-高中化學(xué)第四章生命中的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)物質(zhì)第3節(jié)蛋白質(zhì)和核酸系列二教案新人教版選修

PAGEPAGE11蛋白質(zhì)和核酸一、教學(xué)內(nèi)容1、課標(biāo)中的內(nèi)容《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》主題3糖類、氨基酸和蛋白質(zhì)，第2點(diǎn)：能說出氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要化學(xué)性質(zhì)，查閱資料了解氨基酸、蛋白質(zhì)與人體健康的關(guān)系。

第3點(diǎn)：了解蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，認(rèn)識(shí)人工合成多肽、蛋白質(zhì)、核酸等的意義，體會(huì)化學(xué)科學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用。活動(dòng)與探究建議②實(shí)驗(yàn)：酶的催化作用。

③閱讀與討論：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

④實(shí)驗(yàn)：蛋白質(zhì)的性質(zhì)。2、教材中的內(nèi)容蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)，是一類非常重要的含氮生物高分子化合物，它水解的最終產(chǎn)物是氨基酸。這節(jié)內(nèi)容從蛋白質(zhì)在生物界的廣泛存在引入，教材先介紹氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合插圖常識(shí)性地介紹了蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)，然后重點(diǎn)討論了蛋白質(zhì)的水解、鹽析、變性、顏色反應(yīng)等性質(zhì)。教材最后對酶和核酸作了介紹。本節(jié)教學(xué)應(yīng)注重學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)及與對生活現(xiàn)象的解釋，通過這節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)使學(xué)生真正體會(huì)到“沒有蛋白質(zhì)就沒有生命”。氨基酸的教學(xué)，應(yīng)抓住氨基酸是多官能團(tuán)化合物，在教學(xué)中應(yīng)用遷移、替代、延伸的方法來突破難點(diǎn)。蛋白質(zhì)的性質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)，可考慮用邊講邊學(xué)生實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行，并注意結(jié)合生活中的一些事例來加深學(xué)生對蛋白質(zhì)性質(zhì)的理解。酶和核酸是現(xiàn)代生物工程研究的一個(gè)重要內(nèi)容，它的作用和意義越來越為人們所認(rèn)識(shí)，越來越被人們所重視，可以結(jié)合我國在這一領(lǐng)域所取得的成就對學(xué)生進(jìn)行生動(dòng)的愛國主義教育。二、教學(xué)對象分析1、知識(shí)技能方面：在必修2教材中，有“基本營養(yǎng)物質(zhì)”一節(jié)，已經(jīng)簡單介紹了蛋白質(zhì)的性質(zhì)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)羧基的有關(guān)性質(zhì)，在生物課中已學(xué)習(xí)酶和核酸的知識(shí)，本節(jié)教學(xué)可在這些學(xué)生已有知識(shí)的基礎(chǔ)上展開。2、學(xué)習(xí)方法方面：學(xué)生已具備一定的實(shí)驗(yàn)探究能力及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)對身邊生活問題進(jìn)行解釋的能力。三、設(shè)計(jì)思想本節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)總的思想是從身邊事從學(xué)生已有知識(shí)引入，然后引導(dǎo)學(xué)生在探詢相關(guān)問題的答案中學(xué)習(xí)新知識(shí)。具體來講就是將酶與核酸的知識(shí)先通過回憶、閱讀的方式講授，然后提出課本P90相類似的問題引入對氨基酸和蛋白質(zhì)的學(xué)習(xí)，蛋白質(zhì)的性質(zhì)的學(xué)習(xí)通過學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行，以學(xué)生為主體，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和動(dòng)手操作能力。本節(jié)內(nèi)容擬用兩課時(shí)完成教學(xué)：第一課時(shí)：酶、核酸、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第二課時(shí)：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)四、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能：（1）了解氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要化學(xué)性質(zhì)；（2）了解蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（鹽析、變性、水解、顏色反應(yīng)等）。（3）認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)、酶、核酸等物質(zhì)與人體健康的關(guān)系，體會(huì)化學(xué)學(xué)科在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用。2、過程與方法：通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成蛋白質(zhì)性質(zhì)知識(shí)的形成，強(qiáng)化“蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命”的認(rèn)識(shí)。學(xué)會(huì)運(yùn)用比較、分類、歸納、概括等方法對所得信息進(jìn)行加工。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解蛋白質(zhì)、酶等重要物質(zhì)的重要性，并在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)唯物主義教育。