高中化學蛋白質(zhì)和核酸新人教版選修

關(guān)于高中化學蛋白質(zhì)和核酸新人教版選修4.3《蛋白質(zhì)和核酸》第2頁,共48頁，2024年2月25日，星期天教學目標

知識與能力１、了解氨基酸的結(jié)構(gòu)特點及性質(zhì)；了解肽鍵及多肽；了解蛋白質(zhì)的組成；初步掌握蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)和檢驗方法；了解蛋白質(zhì)的用途。

３、通過學生動手實驗培養(yǎng)操作技能與觀察能力，使之正確進行實驗分析，從而加深對概念的理解，并抽象形成規(guī)律性認識。４、培養(yǎng)學生通過觀察實驗現(xiàn)象，進行分析、推理，得出結(jié)論的思維能力。

情感態(tài)度與價值觀：通過學生實驗，使學生的科學態(tài)度、思想情趣得到陶冶；通過結(jié)晶牛胰島素的成功合成激發(fā)學生愛國主義思想感情，民族自豪感。

科學方法：觀察方法和科學抽象的方法。教學重點：蛋白質(zhì)的化學性質(zhì)和酶的特性。教學難點：肽鍵的形成。第3頁,共48頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的存在主要的存在于生物體內(nèi)，肌肉，發(fā)，皮膚，角蹄，酶，激素，抗體，病毒；在植物中也很豐富，比如大豆，花生，谷物。是生命的基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。組成蛋白質(zhì)的氨基酸幾乎都是α-氨基酸，即氨基在羧基的α位上α-氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：H2N-CH-COOHR第4頁,共48頁，2024年2月25日，星期天幾乎一切生命活動過程都與蛋白質(zhì)有關(guān)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量很大，可以達到上千萬。但是如此大的高分子化合物，也是由基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的，就是氨基酸，要認識蛋白質(zhì)，必須首先認識氨基酸。第5頁,共48頁，2024年2月25日，星期天一、氨基酸α-氨基酸是構(gòu)建蛋白質(zhì)的基石物質(zhì)，首先來學習氨基酸。賴氨酸的結(jié)構(gòu)簡式氨基羧基αβ什么叫氨基酸？羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。H2NCH2CHCOOHNH2CH2CH2CH2第6頁,共48頁，2024年2月25日，星期天1、幾種常見的氨基酸：(1)甘氨酸（α-氨基乙酸）(2)丙氨酸（α-氨基丙酸）CH2—COOHNH2CH3—CH—COOHNH2一、氨基酸羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。第7頁,共48頁，2024年2月25日，星期天(3)谷氨酸（α-氨基戊二酸）

HOOC—(CH2)2—CH—COOHNH2(4)苯丙氨酸（α-氨基-β-苯基丙酸）

-CH2-CH-COOHNH2●結(jié)構(gòu)：含有一個-NH2及-COOH●性質(zhì)：具有兩性：堿性和酸性羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。第8頁,共48頁，2024年2月25日，星期天●酸性

●堿性CH2-COOHNH3+CH2-COO-+H2ONH2CH2-COOH+OH-NH2CH2-COOH+H+NH22、氨基酸的性質(zhì)性質(zhì)1:顯酸、堿兩性NH2CH2COOH+NaOH→NH2CH2COO-Na++H2O

NH2CH2COOH+HCl→Cl-+NH3CH2COOH第9頁,共48頁，2024年2月25日，星期天性質(zhì)2.成肽反應(yīng)2NH2CH2COOH→肽鍵兩個氨基酸分子（可以相同，也可以不同），在酸或堿的存在下加熱，通過一分子的氨基與另一分子的羧基間脫去一分子水，縮合形成含有肽鍵的化合物，成為成肽反應(yīng)。第10頁,共48頁，2024年2月25日，星期天肽鍵

●兩個氨基酸分子消去水分子而形成二肽,

多個氨基酸分子消去水分子而形成多肽.●多肽的性質(zhì):因肽鍵的存在,

多肽能進行水解OHH—N—CH2—C—OHOHH—N—CH2—C—OH—N—CH2—C—OH成肽反應(yīng)是分子間脫水反應(yīng)，屬于取代反應(yīng)OHH—N—CH2—C—OH+第11頁,共48頁，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)蛋白質(zhì)分子中含有C、O、H、N、S等元素。1965年我國科技工作者成功合成了具有生物活性的——結(jié)晶牛胰島素。這是科學史上的一大成就，可以說是科學史上又一“豐碑”。

