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2019-2020年高中化學選修五4.3《蛋白質和核酸》word教案 一、教學內容 1、課標中的內容 《有機化學基礎》主題3 糖類、氨基酸和蛋白質，第 2點：能說出氨基酸的組成、結構特點和主要化學性質，查閱資料了解氨基酸、蛋白質與人體健康的關系。 第3點：了解蛋白質的組成、結構和性質，認識人工合成多肽、蛋白質、核酸等的意義，體會化學科學在生命科學發(fā)展中所起的重要作用。 活動與探究建議②實驗：酶的催化作用。 ③閱讀與討論：蛋白質結構的復雜性。 ④實驗：蛋白質的性質。 2、教材中的內容 蛋白質是生命的基礎，是一類非常重要的含氮生物高分子化合物，它水解的最終產物是氨基酸。這節(jié)內容從蛋白質在生物界的廣泛存在引入，教材先介紹氨基酸的結構與性質，在此基礎上結合插圖常識性地介紹了蛋白質的四級結構，然后重點討論了蛋白質的水解、鹽析、變性、顏色反應等性質。教材最后對酶和核酸作了介紹。 本節(jié)教學應注重學生動手實驗及與對生活現象的解釋，通過這節(jié)知識的學習使學生真正體會到“沒有蛋白質就沒有生命”。氨基酸的教學，應抓住氨基酸是多官能團化合物，在教學中應用遷移、替代、延伸的方法來突破難點。蛋白質的性質是本節(jié)的重點，可考慮用邊講邊學生實驗的方法進行，并注意結合生活中的一些事例來加深學生對蛋白質性質的理解。酶和核酸是現代生物工程研究的一個重要內容，它的作用和意義越來越為人們所認識，越來越被人們所重視，可以結合我國在這一領域所取得的成就對學生進行生動的愛國主義教育。 二、教學對象分析 1、知識技能方面：在必修2教材中，有“基本營養(yǎng)物質”一節(jié)，已經簡單介紹了蛋白質的性質，學生已經學習羧基的有關性質，在生物課中已學習酶和核酸的知識，本節(jié)教學可在這些學生已有知識的基礎上展開。 2、學習方法方面：學生已具備一定的實驗探究能力及應用所學知識對身邊生活問題進行解釋的能力。 三、設計思想 本節(jié)的教學設計總的思想是從身邊事從學生已有知識引入，然后引導學生在探詢相關問題的答案中學習新知識。具體來講就是將酶與核酸的知識先通過回憶、閱讀的方式講授，然后提出課本P90相類似的問題引入對氨基酸和蛋白質的學習，蛋白質的性質的學習通過學生動手實驗來進行，以學生為主體，培養(yǎng)學生的實驗探究能力和動手操作能力。 本節(jié)內容擬用兩課時完成教學： 第一課時：酶、核酸、氨基酸的結構和性質 第二課時：蛋白質的結構及性質的學生分組實驗 四、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。 五、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。 六、教學過程 【第一課時】 [課的引入]蛋白質是生物體內一類極為重要的功能高分子化合物，是生命活動的主要物質基礎。在生物學上講過，構成細胞的化合物有水、無機鹽、糖類、脂類、蛋白質和核酸，其中蛋白質占細胞干重的50﹪以上，是細胞中各結構的重要成分，那么人和動物體的哪些物質是由蛋白質構成的呢？ [學生回答] 頭發(fā)、指甲、肌肉… [提問]同學們知道世界上第一個人工合成的蛋白質是什么嗎？ [引導學生閱讀]請閱讀課本P90“科學視野—人工合成結晶牛胰島素”。 [講述]向學生介紹我國科學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——結晶牛胰島素。向學生進行愛國主義教育。 [設問]化學反應往往需一定條件才能很好地完成，人體內的反應如何很快完成？ [學生回答]酶的作用。 [板書] 一、酶 [講述] 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。 [閱讀課本、結合生物課中學過的相關知識總結]酶的特點。 [板書]1．酶的性質. [講述]（1）具有蛋白質的性質。 （2）具有催化作用。 （3）具有高效的催化作用。 [板書]3．酶作催化劑的特點： [講述]（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）反應條件溫和、不需要加熱。 [引入]1981年，我國科學工作者用人工方法合成了酵母丙氨酸轉移核糖核酸…… [板書]二、核酸 [閱讀]請閱讀課本P92“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，轉錄副本，將遺傳信息傳到子代。是蛋白質合成的模板。 RNA（脫氧核糖核酸）——決定蛋白質的生物合成（合成蛋白質的工廠） [引入]通過對酶、核酸的了解我們對蛋白質有了一些認識，但要認識蛋白質，必須首先認識組成蛋白質的基本結構單位——氨基酸。 [板書]三、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)去掉一個氫原子后的部分。氨基的電子式： (2) α—氨基酸（向學生介紹α、β位）：羧酸分子里的α氫原子被氨基取代的生成物。 (3) α—氨基酸是構成蛋白質的基石。 [板書] 2、氨基酸的結構：α—氨基酸通式 既含有氨基(—NH2)又含有羧基(—COOH)。 [板書] 3、幾種常見的氨基酸： [展示] 名稱 俗稱 結構簡式 氨基乙酸 甘氨酸 α—氨基丙酸 丙氨酸 α—氨基苯丙酸 苯丙氨酸 α—氨基戊二酸 谷氨酸 [板書] 4、氨基酸的性質： (1)與酸反應： (2)與堿反應： [指出]結論：氨基酸具有兩性。 [思考]在所學過的物質中有哪些物質既能跟酸反應又能跟堿反應？ [學生回答]Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等。 [板書] (3)成肽反應： [微觀模擬]播放肽鍵形成的flash動畫。 二肽 氨基酸 氨基酸 二肽 [類比]酯化反應，加深對這兩類物質相關性質的認識。 [板書] 肽鍵 [思考]將甘氨酸和丙氨酸放在同一容器內發(fā)生成肽反應，有幾種二肽生成？寫出有關反應方程式。 [答案]四種 [板書] 多肽 [微觀模擬]播放多肽形成的flash動畫。 [展示] [講述] 氨基酸 → 多肽 → 蛋白質，蛋白質的結構和性質下節(jié)課再學習。 [布置作業(yè)]（略） [課堂練習] 1.下列物質既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉溶液反應的是（ ） ①NaHCO3 ②(NH4)2S ③Al(OH)3　④NH4Cl?、莞拾彼?⑥CH3—COOH A.①②③ B．①②④⑤ C．⑤⑥ D．①②③⑤ 2.下列物質中與甘氨酸互為同系物的是( )；互為同分異構體的是( )。 A.C2H5ONO2 B.C2H5NO2 3.分子式為C8H14N2O5的二肽,經水解后得到丙氨酸和另一種氨基酸A,則A的分子式為( ) A.C5H7NO3 B.C5H9N2O5 C.C5H9NO2 D.C5H9NO4 4.將甘氨酸和丙氨酸混合起反應生成各種三肽,可能的連接方式有多少種? ( ) A.2種 B.4種 C.6種 D.8種 5.0.2摩爾的某氨基酸，質量為33克，已測得分子中有一個氨基、一個羧基、一個苯基，其余部分為飽和烴基。它的一種結構簡式是 ，名稱是 。 6.已知-NH2連在苯環(huán)上顯堿性,O=C-NH2連在苯環(huán)上顯中性;分子式為C7H7NO2的有機物中,其分子結構中有一個苯環(huán),兩個側鏈,試寫出四種同分異構體A、B、C、D。具體要求:A既有酸性又有堿性,B只有酸性,C只有堿性,D顯中性(均寫任意一種) 7.