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

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2019-2020年高中化學(xué)《第四章 生命中的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)物質(zhì) 第三節(jié) 蛋白質(zhì)和核酸 新人教版選修5 一、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(duì)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(guó)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(duì)生命科學(xué)的研究和探索的強(qiáng)烈興趣。 二、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。 三、教學(xué)過程 [導(dǎo)入]同學(xué)們，你們知道世界上第一頭克隆羊叫什么名字嗎？對(duì)，叫多利。（用投影片打出多利的照片）你們看多利長(zhǎng)得多漂亮、健壯。它是應(yīng)用克隆技術(shù)的成果。由中國(guó)“兩院”院士在1998年評(píng)出的十大科技進(jìn)展。其中的第三位：我國(guó)轉(zhuǎn)基因羊研究獲重大突破；第七位：我國(guó)的人類基因組研究獲重大進(jìn)展；第九位：我國(guó)研制成功基因重組人胰島素。在十大科技進(jìn)展中與蛋白質(zhì)、生物工程有關(guān)的占有三項(xiàng)，由此可見該領(lǐng)域的研究是何等的活躍。今天我們就一起來學(xué)習(xí)有關(guān)蛋白質(zhì)和核酸的知識(shí)。 [板書]第三節(jié) 蛋白質(zhì)和核酸 [問]α-氨基酸是構(gòu)建蛋白質(zhì)的基石，首先來學(xué)習(xí)氨基酸。你們都聽說過氨基酸嗎？有哪些？ [講] 有賴氨酸餅干、“紅?！憋嬃现幸埠匈嚢彼帷? [板書]一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1、氨基酸的概念： 2、賴氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： —NH2叫氨基?？梢钥闯蒒H3失一個(gè)H后得到的，是個(gè)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(zhì)最終都水解得到α-氨基酸。指出離羧基最近的碳原子上的氫原子叫α氫原子，次近的碳原子上的氫原子叫β氫原子。羧酸分子里的α氫原子被氨基取代的生成物叫α-氨基酸。組成蛋白質(zhì)的氨基酸幾乎都是α-氨基酸。 [投影]甘氨酸（α-氨基乙酸）的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為： [投影]試寫出下面氨基酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： （1）丙氨酸（α-氨基丙酸）（2）苯丙氨酸（α-氨基-β-苯基丙酸） [講]天然氨基酸均為無色晶體，熔點(diǎn)較高。在200-300℃時(shí)熔化而分解。它們能溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)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(jié)構(gòu)式中都有哪些官能團(tuán)？ [講]官能團(tuán)決定有機(jī)物的性質(zhì)。氨基酸結(jié)構(gòu)中均含有—COOH和—NH2，應(yīng)具有什么性質(zhì)？ [投影]幾種常見的氨基酸 [觀察、思考，得出氨基酸的性質(zhì)] —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(yīng)又能與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)，如： [投影] [板書]2、成肽反應(yīng) [講] 兩個(gè)氨基酸彼此之間脫一分子水得到的產(chǎn)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(gè)氨基酸分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)（—NH—CO—）稱為肽鍵。 二肽：由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物（由三個(gè)或三個(gè)以上氨基酸分子縮合而成的，含多個(gè)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(yīng)。成肽反應(yīng)是分子間脫水反應(yīng)，屬于取代反應(yīng)。 [講]一般多肽與蛋白質(zhì)在分子量上有區(qū)別。當(dāng)分子量小于10000時(shí)是多肽；當(dāng)分子量大于10000時(shí)是蛋白質(zhì)。 [板書]二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) [講]蛋白質(zhì)在希臘文Proteios的意思是“第一”，即蛋白質(zhì)是生命的基石。 存在：動(dòng)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(zhì)分子中含有C、O、H、N、S等元素。 [講] 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) [總結(jié)]蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指：蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架盤繞折疊所形成的有規(guī)律性的結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是整個(gè)多肽鏈的三維構(gòu)象，它是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成復(fù)雜的球狀分子結(jié)構(gòu)。具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈叫亞基。 蛋白質(zhì)的四級(jí)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(jí)結(jié)構(gòu) [投影] [講]請(qǐng)同學(xué)們回憶膠體性質(zhì)的本質(zhì)特征是什么？膠體的分類？ 是膠粒的大小。即10-9m＜d＜10-7m [講]蛋白質(zhì)分子的直徑很大。一般10-9m＜d＜10-7m的為分子膠體。如：雞蛋白溶液。所以蛋白質(zhì)溶液應(yīng)具有膠體性質(zhì)。 [板書]二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1、蛋白質(zhì)的兩性：蛋白質(zhì)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(huì)使蛋白質(zhì)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(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 [指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)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(zhì)溶液中加（NH4）2SO4、Na2SO4等鹽溶液時(shí)，會(huì)使蛋白質(zhì)從溶液沉淀出來，繼續(xù)滴加時(shí)沉淀溶解，此現(xiàn)象叫蛋白質(zhì)的鹽析。