通過介紹我國科學(xué)家首先合成有生命活力的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素等事例，喚起學(xué)生的民族自豪感，激發(fā)學(xué)生對生命科學(xué)的研究和探索的強(qiáng)烈興趣。五、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)：氨基酸、蛋白質(zhì)的性質(zhì)。2、教學(xué)難點(diǎn)：蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)、肽鍵的形成。六、教學(xué)過程【第一課時(shí)】[課的引入]蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)一類極為重要的功能高分子化合物，是生命活動(dòng)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。在生物學(xué)上講過，構(gòu)成細(xì)胞的化合物有水、無機(jī)鹽、糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸，其中蛋白質(zhì)占細(xì)胞干重的50﹪以上，是細(xì)胞中各結(jié)構(gòu)的重要成分，那么人和動(dòng)物體的哪些物質(zhì)是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的呢？[學(xué)生回答]頭發(fā)、指甲、肌肉…[提問]同學(xué)們知道世界上第一個(gè)人工合成的蛋白質(zhì)是什么嗎？[引導(dǎo)學(xué)生閱讀]請閱讀課本P90“科學(xué)視野—人工合成結(jié)晶牛胰島素”。[講述]向?qū)W生介紹我國科學(xué)家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活力的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素。向?qū)W生進(jìn)行愛國主義教育。[設(shè)問]化學(xué)反應(yīng)往往需一定條件才能很好地完成，人體內(nèi)的反應(yīng)如何很快完成？[學(xué)生回答]酶的作用。[板書]一、酶[講述]酶是一類由細(xì)胞產(chǎn)生的、對生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的蛋白質(zhì)。[閱讀課本、結(jié)合生物課中學(xué)過的相關(guān)知識(shí)總結(jié)]酶的特點(diǎn)。[板書]1．酶的性質(zhì).[講述]（1）具有蛋白質(zhì)的性質(zhì)。（2）具有催化作用。（3）具有高效的催化作用。[板書]3．酶作催化劑的特點(diǎn)：[講述]（1）催化效率高（比一般催化劑高107~1013倍）；（2）具有高度的專一性；（3）反應(yīng)條件溫和、不需要加熱。[引入]1981年，我國科學(xué)工作者用人工方法合成了酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸……[板書]二、核酸[閱讀]請閱讀課本P92“核酸”[講述]核酸是一類含磷的生物高分子化合物DNA（脫氧核糖核酸）——遺傳基因，轉(zhuǎn)錄副本，將遺傳信息傳到子代。是蛋白質(zhì)合成的模板。RNA（脫氧核糖核酸）——決定蛋白質(zhì)的生物合成（合成蛋白質(zhì)的工廠）[引入]通過對酶、核酸的了解我們對蛋白質(zhì)有了一些認(rèn)識(shí)，但要認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)，必須首先認(rèn)識(shí)組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位——氨基酸。[板書]三、氨基酸[板書]1、氨基酸概念：羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物；[講述]注意：(1)氨基：氨氣分子(NH3)去掉一個(gè)氫原子后的部分。氨基的電子式：(2)α—氨基酸（向?qū)W生介紹α、β位）：羧酸分子里的α氫原子被氨基取代的生成物。(3)α—氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基石。[板書]2、氨基酸的結(jié)構(gòu)：α—氨基酸通式既含有氨基(—NH2)又含有羧基(—COOH)。[板書]3、幾種常見的氨基酸：[展示]名稱俗稱結(jié)構(gòu)簡式氨基乙酸甘氨酸α—氨基丙酸丙氨酸α—氨基苯丙酸苯丙氨酸α—氨基戊二酸谷氨酸[板書]4、氨基酸的性質(zhì)：(1)與酸反應(yīng)：(2)與堿反應(yīng)：[指出]結(jié)論：氨基酸具有兩性。[思考]在所學(xué)過的物質(zhì)中有哪些物質(zhì)既能跟酸反應(yīng)又能跟堿反應(yīng)？[學(xué)生回答]Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等。[板書](3)成肽反應(yīng)：[微觀模擬]播放肽鍵形成的flash動(dòng)畫。二肽氨基酸氨基酸二肽[類比]酯化反應(yīng)，加深對這兩類物質(zhì)相關(guān)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。[板書]肽鍵[思考]將甘氨酸和丙氨酸放在同一容器內(nèi)發(fā)生成肽反應(yīng)，有幾種二肽生成？寫出有關(guān)反應(yīng)方程式。[答案]四種[板書]多肽[微觀模擬]播放多肽形成的flash動(dòng)畫。[展示][講述]氨基酸→多肽→蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)下節(jié)課再學(xué)習(xí)。[布置作業(yè)]（略）[課堂練習(xí)]1.下列物質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是（）①NaHCO3②(NH4)2S③Al(OH)3④NH4Cl⑤甘氨酸⑥CH3—COOHA.①②③ B．①②④⑤ C．⑤⑥ D．①②③⑤2.下列物質(zhì)中與甘氨酸互為同系物的是()；互為同分異構(gòu)體的是()。A.C2H5ONO2B.C2H5NO23.分子式為C8H14N2O5的二肽,經(jīng)水解后得到丙氨酸和另一種氨基酸A,則A的分子式為()A.C5H7NO3 B.C5H9N2O54.將甘氨酸和丙氨酸混合起反應(yīng)生成各種三肽,可能的連接方式有多少種?()A.2種 B.4種 C.6種 D.8種5.0.2摩爾的某氨基酸，質(zhì)量為33克，已測得分子中有一個(gè)氨基、一個(gè)羧基、一個(gè)苯基，其余部分為飽和烴基。它的一種結(jié)構(gòu)簡式是，名稱是。6.已知NH2連在苯環(huán)上顯堿性,O=CNH2連在苯環(huán)上顯中性;分子式為C7H7NO2的有機(jī)物中,其分子結(jié)構(gòu)中有一個(gè)苯環(huán),兩個(gè)側(cè)鏈,試寫出四種同分異構(gòu)體A、B、C、D。具體要求:A既有酸性又有堿性,B只有酸性,C只有堿性,D顯中性(均寫任意一種)7.已知有機(jī)物A分子中有3個(gè)碳原子,有關(guān)它的某些信息注明在下面的示意圖中:

