【教案】蛋白质和核酸+教学设计高二化学人教版选修5.docx

第四章 生命中的基础有机化学物质第三节 蛋白质和核酸一教材分析本节引言部分就蛋白质在生物界的广泛存在作了简单介绍，强化了蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命的重要结论。本节有四部分内容，第一部分介绍的是组成蛋白质的基本结构氨基酸的结构和性质，应注重强调氨基酸是多官能团化合物的特点。第二部分借助模型、图片、多媒体等手段，帮助学生了解蛋白质的结构，通过实验，体会蛋白质的性质。要多练习生活、生产、社会，渗透相关的科学知识，让学生真正体会蛋白质重要而广泛的用途，以体现化学教育的经济价值，社会价值，人文价值。第三、四部分对酶、核酸进行了常识性的介绍，不必过深。二学情分析1.在必修2教材中，学习过基本营养物质这一节，已经学习过氨基酸的性质，简单介绍了蛋白质的性质。所以这节内容主要采用自主学习和启发式教学的方法。2.学习方法方面：学生已具备一定的实验探究能力及应用所学知识对身边生活问题进行解释的能力。三教学目标1.知识与技能了解氨基酸的结构特点及性质；了解肽键及多肽；了解蛋白质的组成；初步掌握蛋白质的重要性质和检验方法；了解蛋白质的用途。2.过程与方法通过学生动手实验培养操作技能与观察能力，使之正确进行实验分析，从而加深对概念的理解，并抽象形成规律性认识，再辅以习题训练培养学生的创新思维能力。3.情感态度与价值观通过学生实验，使学生的科学态度、思想情趣得到陶冶；通过中国合成胰岛素这一伟大成就，激发学生爱国主义思想感情，民族自豪感。追求真理的热情和建设祖国的责任感。四教学重难点重点：氨基酸、蛋白质的性质难点：蛋白质的组成五课时安排2课时六教学方法：教材中，主要突出蛋白质的性质，还有氨基酸的性质和成肽反应。本节先从学生已经了解过的蛋白质的性质入手，必修2讲蛋白质的性质时，简单介绍了灼烧蛋白质的现象和蛋白质的颜色反应，先让学生回忆总结，引入蛋白质的变性，盐析，水解。再着重介绍蛋白质水解的产物氨基酸，羧基的性质学生已熟悉，氨基的性质是新知识，但氨的性质也是较熟悉的。利用学生已学内容，让学生充分思考探索氨基酸的性质。同时还复习相关知识。然后简介结构完全以学生已有的知识作为引导进行探索。以问题为桥梁，通过引导学生提出问题分析问题实验解决问题这一模式进行螺旋教学，以突破教学重点，并调动学生探究的积极性。七教学过程设计:第四章 生命中的基础有机化学物质第三节 蛋白质和核酸授课年级高二年级备课教师授课时间教学目标知识与技能1、 了解氨基酸的结构特点及性质；2、 了解肽键及多肽；3、 了解蛋白质的组成；4、 初步掌握蛋白质的重要性质和检验方法；5、 了解蛋白质的用途。过程与方法通过学生动手实验培养操作技能与观察能力，使之正确进行实验分析，从而加深对概念的理解，并抽象形成规律性认识，再辅以习题训练培养学生的创新思维能力。情感态度与价值观1、 通过学生实验，使学生的科学态度、思想情趣得到陶冶；2、 通过中国合成胰岛素这一伟大成就，激发学生爱国主义思想感情，民族自豪感。追求真理的热情和建设祖国的责任感。教学重点氨基酸、蛋白质的性质教学难点蛋白质的组成教学过程教师活动设计意图引入：蛋白质是一切生命的物质基础，大到海里的鲸，小到细菌，病毒均含有蛋白质。科学家认为人类基因组计划、蛋白质组计划和药物研究是生命科学研究路上的三个阶段，并开发以蛋白质研究为基础的癌症诊断和治疗系统。而氨基酸是蛋白质的基本结构单元，要认识蛋白质，必须首先认识氨基酸。一、氨基酸的结构与性质氨基酸是组成蛋白质的基本单位。在生物体中组成当白质的氨基酸约有20种。氨基酸的结构有什么特点呢？请大家观察课本第86页的几种氨基酸的结构，思考讨论，这些氨基酸的结构具有什么共同特点？1几种常见的氨基酸：概念：羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。