白质的两性：蛋白质是由氨基酸缩聚而成，但其分子中仍有多余的羧基与氨基，所以会使蛋白质具有酸、碱性。2、水解：同多肽。3．蛋白质的盐析—可逆的物理变化：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后，可使蛋白质凝聚而从溶液中析出。4．蛋白质的变性：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象。5．蛋白质的颜色反应三、酶四、核酸五、教学反思6