(1)A、F、G的結(jié)構(gòu)簡式為：___________,____________,______________.

(2)生成H的化學(xué)方程式為：__________________________________.

[答案]1．D2．C、B3．D4．D（提示）設(shè)這兩種氨基酸分別為A、B,形成三肽的連接方式有:AAA、AAB、ABA、BAA、BBB、BBA、BAB、ABB,共有八種。5．、苯丙氨酸6．7.（1）A：H2N-CH2-COOCH3，F(xiàn)：ClH3N-CH2-COOH，G：H2N-CH2-COONa（2）【第二課時(shí)】[復(fù)習(xí)引入]復(fù)習(xí)氨基酸的有關(guān)性質(zhì)，氨基酸→多肽→蛋白質(zhì)，這節(jié)課我們學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。[板書]四、蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)：[板書]1．蛋白質(zhì)是由多種氨基酸結(jié)合而成的含氮生物高分子化合物。[提問]蛋白質(zhì)的基本組成單位是什么?[學(xué)生回答]（據(jù)上節(jié)課知識(shí)）氨基酸。[講述]氨基酸→多肽→蛋白質(zhì)[提問]組成蛋白質(zhì)的元素有哪些?[閱讀]指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P88“資料卡片”。[板書]2．組成：由C、H、O、N、S等元素組成。[板書]3．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)[展示]一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)[板書]4．蛋白質(zhì)的性質(zhì)（1）蛋白質(zhì)的兩性[指出]形成蛋白質(zhì)的多肽是由多個(gè)氨基酸脫水形成的，在多肽鏈的兩端必然存在著自由的氨基與羧基。而且，側(cè)鏈中也有酸性或堿性基團(tuán)。因此，蛋白質(zhì)與氨基酸一樣也是兩性分子，既能與酸又能與堿反應(yīng)。（2）蛋白質(zhì)的水解[指出][類比]酯的水解，加深對這兩類物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。[實(shí)驗(yàn)探究]蛋白質(zhì)的其他性質(zhì)通過分組實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論、解釋蛋白質(zhì)的灼燒：分別點(diǎn)燃一小段棉線和純毛線，觀察現(xiàn)象并聞氣味。蛋白質(zhì)的鹽析：在試管里加入1~2ml雞蛋清的水溶液，然后分別加入少量飽和（NH4）2SO4、Na2SO4溶液，觀察現(xiàn)象。把少量有沉淀的液體倒入另一個(gè)盛蒸餾水的試管里，觀察現(xiàn)象。蛋白質(zhì)的變性：（1）在試管里加入2ml雞蛋清的水溶液，加熱，觀察現(xiàn)象。將試管里的下層絮狀蛋白質(zhì)取出一些放在水中，觀察現(xiàn)象。（2）在試管里加入3ml雞蛋清溶液，分別加入1ml10%CuSO4溶液、1%的醋酸鉛溶液2滴，觀察現(xiàn)象。將少量沉淀放入水中，觀察現(xiàn)象。（3）在試管里加入2ml雞蛋清溶液和2ml甲醛溶液，觀察現(xiàn)象。將少量沉淀放入水中，觀察現(xiàn)象。蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)：在試管里加入少量雞蛋清溶液，然后滴入幾滴濃硝酸，微熱，觀察現(xiàn)象。食物中蛋白質(zhì)的檢驗(yàn)：取5g豆腐，放入燒杯中，加入10ml水，用玻璃棒攪拌，使豆腐搗碎呈糊狀，用紗布過濾得豆腐濾渣。在試管中加入豆腐濾渣，滴入少量濃硝酸，加熱，觀察現(xiàn)象。[指出]蛋白質(zhì)具有鹽析、變性、顏色變化等性質(zhì)，你能運(yùn)用這些知識(shí)解決生活中相關(guān)的問題嗎？[思考]1、為什么醫(yī)院里用高溫蒸煮、照射紫外線、噴灑苯酚溶液、在傷口處涂抹酒精溶液等方法來消毒殺菌？2、為什么生物實(shí)驗(yàn)室用甲醛溶液（福爾馬林）保存動(dòng)物標(biāo)本？3、為什么在農(nóng)業(yè)上用波爾多液（由硫酸銅、生石灰和水制成）來消滅病蟲害？4、鹽析與變性有什么區(qū)別？[講述]（學(xué)生回答后）與學(xué)生一道得出問題的答案。[板書]5、蛋白質(zhì)的用途[講述]…動(dòng)物的毛和蠶絲的成分都是蛋白質(zhì)，是重要的紡織原料。動(dòng)物的皮經(jīng)藥劑鞣制后得到柔軟堅(jiān)韌的皮革。骨、皮等熬煮得到無色透明的動(dòng)物膠，叫做白明膠，是制造照相感光片和感光紙的原料。牛奶中的蛋白質(zhì)—酪素還能跟甲醛合成酪素塑料?！璠板書]主要用途：組成細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì)、人類營養(yǎng)物質(zhì)、工業(yè)上有廣泛應(yīng)用、酶是特殊蛋白質(zhì)。[布置作業(yè)]（略）七、紙筆評價(jià)（課內(nèi)完成，時(shí)間：10分鐘）1.下列不屬于天然高分子化合物的是（）A.淀粉B.氨基酸 C.油脂 D.蛋白質(zhì)2.下列變化肯定屬于不可逆的是（）A.電離 B.水解C.鹽析 D.蛋白質(zhì)變性3.可以用來分離蛋白質(zhì)與食鹽溶液的方法是（）A.滲析B.過濾 C.電泳 D.分液4．使蛋白質(zhì)因氧化而變性起到殺菌消毒作用的藥物是（）A．苯酚B．福爾馬林C．食鹽D．漂白粉5.下列說法中,正確的是（）