相對分子質(zhì)量大于10000，具有一定空間結(jié)構(gòu)的多肽叫蛋白質(zhì)第12頁,共48頁，2024年2月25日，星期天閱讀與交流（P.88)

組成元素為：C、H、O、N及S、P和少量的Cu、Fe、Zn等而種類達十萬種以上。

取決于組成多肽鏈的氨基酸種類、數(shù)目及排列順序和其特定的空間結(jié)構(gòu)。即蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。1、組成蛋白質(zhì)的元素主要有哪些？人體內(nèi)的蛋白質(zhì)有多少種？2、各種蛋白質(zhì)的特殊功能和活性主要取決于什么？3、什么是蛋白質(zhì)的一級、二級、三級和四級結(jié)構(gòu)？第13頁,共48頁，2024年2月25日，星期天具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈叫亞基1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)：二級結(jié)構(gòu)：三級結(jié)構(gòu)：四級結(jié)構(gòu)：

蛋白質(zhì)分子中各種氨基酸的連接方式和排列順序叫蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。

多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)。

蛋白質(zhì)分子在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步盤曲折疊形成的三維結(jié)構(gòu)。

蛋白質(zhì)分子中亞基的立體排布、亞基間的相互作用與布局稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)第14頁,共48頁，2024年2月25日，星期天一級二級三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)第15頁,共48頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的分子圖象第16頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2、蛋白質(zhì)的化學性質(zhì)下列物質(zhì)中既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)的是①NaHCO3;②(NH4)2S;③Al(OH)3;④NH4Cl；⑤H2N-CH2-COOH;⑥CH3-COOHA.①②③B.①②④⑤C.⑤⑥D(zhuǎn).①②③⑤●【小結(jié)】既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)(1)多元弱酸的酸式鹽；(2)弱酸的銨鹽；(3)具兩性的物質(zhì)；(4)氨基酸和蛋白質(zhì)；D性質(zhì)1:具有兩性第17頁,共48頁，2024年2月25日，星期天水解原理：注意：不同的蛋白質(zhì)水解最終生成各種氨基酸，

但只有天然蛋白質(zhì)水解均生成α-氨基酸OHH—N—CH2—C—OH—N—CH2—C—OHHOH性質(zhì)2:能夠水解(結(jié)構(gòu)中含有肽鍵)第18頁,共48頁，2024年2月25日，星期天1、下圖表示蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的一部分,圖中(A)、(B)、(C)、(D)標出分子中不同的鍵。當?shù)鞍踪|(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)時，斷裂的鍵是（）—N—CH—C—N—CH—C—HROHRO(A)(B)(C)(D)C【課堂練習】第19頁,共48頁，2024年2月25日，星期天在適宜條件下完全水解得到4種產(chǎn)物，它們的結(jié)構(gòu)簡式為

，

。2、已知有機化合物:CH3--C--O--NH--C--CH2-CH3O--C--O--OOHO----NH2CH3-C-OH,OHO-C-CH2-CH3O--C-OH,OHO第20頁,共48頁，2024年2月25日，星期天●實驗：雞蛋白溶液蛋白質(zhì)凝聚蛋白質(zhì)重新溶解●結(jié)論：1、蛋白質(zhì)溶液中加濃的無機鹽溶液〔如Na2SO4、(NH4)2SO4等〕,可使蛋白質(zhì)的溶解度減小,而從溶液中析出----鹽析2、鹽析是一個可逆的過程，故不影響蛋白質(zhì)的性質(zhì)●應(yīng)用：利用多次鹽析的方法分離、提純蛋白質(zhì)。濃無機鹽水性質(zhì)3:鹽析第21頁,共48頁，2024年2月25日，星期天●實驗：雞蛋白溶液加熱蛋白質(zhì)凝結(jié)加水不再溶解雞蛋白溶液蛋白質(zhì)凝結(jié)加水不再溶解●結(jié)論：

在熱、酸、堿、重金屬鹽、甲醛、酒精、紫外線等作用下，蛋白質(zhì)失去原有的可溶性而凝結(jié)，同時喪失了生理活性。這種過程是不可逆的?！駪?yīng)用：消毒原理乙酸鉛性質(zhì)4:變性第22頁,共48頁，2024年2月25日，星期天