名 称俗称 结构简式氨基乙酸甘氨酸 CH2COOH NH2氨基丙酸丙氨酸CH3CHCOOH NH2氨基苯基丙酸苯丙氨酸CH2CHCOOH NH2氨基戊二酸谷氨酸 HOOCCH2CH2CHCOOH NH2学生思考后回答：每种氨基酸分子中都含有一个氨基和一个羧基。教师总结：就组成蛋白质分子的基本单位氨基酸的结构通式：HCOOHNH22氨基酸的物理性质天然氨基酸均为无色晶体 ，熔点较高，在200300融化时分解。它们能溶于强酸或强碱溶液中，除少数外一般都能溶于水，而难溶于乙醇，乙醚。3、氨基酸的化学性质氨基酸分子中含有哪些官能团？具有什么样的性质呢？学生讨论后回答：与金属钠发生置换反应与醇发生酯化反应与碱发生反应氨基呈弱碱性，能与酸反应氨基易被氧化，发生氧化反应燃烧反应重点练习(化学方程式及离子方程式)：H2NCH2COOH + NaOH NH2CH2COONa + H2OH2NCOOH + HCl HOOCCH2NH3Cl学生练习：写出苯丙氨酸与酸碱反应的化学方程式课内延伸：在所学过的物质中有哪些物质既能跟酸反应又能跟碱反应？答：Al、Al2O3、Al（OH）3、（NH4）2CO3、NH4HCO3、NaHCO3、（NH4）2S、NaHS、NaH2PO4、Na2HPO4等。（弱酸酸式盐）4、氨基酸脱水形成肽键：氨基酸除了以上的性质外，还有一个重要的性质-氨基羧基脱水形成肽键，联系在以前学习的羟基与羧基脱水形成酯键的反应，预测氨基酸脱水存在那些情况。分子间脱水形成肽键 O H O H H2NCHCOH+HNCHCOOHH2NCHCNCHCOOH+H2O R R R 肽键 R O H O nH2NCHCOH NCHC n + n H2OR R定义：两个氨基酸彼此之间脱一分子水得到的产物叫二肽。许多氨基酸分子彼此脱水生成的化合物叫多肽。 （形成肽键数目=失去水分子数目=氨基酸数目-肽链数目）学生练习:氨基酸分子间脱水形成二肽及多肽分子内及分子间脱水成环：氨基酸分子间脱水缩合成多肽及蛋白质：衔接过度 蛋白质是构成细胞的重要物质之一，它在组成细胞的化合物中的含量仅次于水，占细胞干重的50以上。食品包装上常常附有食品成分说明，如果你留心观察的话，你会发现蛋白质是许多食品的重要成分，有时你还会看到添加某些氨基酸的食品。你能过说出多少种富含蛋白质的食品呢？二、蛋白质的结构与性质设计问题： 蛋白质的组成元素有那些？ 你能过说出多少种富含蛋白质的食品呢？ 蛋白质存在于动植物体的那些部位？（学生根据已有知识及生活经验回答）1、 存在：我们平时所吃的食物中，一般都含有蛋白质，瘦肉、蛋、奶和大豆制品中的蛋白质含量尤其丰富。蛋白质必需经过消化成为各种氨基酸，才能被人体吸收和利用。蛋白质是组成细胞的基础物质，广泛存在于动物的肌肉、皮肤、血液、毛、发、蹄、角。2、 组成元素：蛋白质是一类非常复杂的化合物，其分子中含有C、O、H、N、S等元素、还含有P、S，有些含Fe、Cu、I、Mn、Zn等。3、结构：一级结构：蛋白质分子中各种氨基酸的链接方式和排列顺序。二级结构：多肽链卷曲盘旋和折叠的空间构型三级结构：整个多肽链的三维构象，它是在二级结构的基础上，多肽链进一步折叠卷曲形成的三维结构，具有三级结构的多肽链称为“亚基”四级结构：蛋白质分子中亚基的立体排布，亚基间的相互作用于布局4、蛋白质的化学性质从以上的信息可以看出，C、H、O、N构成了氨基酸，氨基酸脱水缩合形成肽链，然后通过肽链间的盘曲折叠从而形成蛋白质构成 脱水缩合 盘曲折叠C、H、O、N 氨基酸 肽链（一条或多条） 蛋白质从结构上说，在多肽链的两端必然存在氨基于羧基。而且，侧链中也有酸性或碱性基团。因此，蛋白质与氨基酸一样也是两性分子，既能与酸反应，又能与碱反应。学生讨论后回答，然后动手做好验证性实验。学生通过先阅读教材在动手实验的方法加深对蛋白质性质的掌握。溶解性（物理性质）：鸡蛋白等蛋白质能溶于水，丝、毛等蛋白质难溶于水。