2023-2024學(xué)年高中化學(xué)6.2蛋白質(zhì)教案蘇教版選擇性必修3

6.2蛋白質(zhì)一、教學(xué)目標(biāo)1．能列舉簡單氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)、主要的化學(xué)性質(zhì)和典型的檢驗方法。2．能辨識蛋白質(zhì)中的肽鍵，能判斷氨基酸的縮合產(chǎn)物和多肽的水解產(chǎn)物，能通過實驗探究蛋白質(zhì)的主要性質(zhì)和檢驗方法。3．能初步認識核酸的結(jié)構(gòu)特點和生物功能。二、教學(xué)重難點重點：1.氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)、主要的化學(xué)性質(zhì)；2.蛋白質(zhì)的性質(zhì)及核酸的性質(zhì)。難點：氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)、主要的化學(xué)性質(zhì)。三、教學(xué)方法實驗探究法、總結(jié)歸納法、分組討論法等四、教學(xué)過程【導(dǎo)入】展示身體各部位的蛋白質(zhì)組成一、氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【講解】蛋白質(zhì)廣泛存在于生命體內(nèi)，是組成細胞的基礎(chǔ)物質(zhì)。動物的肌肉、毛皮、血液等中都含有蛋白質(zhì)；大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是由多種不同的氨基酸構(gòu)成的。氨基酸可看作是羧酸分子中烴基上的一個或幾個氫原子被氨基取代后生成的化合物。迄今為止，人類在自然界已發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種氨基酸，但是從生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸，最常見的有20種，被稱為蛋白質(zhì)氨基酸。這20種常見氨基酸中，除甘氨酸外，其余都是手性分子，且都是L型。結(jié)構(gòu)α-氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式可表示為，α-C為手性碳原子。其官能團為—COOH和—NH2。物理性質(zhì)固態(tài)氨基酸主要以內(nèi)鹽形式存在，熔點較高，不易揮發(fā)，難溶于有機溶劑，常見的氨基酸均為無色結(jié)晶?！菊故尽砍Ｒ姷陌被帷局v解】帶“*”的是人體內(nèi)不能合成的8種α-氨基酸，它們又稱為必需氨基酸氨基酸分子中既含有氨基(顯堿性)，又含有羧基(顯酸性)，因此，氨基酸是兩性化合物，能與酸、堿反應(yīng)生成鹽。氨基酸分子中的氨基和羧基發(fā)生相互作用，使氨基酸成為帶有正電荷和負電荷的兩性離子（稱為內(nèi)鹽）?！菊故尽砍呻姆磻?yīng)視頻【展示】顯色反應(yīng)凡含有—NH2的α-氨基酸遇茚三酮均顯紫色反應(yīng)。該反應(yīng)非常靈敏，是鑒定氨基酸最簡便的方法。人的手汗中含有多種氨基酸，遇茚三酮可起顯色反應(yīng)，在法醫(yī)學(xué)上曾通過該反應(yīng)檢驗指紋。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【講解】蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵等相互連接而形成的一類具有特定結(jié)構(gòu)和一定生物學(xué)功能的生物大分子。蛋白質(zhì)和多肽都是由氨基酸構(gòu)成的有機化合物，它們之間沒有嚴格的界限。（1）兩性在多肽鏈的兩端存在著自由的氨基和羧基，因此蛋白質(zhì)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)。(2)水解水解過程：蛋白質(zhì)eq\o(→,\s\up11(水解),\s\do4(酸、堿或酶))多肽eq\o(→,\s\up10(水解))氨基酸?！菊故尽坎シ诺鞍踪|(zhì)的性質(zhì)視頻【生】實驗現(xiàn)象實驗內(nèi)容實驗操作實驗現(xiàn)象蛋白質(zhì)的性質(zhì)加飽和(NH4)2SO4溶液，再加蒸餾水有白色沉淀析出，加入蒸餾水又溶解加飽和Na2SO4溶液，再加蒸餾水有白色沉淀析出，加入蒸餾水又溶解加熱，再加蒸餾水有白色沉淀析出，加入蒸餾水，沉淀不溶解加飽和硫酸鉛溶液，再加蒸餾水有白色沉淀析出，加入蒸餾水，沉淀不溶解加甲醇溶液，再加蒸餾水有白色沉淀析出，加入蒸餾水，沉淀不溶解濃硝酸并加熱，再加蒸餾水加熱后有黃色沉淀，加入蒸餾水，沉淀不溶解【講解】空間結(jié)構(gòu)(1)分類：按照蛋白質(zhì)中多肽鏈本身及其之間的空間結(jié)構(gòu)，將蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次分為四級。①一級結(jié)構(gòu)：氨基酸殘基在蛋白質(zhì)肽鏈中的排列順序，其決定了蛋白質(zhì)的生物活性。②二級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中肽鏈并非直鏈狀，而是按一定的規(guī)律卷曲或折疊形成特定的空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)主要依靠肽鏈中氨基酸殘基亞氨基（—NH—）上的氫原子與羰基上的氧原子之間形成的氫鍵而實現(xiàn)。