學與問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、為什么生物實驗室用甲醛溶液（福爾馬林）保存動物標本？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、鋇鹽也屬于重金屬鹽，醫(yī)院在做胃透視時要服用“鋇餐”BaSO4為何不會中毒？能否改服BaCO3？第23頁,共48頁，2024年2月25日，星期天鹽析變性變化條件變化性質(zhì)變化過程用途濃的無機鹽溶液受熱、紫外線、酸、堿、重金屬鹽和某些有機物

物理變化(溶解度降低)

化學變化(蛋白質(zhì)性質(zhì)改變)可逆不可逆分離提純殺菌消毒概念對比第24頁,共48頁，2024年2月25日，星期天●實驗：雞蛋白溶液濃硝酸變成黃色●結(jié)論：

蛋白質(zhì)可以跟許多試劑發(fā)生特殊的顏色反應(yīng)。如某些蛋白質(zhì)跟濃硝酸作用會產(chǎn)生黃色，稱“黃蛋白反應(yīng)”●應(yīng)用：用于鑒別蛋白質(zhì)的存在性質(zhì)5:顏色反應(yīng)第25頁,共48頁，2024年2月25日，星期天●用于區(qū)別合成纖維與蛋白質(zhì)(如真絲、蠶絲、純毛、毛線等)●歸納：檢驗蛋白質(zhì)的方法

(1)燃燒；(2)顏色反應(yīng)。

●鑒別織物成分是蠶絲還是“人造絲”，在如下各方法中正確的是()①滴加濃HNO3,

②滴加濃硫酸,③滴加酒精,④灼燒

A.①③B.②④C.①④D.③④C性質(zhì)6:燃燒產(chǎn)生燒焦羽毛氣味第26頁,共48頁，2024年2月25日，星期天顏色反應(yīng)與金屬的焰色反應(yīng)

●顏色反應(yīng):

一般指有明顯顏色變化的化學反應(yīng),如苯酚與FeCl3溶液呈紫色;碘與淀粉呈藍色；某些蛋白質(zhì)與濃硝酸呈黃色。

●焰色反應(yīng):

是指某些金屬及其化合物在灼燒時能使火焰體現(xiàn)出一定的顏色?！耦伾磻?yīng)和焰色反應(yīng)都可用于物質(zhì)的檢驗概念對比第27頁,共48頁，2024年2月25日，星期天1.當含有下述結(jié)構(gòu)片段的蛋白質(zhì)在胃中水解時，不可能產(chǎn)生的氨基酸是()D2.將甘氨酸和丙氨酸混合起反應(yīng)生成各種二肽，可能的連結(jié)方式有多少種？()A.1種B.2種C.3種D.4種

－氨基丙酸B.

－氨基丁酸C.甘氨酸D.

－氨基丁酸D①②③④⑤第28頁,共48頁，2024年2月25日，星期天3.已知有機物A分子中有3個碳原子,有關(guān)它的某些信息注明在下面的示意圖中：(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為

；(2)F和G的名稱分別為

；(3)生成H的化學方程式為

。H2N－CH2－COOCH3

F:氯化氨基乙酸,G:氨基乙酸鈉

第29頁,共48頁，2024年2月25日，星期天4、已知-NH2連在苯環(huán)上顯堿性，-C-NH2連在苯環(huán)上顯中性，現(xiàn)有有機物C7H7O2N，分子結(jié)構(gòu)中有一個苯環(huán)和兩個取代基，且兩取代基在苯環(huán)上處于相對位置，請寫出符合下列要求的結(jié)構(gòu)簡式。O(1)該有機物只具有酸性(2)該有機物只具有堿性(3)該有機物具有兩性(4)該有機物既無酸性又無堿性HO－－C－NH2OH2N－--O-C-HOH2N－--C--OHOO2N－－CH3第30頁,共48頁，2024年2月25日，星期天5.n個氨基酸分子之間通過縮聚(一個氨基酸分子中氨基上的氫原子與相鄰氨基酸分子羧基中的羥基結(jié)合成水分子)后可得n肽，過程中形成了(n－1)個肽鍵。今有一種“多肽”，其分子式為C55H70O19N10，已知將它徹底水解后只得到下列四種氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸。問：(1)這個多肽是