（注：可形成胶体）蛋白质的盐析（蛋白质凝聚而从溶液中析出，加水后又可溶解）课内知识渗透：联系在以前的学习中，那些地方用到盐析（实验室制乙酸乙酯和实验室制肥皂）并总结蛋白质凝结的原因-降低蛋白质溶解度蛋白质变性：（蛋白质变性后凝结，加水后不溶解）条件：物理因素：加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波；化学因素：强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮。蛋白质的颜色反应灼烧：蛋白质被灼烧时，产生具有烧焦羽毛的气味，这可用于鉴别蛋白质和其它有机合成材料。水解反应：肽键中的C-N键发生断裂，碳原子上连羟基，氮原子上连H原子，分别形成羧基和氨基。（天然蛋白质的水解产物都是-氨基酸；条件：酸、碱、酶）两性：由于蛋白质分子中存在氨基和羧基这两种官能团，所以蛋白质既能与酸反应又能与碱反应。5、蛋白质的用途：（学生阅读教材内容，总结出蛋白质的用途）有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质（结构蛋白）； 有些蛋白质有催化作用（酶）；有些蛋白质有调节作用（激素蛋白）；有些蛋白质有运输作用（载体蛋白）； 有些蛋白质有免疫作用（抗体）。（1）、蛋白质是不可缺少的营养物质；（2）、蛋白质是重要的纺织原料。（3）、牛奶中的蛋白质（酪食品，跟甲醛合成酪素塑料）（4）、动物骨骼中的蛋白质（粘胶剂，照相胶卷，感光纸，药材）【学与问】松花蛋腌制的原理：(碱性条件下，使蛋白质变性凝固)皮蛋的制作方法之一是用轻碱的化学物混合石灰泥和米糠包裹在鸭蛋外面，米糠作用是分隔每只皮蛋。于腌制过程中强碱的作用，使蛋白质及脂质分解。储存一段时间后，鸭蛋内部产生变化，蛋清凝结为胶冻状、变成半透明黑色，上面有许多淡黄色花纹，极似松树针状叶，故又名松花蛋。松花蛋上的松花是怎么来的？其实是经过一场化学反应产生的：蛋白的主要化学成分是一种蛋白质，禽蛋放置的时间一长，蛋白中的部分蛋白质会分解成氨基酸，氨基酸的化学结构有一个碱性的氨基-NH2和一个酸性的羧基-COOH，因此它既能跟酸性物质作用又能跟碱性物质作用，所以人们在制造松花蛋设计，特意在泥巴里加入了一些碱性的物质，如石灰、碳酸钾、碳酸钠等。它们会穿过蛋壳上的细孔，与氨基酸化合，生成氨基酸盐。这些氨基酸盐不溶于蛋白，于是就以一定几何形状结晶出来，就形成了漂亮的松花。为什么皮蛋的蛋黄呈青黑色呢？其实这也是经过一场化学反应造成的：皮蛋的主要化学成分是另一种蛋白质，它含有硫。日子久了，蛋黄也会分解变成氨基酸，并且放出我们平时所说的臭鸡蛋气味的气体硫化氢。蛋黄本身含有许多矿物质，如铁、铜、锌、锰等，硫化氢能与这些矿物质反应生成硫化物。所以蛋黄呈青黑色就是产生了这些硫化物。这些硫化物大都极难溶于水，所以它们并不被人体吸收。另外，因为松花蛋的蛋黄中有很多蛋白质分解变成了氨基酸，所以松花蛋的蛋黄吃起来比普通鸡蛋的蛋黄鲜得多.松花蛋虽然营养丰富，味道鲜美，但是其碱性过大，故不宜多吃。建议：在食用松花蛋时，加点陈醋，醋能杀菌，又能中和松花蛋的一部分碱性，吃起来也更有味。三、酶1.概念：是一类有细胞产生的，对生物体内的化学反应具有催化作用的有机物，其中大多数是蛋白质。2.催化特点条件温和、不需加热具有高度的专一性具有高效催化作用四、核酸1.组成：一类含磷的生物高分子化合物，相对分子质量十几万至几百万2.作用：核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决定性的作用3.性质：具有酸性4.分类：脱氧核糖核苷酸(DNA):生物遗传信息的载体，还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞核糖核苷酸（RNA）：根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成知识结构与板书设计第三节 蛋白质和核酸一、氨基酸的结构与性质1、常见氨基酸2、氨基酸的物理性质3、氨基酸的化学性质（两性）4、成肽反应二、蛋白质的结构与性质1、存在2、组成3、结构4、蛋白质的化学性质（变性/颜色反应等）5、用途三、酶四、核酸教学反思：学科网（北京）股份有限公司