A.CH3COOC3H7水解后產(chǎn)物中,一定含有丙醇

B.淀粉水解的最后產(chǎn)物是乙醇

C.天然蛋白質(zhì)水解的最后產(chǎn)物是多種-氨基酸

D.蛋白質(zhì)溶液中加入硫酸鉀溶液后,蛋白質(zhì)從溶液析出,這種變化叫做變性6.下列各組物質(zhì)制成的無色透明液體，能通過丁達(dá)爾現(xiàn)象鑒別的是（）A.葡萄糖和蔗糖 B.蛋白質(zhì)和甘氨酸C.麥芽糖和甘油 D.淀粉和蛋白質(zhì)7.糖類、脂肪和蛋白質(zhì)是維持人體生命活動(dòng)所必需的三大營養(yǎng)物質(zhì)。以下敘述正確的是（）A.植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色B.葡萄糖能發(fā)生氧化反應(yīng)和水解反應(yīng)C.淀粉水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖D.蛋白質(zhì)溶液遇硫酸銅后產(chǎn)生的沉淀能重新溶于水8．下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中，不正確的是（）A．蛋白質(zhì)溶液中加入飽和（NH4）2SO4溶液，蛋白質(zhì)析出，雖再加水，也不溶解；B．人工合成的具有生命活力的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素是我國科學(xué)家在1965年首次合成的；C．重金屬鹽能使蛋白質(zhì)凝結(jié)；D．濃HNO3使皮膚呈黃色是由于濃HNO3與蛋白質(zhì)發(fā)生了顏色反應(yīng)。9.

當(dāng)含有上述結(jié)構(gòu)片段的蛋白質(zhì)在胃中水解時(shí),不可能產(chǎn)生的氨基酸是（）

A.-氨基丙酸 B.-氨基丁酸

C.甘氨酸 D.-氨基丁酸10.下列有機(jī)物水解時(shí),鍵斷裂(用虛線表示)錯(cuò)誤的是（）

A.只有①③B.只有①④C.只有③D.只有①②③11.把①蔗糖②淀粉③蛋白質(zhì)④油脂在稀酸存在下分別進(jìn)行水解，最后生成物只有一種的是（）A.①和② B.只有②C.②③和④ D.只有④12.下列物質(zhì)水解時(shí),最難斷裂的化學(xué)鍵是() [答案]1．BC2．D3．A4．D5．