肽。

(2)該多肽水解后有

個谷氨酸分子。(3)該多肽水解后有

個苯丙氨酸。十43第31頁,共48頁，2024年2月25日，星期天CH3-CH-COOH:丙氨酸，b個C3H7NO2NH2CH2-CH-COOH:苯丙氨酸，c個C9H11NO2NH2HOOC-(CH2)2-CH-COOH:谷氨酸，d個C5H9NO4NH22a+3b+9c+5d=55------------“C”5a+7b+11c+9d-9×2=70----“H”2(a+b+c+2d)-9=19-----------“O”a+b+c+d=10-------------------“N”a=1b=2c=3d=4CH2-COOH:甘氨酸，a個C2H5NO2NH2第32頁,共48頁，2024年2月25日，星期天【資料卡片】第33頁,共48頁，2024年2月25日，星期天三、酶生物體、植物無時無刻都在進行著化學反應(yīng)，并且這些反應(yīng)在生物體存在的條件下溫和地進行，而且會隨著環(huán)境、身體的情況而隨時自動、精確的改變，是什么讓這些反應(yīng)可以實現(xiàn)的？【自主學習】P91-921、酶的概念（來源、功能和類別）？2、酶的催化作用特點？3、影響酶作用的因素？4、酶的應(yīng)用？第34頁,共48頁，2024年2月25日，星期天1、酶的概念

（1）酶的來源：

活細胞產(chǎn)生的（2）酶的功能：

具有生物催化作用

反應(yīng)結(jié)束后，酶本身保持不變（3）酶的類別：

是蛋白質(zhì)酶是一類由活細胞產(chǎn)生的對生物體內(nèi)的化學反應(yīng)具有催化作用的蛋白質(zhì)。理解：第35頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2、酶的催化特點：（1）條件溫和，不需加熱（在接近體溫和接近中性的條件下）（2）具有高度的專一性（每種酶只催化一種或一類化合物的化學反應(yīng)）（3）具有高效催化作用（相當于無機催化劑的107~1013倍）第36頁,共48頁，2024年2月25日，星期天3、影響酶作用的因素：（1）酶作用要求適宜的溫度（2）酶作用要求適宜的pH（在接近體溫和接近中性的條件下）4、酶的應(yīng)用：（1）淀粉酶應(yīng)用于食品、發(fā)酵、紡織、制藥等工業(yè)；（2）蛋白酶應(yīng)用于醫(yī)藥、制革等工業(yè)；（3）脂肪酶應(yīng)用于脂肪水解、羊毛脫脂等；（1）酶還可用于疾病的診斷。第37頁,共48頁，2024年2月25日，星期天1、酶的正確表述是（）

A．酶是具有催化能力的一類物質(zhì)

B．酶是活細胞產(chǎn)生的特殊蛋白質(zhì)

C．酶是活細胞產(chǎn)生的有催化作用的蛋白質(zhì)

D．酶是活細胞產(chǎn)生的有活性的蛋白質(zhì)C【課堂練習】2、一份唾液淀粉酶能催化100萬份淀粉水解，說明酶具有（）A．專一性B．高效性C．多樣性D．穩(wěn)定性B第38頁,共48頁，2024年2月25日，星期天

核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機體不可缺少的組成部分。核酸是現(xiàn)代生物化學、分子生物學和醫(yī)學的重要基礎(chǔ)之一。四、核酸【自主學習】P92-931、核酸的概念？2、核酸的分類和分布？3、核酸的功能？4、核酸的化學組成和水解的產(chǎn)物？第39頁,共48頁，2024年2月25日，星期天1、核酸的概念核酸是一類含磷的高分子化合物，是由其結(jié)構(gòu)單體核苷酸通過3′,5′-磷酸二酯鍵聚合而成的長鏈，繼而形成具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的大分子化合物。第40頁,共48頁，2024年2月25日，星期天

（1）核酸的分類根據(jù)核酸的化學組成，分為兩類:

核糖核酸（簡寫為：RNA）脫氧核糖核酸（簡寫為：DNA）

2、核酸分類和分布（2）核酸的主要分布

DNA：主要分布在真核細胞的細胞核中。

RNA：主要分布在真核細胞的細胞質(zhì)中。第41頁,共48頁，2024年2月25日，星期天（1）DNA是主要遺傳物質(zhì)，是遺傳信息的載體。DNA同時還指揮著蛋白質(zhì)的合成、細胞的分裂和制造新的細胞。

（2）RNA在蛋白質(zhì)生物合成中起重要作用。根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。

3、核酸的重要功能第42頁,共48頁，2024年2月25日，星期天

磷酸核酸→核苷酸→戊糖核苷→堿基核酸的組成：4、核酸的化學組成