2019-2020年高中化學《第四章 生命中的基礎有機化學物質 第三節(jié) 蛋白質和核酸 新人教版選修5.doc

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2019-2020年高中化學第四章 生命中的基礎有機化學物質 第三節(jié) 蛋白質和核酸 新人教版選修5一、教學目標1、知識與技能：（1）了解氨基酸的組成、結構特點和主要化學性質；（2）了解蛋白質的組成、結構和性質（鹽析、變性、水解、顏色反應等）。（3）認識蛋白質、酶、核酸等物質與人體健康的關系，體會化學學科在生命科學發(fā)展中所起的重要作用。2、過程與方法：通過學生實驗完成蛋白質性質知識的形成，強化“蛋白質是生命的基礎，沒有蛋白質就沒有生命”的認識。學會運用比較、分類、歸納、概括等方法對所得信息進行加工。3、情感態(tài)度與價值觀：通過本節(jié)內容的學習，使學生了解蛋白質、酶等重要物質的重要性，并在此基礎上，加強唯物主義教育。通過介紹我國科學家首先合成有生命活力的蛋白質結晶牛胰島素等事例，喚起學生的民族自豪感，激發(fā)學生對生命科學的研究和探索的強烈興趣。二、教學的重點和難點1、教學重點：氨基酸、蛋白質的性質。2、教學難點：蛋白質的組成和結構、肽鍵的形成。三、教學過程導入同學們，你們知道世界上第一頭克隆羊叫什么名字嗎？對，叫多利。（用投影片打出多利的照片）你們看多利長得多漂亮、健壯。它是應用克隆技術的成果。由中國“兩院”院士在1998年評出的十大科技進展。其中的第三位：我國轉基因羊研究獲重大突破；第七位：我國的人類基因組研究獲重大進展；第九位：我國研制成功基因重組人胰島素。在十大科技進展中與蛋白質、生物工程有關的占有三項，由此可見該領域的研究是何等的活躍。今天我們就一起來學習有關蛋白質和核酸的知識。板書第三節(jié) 蛋白質和核酸問-氨基酸是構建蛋白質的基石，首先來學習氨基酸。你們都聽說過氨基酸嗎？有哪些？講 有賴氨酸餅干、“紅牛”飲料中也含有賴氨酸。板書一、氨基酸的結構與性質1、氨基酸的概念：2、賴氨酸的結構簡式： NH2叫氨基。可以看成NH3失一個H后得到的，是個堿性基。3、定義：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。講蛋白質最終都水解得到-氨基酸。指出離羧基最近的碳原子上的氫原子叫氫原子，次近的碳原子上的氫原子叫氫原子。羧酸分子里的氫原子被氨基取代的生成物叫-氨基酸。組成蛋白質的氨基酸幾乎都是-氨基酸。投影甘氨酸（-氨基乙酸）的結構簡式為：投影試寫出下面氨基酸的結構簡式：（1）丙氨酸（-氨基丙酸）（2）苯丙氨酸（-氨基-苯基丙酸）講天然氨基酸均為無色晶體，熔點較高。在200-300時熔化而分解。它們能溶于強酸或強堿溶液中，除少數(shù)外一般都能溶于水，而難溶于乙醇、乙醚。問看以上氨基酸的結構式中都有哪些官能團？講官能團決定有機物的性質。氨基酸結構中均含有COOH和NH2，應具有什么性質？投影幾種常見的氨基酸 觀察、思考，得出氨基酸的性質 COOH和NH2既有酸性又有堿性。板書4、氨基酸的兩性（1）既能與酸反應又能與堿反應與堿反應，如：投影板書2、成肽反應講 兩個氨基酸彼此之間脫一分子水得到的產物叫二肽。許多氨基酸分子彼此脫水生成的化合物叫多肽。肽鍵(-CO-NH-)是一種酰胺鍵。如：板書肽鍵：羧基和氨基脫水縮合形成的，連接兩個氨基酸分子的化學結構（NHCO）稱為肽鍵。二肽：由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物（由三個或三個以上氨基酸分子縮合而成的，含多個肽鍵的化合物稱為多肽）。投影講氨基酸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，叫做成肽反應。成肽反應是分子間脫水反應，屬于取代反應。講一般多肽與蛋白質在分子量上有區(qū)別。當分子量小于10000時是多肽；當分子量大于10000時是蛋白質。板書二、蛋白質的結構與性質講蛋白質在希臘文Proteios的意思是“第一”，即蛋白質是生命的基石。存在：動物的肌肉、皮膚、血液、乳汁及毛、發(fā)、蹄、角等，或存在于植物的種子里。組成：蛋白質分子中含有C、O、H、N、S等元素。講 蛋白質的結構總結蛋白質的一級結構是指：蛋白質多肽鏈中氨基酸的排列順序。蛋白質的一級結構決定其空間結構蛋白質的二級結構是指多肽鏈骨架盤繞折疊所形成的有規(guī)律性的結構蛋白質的三級結構是整個多肽鏈的三維構象，它是在二級結構的基礎上，多肽鏈進一步折疊卷曲形成復雜的球狀分子結構。具有三級結構的多肽鏈叫亞基。蛋白質的四級結構：蛋白質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的四級結構投影講請同學們回憶膠體性質的本質特征是什么？膠體的分類？是膠粒的大小。即10-9md10-7m講蛋白質分子的直徑很大。一般10-9md10-7m的為分子膠體。如：雞蛋白溶液。所以蛋白質溶液應具有膠體性質。