無論是α-螺旋結(jié)構(gòu)還是β-折疊結(jié)構(gòu)，空間形狀都有一定的規(guī)律。③三級結(jié)構(gòu)：在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，肽鏈按照一定的空間結(jié)構(gòu)進一步形成更復(fù)雜的三級結(jié)構(gòu)。④四級結(jié)構(gòu)：具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈按一定的空間排列方式結(jié)合在一起形成的聚集體結(jié)構(gòu)。酶的催化特點絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，具有催化作用，其催化反應(yīng)具有條件溫和、效率高、高度專一等特點?！菊故尽棵傅拇呋饔妹傅拇呋瘷C理經(jīng)歷下列四個步驟：反應(yīng)物與酶結(jié)合形成配合物，反應(yīng)物變成激活狀態(tài)，產(chǎn)物在酶表面形成，產(chǎn)物從酶的表面釋放。酶分子中真正起催化作用的是酶的活性部位三、核酸的結(jié)構(gòu)及生物功能【講解】核酸的組成(1)分類：核酸分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，絕大多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)是DNA。DNA和RNA通過核酸序列編碼遺傳信息，從而指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，并進一步確定生命的形式。在生物體內(nèi)，核酸主要以與蛋白質(zhì)結(jié)合成核蛋白的形式存在于細胞中。核蛋白水解后能得到核酸，核酸是核蛋白的非蛋白部分。核酸可以進一步水解，得到核苷酸，核苷酸則由堿基、戊糖及磷酸組成。兩種核酸中的堿基(具有堿性的雜環(huán)有機化合物)①RNA中的堿基主要有腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四種。②DNA中的堿基主要有腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四種。核酸的合成與水解核酸：在核酸的結(jié)構(gòu)中，堿基與戊糖通過脫水縮合形成核苷，核苷分子中戊糖上的羥基與磷酸脫水，通過磷酯鍵結(jié)合形成核苷酸，不同的核苷酸按一定的順序通過磷酯鍵連接成一條很長的鏈。核酸的一級結(jié)構(gòu)是指組成核酸的核苷酸排列順序，核酸的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)是指核酸的空間結(jié)構(gòu)。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)就是核酸的二級結(jié)構(gòu)。在DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)中，不同的堿基通過氫鍵兩兩配對。堿基配對存在著嚴格的關(guān)系，即一條鏈上的堿基A與另一條鏈上的堿基T通過兩個氫鍵配對；同樣，G和C之間通過三個氫鍵配對，這一規(guī)律稱為堿基互補配對原則。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)特點①DNA分子由兩條多聚核苷酸鏈組成，兩條鏈平行盤繞，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。②每條鏈中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，堿基排列在內(nèi)側(cè)。③兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用，腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對，鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對，結(jié)合成堿基對，遵循堿基互補配對原則。RNA也是以核苷酸為基本構(gòu)成單位，其中的戊糖和堿基與DNA中的不同，核糖替代了脫氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈單鏈狀結(jié)構(gòu)，比DNA分子小得多。RNA主要存在于細胞質(zhì)中，它們以DNA為模板而形成，將DNA的遺傳信息翻譯并表達成具有特定功能的蛋白質(zhì)。【展示】從DNA到蛋白質(zhì)完整過程【生】問】【生】【問】【生】問】【生】【問】【生】問】【生】【問】【生】問】【生】【問】【生】【展示】【講解】問】【生】【問】【生】【問】【生】【問】【生】【強化鞏固】【課堂練習(xí)】1、青霉素是醫(yī)學(xué)上一種常用的抗生素，在體內(nèi)經(jīng)酸性水解后，得到青霉氨基酸，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示(分子中的—SH與—OH具有類似的性質(zhì))。下列關(guān)于青霉氨基酸的推斷合理的是()A．青霉氨基酸分子中所有碳原子均在同一條直線上B．青霉氨基酸只有酸性，沒有堿性C．青霉氨基酸分子間能形成多肽D．1mol青霉氨基酸與足量的金屬鈉反應(yīng)生成0.5molH2答案：C2、核酸檢測為確認病毒感染提供了關(guān)鍵的支持性證據(jù)。某核糖核酸(RNA)的結(jié)構(gòu)片段示意圖如下，它在酶的催化作用下能完全水解生成戊糖、堿