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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 一、教材分析： 本節(jié)書是在學(xué)生對(duì)有機(jī)物知識(shí)有較全面認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上要認(rèn)真了解的一部分重要知識(shí)。同時(shí)，在必修2教材中，有“基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)”一節(jié)，已經(jīng)簡(jiǎn)單介紹了蛋白質(zhì)的性質(zhì)。蛋白質(zhì)在日常生活中是常見的物質(zhì)。所以學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì)是既感到熟悉又感到神奇物質(zhì)。這一節(jié)的教學(xué)要充分利用這一點(diǎn)，讓學(xué)生在現(xiàn)有的知識(shí)基礎(chǔ)上大膽探索新的知識(shí)，做到樂學(xué)和主動(dòng)學(xué)習(xí)。 二、教學(xué)目標(biāo)： 1．知識(shí)目標(biāo) （1）了解氨基酸、蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)特征。 （2）了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（鹽析、變性、水解、顏色反應(yīng)等）。 （3）了解蛋白質(zhì)的用途。 （4）了解酶的作用和用途。 （5）了解核酸的作用。 2．能力和方法目標(biāo) 通過蛋白質(zhì)的學(xué)習(xí)，提高對(duì)“蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)”的認(rèn)識(shí)。調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。 3．情感和價(jià)值觀目標(biāo) 通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在了解蛋白質(zhì)、酶等重要物質(zhì)的重要性的基礎(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)的研究和探索的興趣。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)： 重點(diǎn)：蛋白質(zhì)的性質(zhì)。 難點(diǎn)：氨基酸的性質(zhì)和肽的形成 四、學(xué)情分析： 教材中，主要突出蛋白質(zhì)的性質(zhì)，還有是氨基酸的性質(zhì)和成肽反應(yīng)。本節(jié)先從學(xué)生已經(jīng)了解過的蛋白質(zhì)的性質(zhì)入手，必修2講蛋白質(zhì)的性質(zhì)時(shí)，簡(jiǎn)單介紹了灼燒蛋白質(zhì)的現(xiàn)象和蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)，先讓學(xué)生回憶總結(jié)，引入蛋白質(zhì)的變性，鹽析，水解。再著重介紹蛋白質(zhì)水解的產(chǎn)物——氨基酸，羧基的性質(zhì)學(xué)生已熟悉，氨基的性質(zhì)是新知識(shí)，但氨的性質(zhì)也是較熟悉的。利用學(xué)生已學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生充分思考探索氨基酸的性質(zhì)。同時(shí)還復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)。然后簡(jiǎn)介結(jié)構(gòu)完全以學(xué)生已有的知識(shí)作為引導(dǎo)進(jìn)行探索。以問題為橋梁，通過引導(dǎo)學(xué)生提出問題－分析問題－實(shí)驗(yàn)－解決問題這一模式進(jìn)行螺旋教學(xué)，以突破教學(xué)重點(diǎn)，并調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的積極性 五、教學(xué)方法：對(duì)比、分類、歸納、總結(jié)等方法 六、課前準(zhǔn)備： 1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)課本上相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，初步把握實(shí)驗(yàn)的原理和方法步驟；完成課前預(yù)習(xí)學(xué)案。 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作、實(shí)物投影儀，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。 3．教具準(zhǔn)備：一小塊雞皮，蒸發(fā)皿，濃硝酸，酒精燈，雞蛋清溶液，硫酸鈉溶液，蒸餾水等。 七、課時(shí)安排：1課時(shí) 八、教學(xué)過程 （一）檢查預(yù)習(xí)，了解學(xué)生對(duì)已有知識(shí)的掌握程度及存在的困惑。 （二）情景導(dǎo)入，展示目標(biāo) 蛋白質(zhì)和核酸的存在 [提問]說說你知道的哪些是含蛋白質(zhì)的物質(zhì)? [講述]蛋白質(zhì)廣泛存在于生物體內(nèi)，蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。 [提問]說說蛋白質(zhì)的性質(zhì) （說明：因?yàn)樵诒匦?中做了濃硝硝酸酸使雞皮變色的實(shí)驗(yàn)，一般也補(bǔ)充了灼燒蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)<如灼燒毛線等>。學(xué)生能總結(jié)出這兩點(diǎn)來，也有可能有學(xué)生預(yù)習(xí)了課本，能說出蛋白質(zhì)的其它性質(zhì)。） （三）合作探究，精講點(diǎn)撥 [板書]一、氨基酸： [板書] 1、氨基酸概念：羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物； [講述] 注意 (1) 氨基：氨氣分子(NH3)去掉一個(gè)氫原子后的部分。氨基的電子式： (2) α—氨基酸：羧酸分子里的α氫原子被氨基取代的生成物。 (3) α—氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基石。 [板書] 2、氨基酸的結(jié)構(gòu)：α—氨基酸通式R—CH—COOH， NH2 既含有氨基(—NH2)又含有羧基(—COOH)。 [板書] 3、幾種常見的氨基酸： 名 稱 俗稱 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 氨基乙酸 甘氨酸 CH2—COOH NH2 α—氨基丙酸 丙氨酸 CH3—CH—COOH NH2 α—氨基—β—苯基丙酸 苯丙氨酸 —CH2—CH—COOH NH2 α—氨基戊二酸 谷氨酸 HOOC—CH2—CH2—CH—COOH NH2 [板書] 4、氨基酸的性質(zhì)： (1)與酸反應(yīng)：R—CH—COOH+HCl → R—CH—COOH NH2 NH3Cl (2)與堿反應(yīng)：R—CH—COOH + NaOH → R—CH—COONa+H2O NH2 NH2 結(jié)論：氨基酸具有兩性。 思考：①寫出：R—CH—COOH與過量NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式。 NH3Cl 答：R—CH—COOH+2NaOH → R—CH—COONa+NaCl+2H2O NH3Cl NH2 ②在所學(xué)過的物質(zhì)中有哪些物質(zhì)既能跟酸反應(yīng)又能跟堿反應(yīng)？ 答：Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等。 [板書] (3)成肽反應(yīng)： 二肽 氨基酸 氨基酸 二肽 [板書] 肽鍵 思考：將甘氨酸和丙氨酸放在同一容器內(nèi)發(fā)生成肽反應(yīng)，有幾種二肽生成？寫出有關(guān)反應(yīng)方程式。 答案：四種 [板書] 多肽 [講述] 氨基酸 → 多肽 → 蛋白質(zhì) [板書]二、蛋白質(zhì) [板書]1、蛋白質(zhì)的性質(zhì) [板書]蛋白質(zhì)的灼燒 [講述]蛋白質(zhì)灼燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生特殊的氣味。像燒焦羽毛的氣味，根據(jù)氣味可鑒別蛋白質(zhì)產(chǎn)品。 [板書]（1）顏色反應(yīng) [板書]硝酸可以使蛋白質(zhì)變黃，稱為蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)。 [強(qiáng)調(diào)]顏色反應(yīng)是檢驗(yàn)蛋白質(zhì)的方法之一。蛋白質(zhì)變黃說明蛋白質(zhì)含有苯環(huán)，一般蛋白質(zhì)中含有苯環(huán)。 [提問]不小心把硝酸濺在皮膚上，會(huì)有什么變化？ [回答]皮膚變黃色。 （說明：必修2上的實(shí)驗(yàn)：取一小塊雞皮，置蒸發(fā)皿中，滴加3～5滴濃硝酸，在酒精燈上微熱，觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。） [提問]把雞皮改為雞蛋清溶液，再加硝酸并加熱有什么現(xiàn)象？ [分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)4-4] [提問]給雞蛋的蛋清溶液加熱會(huì)有什么現(xiàn)象？ [再提問]加熱后的物質(zhì)加水會(huì)溶解嗎？此反應(yīng)是否可逆反應(yīng)?為什么?能否恢復(fù)成為原來的蛋白質(zhì)? [分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)4-3] [板書]（2）變性 [討論]什么是蛋白質(zhì)的變性? [小結(jié)并板書]在熱、重金屬、酸、堿、某些有機(jī)物等作用下，蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象，稱為蛋白質(zhì)的變性。 [提問]：醫(yī)院用酒精、苯酚溶液殺菌，用福爾馬林浸制動(dòng)物標(biāo)本，農(nóng)業(yè)上用波爾多液殺滅病蟲害，利用了蛋白質(zhì)的什么性質(zhì)? [講述]都是使蛋白質(zhì)變性（凝固）從而使細(xì)菌死亡，起到殺菌、防腐作用。 [提問]雞蛋蛋清溶液中加入飽和硫酸銨溶液有什么現(xiàn)象？ [再提問]溶液物加水會(huì)溶解嗎？此反應(yīng)是否可逆反應(yīng)?為什么?能否恢復(fù)成為原來的蛋白質(zhì)? [分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)4-2] [板書]（3）鹽析 蛋白質(zhì)的鹽析： [講解]以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象叫鹽析。 [板書]蛋白質(zhì)溶液加入某些無(wú)機(jī)鹽的濃溶液，可使蛋白質(zhì)的溶解度降低而從溶液中析出的過程叫鹽析。 [提問]鹽析是否可逆反應(yīng)，反應(yīng)過程中蛋白質(zhì)性質(zhì)有無(wú)改變? [提問]鹽析與變性的區(qū)別? [小結(jié)] [提問]人體內(nèi)怎樣吸收蛋白質(zhì)這種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)？ [板書]（4）水解 [板書]2、組成和結(jié)構(gòu)： [板書]（1）蛋白質(zhì)是由多種氨基酸結(jié)合而成的天然高分子化合物。 [提問]蛋白質(zhì)的基本組成單位是什么?(根據(jù)《生物學(xué)》中所學(xué)知識(shí)回答) [講述]組成蛋白質(zhì)的氨基酸大約有二十多種。體內(nèi)只能合成一部分，其余則須由食物蛋白質(zhì)供給。體內(nèi)不能合成或合成速度太慢的氨基酸都必須由食物蛋白質(zhì)供給，故又稱為“必需氨基酸”。體內(nèi)能自己合成的氨基酸則不必由食物蛋白質(zhì)供給的又稱為“非必需氨基酸”。 必需氨基酸有8種，非必需氨基酸有12種。 [提問]組成蛋白質(zhì)的元素有哪些? [板書]（2）組成：由C、H、O、N、S等元素組成。 [講述]向?qū)W生介紹我國(guó)科學(xué)家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活力的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素。向?qū)W生進(jìn)行愛國(guó)主義教育。 [板書]（3）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu) 二級(jí)結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu) 四級(jí)結(jié)構(gòu) [板書]3、蛋白質(zhì)的用途 …動(dòng)物的毛和蠶絲的成分都是蛋白質(zhì)，是重要的紡織原料。動(dòng)物的皮經(jīng)藥劑鞣制后得到柔軟堅(jiān)韌的皮革。骨、皮等熬煮得到無(wú)色透明的動(dòng)物膠，叫做白明膠，是制造照相感光片和感光紙的原料。牛奶中的蛋白質(zhì)—酪素還能跟甲醛合成酪素塑料?！? [板書] 主要用途：組成細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì)、人類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、工業(yè)上有廣泛應(yīng)用、酶是特殊蛋白質(zhì)。 [板書] 三、酶 [講述] 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)。 酶催化反應(yīng)的特點(diǎn) 1．催化效率高（比一般催化劑高107~1013倍）。 2．具有高度的專一性 3．反應(yīng)條件溫和、不需要加熱——一般是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的。 [板書]四、核酸 [講述] 核酸是一類含磷的生物高分子化合物 DNA（脫氧核糖核酸）——遺傳基因，轉(zhuǎn)錄副本，將遺傳信息傳到子代。是蛋白質(zhì)合成的模板。 RNA（脫氧核糖核酸）——決定蛋白質(zhì)的生物合成（合成蛋白質(zhì)的工廠） （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。 1.蛋白質(zhì)的性質(zhì) （1）顏色反應(yīng) （2）變性 （3）鹽析 （4）水解 2.蛋白質(zhì)的灼燒 當(dāng)堂檢測(cè)見學(xué)案。 【作業(yè)】課本第106頁(yè)第4、5題。 （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案，布置預(yù)習(xí) 請(qǐng)預(yù)習(xí)下節(jié)，并完成預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案。 九、板書設(shè)計(jì)： 一、氨基酸： 1、氨基酸概念： 2、氨基酸的結(jié)構(gòu)： 3、幾種常見的氨基酸： 4、氨基酸的性質(zhì)： 二、蛋白質(zhì) 1、蛋白質(zhì)的性質(zhì) （1）顏色反應(yīng) （2）變性 （3）鹽析 2、組成和結(jié)構(gòu)： 3、蛋白質(zhì)的用途 三、酶 四、核酸 十、教學(xué)反思： 認(rèn)識(shí)到學(xué)好蛋白質(zhì)知識(shí)對(duì)身體健康和生命安全有重要的現(xiàn)實(shí)意義。讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到化學(xué)在生活中與我們密切相關(guān)，樹立學(xué)好化學(xué)造福人類的遠(yuǎn)大理想?？赐赇浵?學(xué)生知道了日常生活中如何攝取蛋白質(zhì)，還有雞蛋的各種吃法，很感性趣，學(xué)生鼓掌。在生活中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生合作意識(shí)，鍛煉學(xué)生克服困難的精神，在發(fā)揮自己特長(zhǎng)的同時(shí)，體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的快樂。但時(shí)間比較緊張，學(xué)生的練習(xí)不充分，以后應(yīng)該統(tǒng)籌安排。 10