板書二、蛋白質的結構與性質1、蛋白質的兩性：蛋白質是由氨基酸縮聚而成，但其分子中仍有多余的羧基與氨基，所以會使蛋白質具有酸、堿性。2、水解：同多肽。 投影講這里我們需要注意的是，不同的蛋白質水解最終生成各種氨基酸， 但只有天然蛋白質水解均生成-氨基酸指導實驗4-2 1取20mL雞蛋白溶液放入試管；2然后再向試管中加入飽和Na2SO4，若現(xiàn)象不明顯可滴入少量CH3COOH。投影講向蛋白質溶液中加（NH4）2SO4、Na2SO4等鹽溶液時，會使蛋白質從溶液沉淀出來，繼續(xù)滴加時沉淀溶解，此現(xiàn)象叫蛋白質的鹽析。鹽析是可逆的。板書 3蛋白質的鹽析可逆的物理變化：向蛋白質溶液中加入某些濃的無機鹽溶液后，可使蛋白質凝聚而從溶液中析出。講采用多次鹽析的方法可以分離或提純蛋白質 指導實驗4-3 按下列方案進行實驗，并與鹽析現(xiàn)象比較，思考操作1現(xiàn)象1解釋操作2現(xiàn)象2解釋加入雞蛋清溶液3 mL加熱加入蒸餾水加入2 滴1%醋酸鉛溶液加入蒸餾水講蛋白質均凝結，然后向四只試管中分別加入清水?，F(xiàn)象是凝結的蛋白質不再溶解。設問從本實驗中可觀察到什么現(xiàn)象？從而得出什么結論？講蛋白質的這種改變叫蛋白質的變性。還有哪些因素可使蛋白質變性？請同學們閱讀課本第89頁。板書4蛋白質的變性：在某些物理因素或化學因素的影響下，蛋白質的理化性質和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象。講通過實驗得出在蛋白質溶液中加入重金屬鹽、醛或加熱均會使蛋白質凝結成沉淀。此過程不可逆。投影講世界上在化學科學上有成就的不光是洋人。最早曾被國際公認的蛋白質變性學說是1931年我國學者吳憲提出的。思考與交流思考下列問題并交流(1) 在臨床上解救誤服Cu2、Pb2、Hg2等重金屬鹽中毒時，要求病人立即服用大量含蛋白質豐富的生雞蛋、牛奶或豆?jié){。為什么？(2)醫(yī)院一般使用酒精、蒸煮、高壓和紫外線等方法進行消毒殺菌。為什么？(3)松花蛋的腌制原理是什么？講會讓病人喝牛奶或吃雞蛋；熱消毒、酒精消毒。講目前生命科學工作者積極展開如何防治衰老保持青春活力，也就是防止蛋白質變性過程的研究。各種各樣的化妝品，防衰老保健品應運而生，如大寶SOD蜜等。 指導實驗4-4 用試管取2mL 雞蛋白溶液；滴加幾滴濃硝酸，微熱。觀察并記錄現(xiàn)象。投影板書5蛋白質的顏色反應講蛋白質的顏色反應是檢驗蛋白質的方法之一，反應的實質就是硝酸作用于含有苯環(huán)的蛋白質使它變成黃色的硝基化合物。顏色反應是檢驗蛋白質的方法之一。一般蛋白質中含有苯環(huán)。問日常生活中鑒別毛織物和棉織物的方法是什么？演示實驗分別灼燒羊毛線、棉線投影實驗現(xiàn)象：羊毛線燃燒時燃燒不快，火焰小，離火即熄滅，燃燒有蛋白質臭味，灰燼呈卷曲狀為黑褐色結晶，用手指可碾成粉末。棉線燃燒無氣味，燒后成灰。講灼燒蛋白質會產生燒焦的羽毛味講生物體、植物無時無刻都在進行著化學反應，并且這些反應在生物體存在下進行，而且會隨著環(huán)境、身體情況而隨時自動、精確的改變。板書三、酶講酶是一類由細胞產生的，對生物體內的化學反應具有催化作用的蛋白質。講酶具有如下特點投影（1）條件溫和，不需加熱。（2）具有高度的專一性。（3）具有高效催化作用。 板書四、核酸指導閱讀提綱了解核酸、酶在生物體中的作用；投影講核酸一類含磷的生物高分子化合物，相對分子量可達十幾萬至幾百萬。核酸在生物體的生長、繁殖、遺傳、 變異等生命現(xiàn)象中起著決定性的作用。核酸具有酸性，可分為投影（1）脫氧核糖核酸（DNA）：生物遺傳信息的載體；還指揮著蛋白質的合成、細胞的分裂和制造新的細胞。（2）核糖核酸（RNA）：根據(jù)DNA提供的信息控制體內蛋白質的合成。小結學生歸納總結后打出投影。投影 四、板書設計第三節(jié) 蛋白質和核酸一、氨基酸(amino acid)的結構與性質1、 氨基酸的概念：2、賴氨酸的結構簡式： NH2叫氨基?？梢钥闯蒒H3失一個H后得到的，是個堿性基。3、定義：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。4、氨基酸的兩性（1）既能與酸反應又能與堿反應與堿反應，(2) 成肽反應肽鍵(peptide bond)：羧基和氨基脫水縮合形成的，連接兩個氨基酸分子的化學結構（NHCO）稱為肽鍵。二肽：由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物（由三個或三個以上氨基酸分子縮合而成的，含多個肽鍵的化合物稱為多肽）。二、蛋白質的結構與性質1、蛋白質的兩性：蛋白質是由氨基酸縮聚而成，但其分子中仍有多余的羧基與氨基，所以會使蛋白質具有酸、堿性。2、水解：同多肽。3蛋白質的鹽析可逆的物理變化：向蛋白質溶液中加入某些濃的無機鹽溶液后，可使蛋白質凝聚而從溶液中析出。4蛋白質的變性：在某些物理因素或化學因素的影響下，蛋白質的理化性質和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象。5蛋白質的顏色反應三、酶 四、核酸五、教學反思