鹽析是可逆的。 [板書] 3．蛋白質(zhì)的鹽析—可逆的物理變化：向蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的無機(jī)鹽溶液后，可使蛋白質(zhì)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(zhì) [指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)4-3] 按下列方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(zhì)均凝結(jié)，然后向四只試管中分別加入清水?，F(xiàn)象是凝結(jié)的蛋白質(zhì)不再溶解。 [設(shè)問]從本實(shí)驗(yàn)中可觀察到什么現(xiàn)象？從而得出什么結(jié)論？ [講]蛋白質(zhì)的這種改變叫蛋白質(zhì)的變性。還有哪些因素可使蛋白質(zhì)變性？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本第89頁。 [板書]4．蛋白質(zhì)的變性：在某些物理因素或化學(xué)因素的影響下，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象。 [講]通過實(shí)驗(yàn)得出在蛋白質(zhì)溶液中加入重金屬鹽、醛或加熱均會(huì)使蛋白質(zhì)凝結(jié)成沉淀。此過程不可逆。 [投影] [講]世界上在化學(xué)科學(xué)上有成就的不光是洋人。最早曾被國(guó)際公認(rèn)的蛋白質(zhì)變性學(xué)說是1931年我國(guó)學(xué)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(shí)，要求病人立即服用大量含蛋白質(zhì)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(jìn)行消毒殺菌。為什么？ (3)松花蛋的腌制原理是什么？ [講]會(huì)讓病人喝牛奶或吃雞蛋；熱消毒、酒精消毒……。 [講]目前生命科學(xué)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(zhì)變性過程的研究。各種各樣的化妝品，防衰老保健品應(yīng)運(yùn)而生，如大寶SOD蜜等。 [指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)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(zhì)的顏色反應(yīng) [講]蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)是檢驗(yàn)蛋白質(zhì)的方法之一，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是硝酸作用于含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)使它變成黃色的硝基化合物。顏色反應(yīng)是檢驗(yàn)蛋白質(zhì)的方法之一。一般蛋白質(zhì)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(shí)驗(yàn)]分別灼燒羊毛線、棉線 [投影]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：羊毛線燃燒時(shí)燃燒不快，火焰小，離火即熄滅，燃燒有蛋白質(zhì)臭味，灰燼呈卷曲狀為黑褐色結(jié)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(zhì)會(huì)產(chǎn)生燒焦的羽毛味 [講]生物體、植物無時(shí)無刻都在進(jìn)行著化學(xué)反應(yīng)，并且這些反應(yīng)在生物體存在下進(jìn)行，而且會(huì)隨著環(huán)境、身體情況而隨時(shí)自動(dòng)、精確的改變。 [板書]三、酶 [講]酶是一類由細(xì)胞產(chǎn)生的，對(duì)生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的蛋白質(zhì)。 [講]酶具有如下特點(diǎn) [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(dǎo)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(duì)分子量可達(dá)十幾萬至幾百萬。核酸在生物體的生長(zhǎng)、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(zhì)的合成、細(xì)胞的分裂和制造新的細(xì)胞。（2）核糖核酸（RNA）：根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。 [小結(jié)]學(xué)生歸納總結(jié)后打出投影。 [投影] 四、板書設(shè)計(jì) 第三節(jié) 蛋白質(zhì)和核酸 一、氨基酸(amino acid)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1、 氨基酸的概念： 2、賴氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： —NH2叫氨基。可以看成NH3失一個(gè)H后得到的，是個(gè)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(yīng)又能與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)， (2) 成肽反應(yīng) 肽鍵(peptide bond)：羧基和氨基脫水縮合形成的，連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)（—NH—CO—）稱為肽鍵。 二肽：由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物（由三個(gè)或三個(gè)以上氨基酸分子縮合而成的，含多個(gè)肽鍵的化合物稱為多肽）。 二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1、蛋白質(zhì)的兩性：蛋白質(zhì)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(huì)使蛋白質(zhì)具有酸、堿性。 2、水解：同多肽。 3．蛋白質(zhì)的鹽析—可逆的物理變化：向蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的無機(jī)鹽溶液后，可使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出。 4．蛋白質(zhì)的變性：在某些物理因素或化學(xué)因素的影響下，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象。 5．蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng) 三、酶 四、核酸 五、教學(xué)反思