已知有機物A分子中有3個碳原子,有關它的某些信息注明在下面的示意圖中: (1)A、F、G的結構簡式為：___________,____________,______________. (2)生成H的化學方程式為：__________________________________. [答案] 1．D 2．C 、B 3．D 4．D （提示）設這兩種氨基酸分別為A、B,形成三肽的連接方式有:AAA、AAB、ABA、BAA、BBB、BBA、BAB、ABB,共有八種。 5．、苯丙氨酸 6． 7.（1）A：H2N-CH2-COOCH3 ，F：ClH3N-CH2-COOH ，G：H2N-CH2-COONa （2） 【第二課時】 [復習引入]復習氨基酸的有關性質，氨基酸 → 多肽 → 蛋白質，這節(jié)課我們學習蛋白質的結構和性質。 [板書]四、蛋白質的組成和結構： [板書]1．蛋白質是由多種氨基酸結合而成的含氮生物高分子化合物。 [提問]蛋白質的基本組成單位是什么? [學生回答]（據上節(jié)課知識）氨基酸。 [講述] 氨基酸 → 多肽 → 蛋白質 [提問]組成蛋白質的元素有哪些? [閱讀]指導學生閱讀課本P88“資料卡片”。 [板書]2．組成：由C、H、O、N、S等元素組成。 [板書]3．蛋白質的結構 [展示]一級結構 二級結構 三級結構 四級結構 [板書]4．蛋白質的性質 （1）蛋白質的兩性 [指出]形成蛋白質的多肽是由多個氨基酸脫水形成的，在多肽鏈的兩端必然存在著自由的氨基與羧基。而且，側鏈中也有酸性或堿性基團。因此，蛋白質與氨基酸一樣也是兩性分子，既能與酸又能與堿反應。 （2）蛋白質的水解 [指出] [類比]酯的水解，加深對這兩類物質性質的認識。 [實驗探究]蛋白質的其他性質通過分組實驗探究。 實驗內容 實驗現象 結論、解釋 蛋白質的灼燒： 分別點燃一小段棉線和純毛線，觀察現象并聞氣味。 蛋白質的鹽析： 在試管里加入1~2ml雞蛋清的水溶液，然后分別加入少量飽和（NH4）2SO4、Na2SO4溶液，觀察現象。 把少量有沉淀的液體倒入另一個盛蒸餾水的試管里，觀察現象。 蛋白質的變性： （1）在試管里加入2ml雞蛋清的水溶液，加熱，觀察現象。 將試管里的下層絮狀蛋白質取出一些放在水中，觀察現象。 （2）在試管里加入3ml雞蛋清溶液，分別加入1ml10%CuSO4溶液、1%的醋酸鉛溶液2滴，觀察現象。 將少量沉淀放入水中，觀察現象。 （3）在試管里加入2ml雞蛋清溶液和2ml甲醛溶液，觀察現象。 將少量沉淀放入水中，觀察現象。 蛋白質的顏色反應： 在試管里加入少量雞蛋清溶液，然后滴入幾滴濃硝酸，微熱，觀察現象。 食物中蛋白質的檢驗： 取5g豆腐，放入燒杯中，加入10ml水，用玻璃棒攪拌，使豆腐搗碎呈糊狀，用紗布過濾得豆腐濾渣。在試管中加入豆腐濾渣，滴入少量濃硝酸，加熱，觀察現象。 [指出]蛋白質具有鹽析、變性、顏色變化等性質，你能運用這些知識解決生活中相關的問題嗎？ [思考] 1、為什么醫(yī)院里用高溫蒸煮、照射紫外線、噴灑苯酚溶液、在傷口處涂抹酒精溶液等方法來消毒殺菌？ 2、為什么生物實驗室用甲醛溶液（福爾馬林）保存動物標本？ 3、為什么在農業(yè)上用波爾多液（由硫酸銅、生石灰和水制成）來消滅病蟲害？ 4、鹽析與變性有什么區(qū)別？ [講述]（學生回答后）與學生一道得出問題的答案。 [板書]5、蛋白質的用途 [講述]…動物的毛和蠶絲的成分都是蛋白質，是重要的紡織原料。動物的皮經藥劑鞣制后得到柔軟堅韌的皮革。骨、皮等熬煮得到無色透明的動物膠，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—酪素還能跟甲醛合成酪素塑料。… [板書] 主要用途：組成細胞的基礎物質、人類營養(yǎng)物質、工業(yè)上有廣泛應用、酶是特殊蛋白質。 [布置作業(yè)]（略） 七、紙筆評價（課內完成，時間：10分鐘） 1.下列不屬于天然高分子化合物的是（ ） A.淀粉 B.氨基酸 C.油脂 D.蛋白質 2.下列變化肯定屬于不可逆的是（ ） A.電離 B.水解 C.鹽析 D.蛋白質變性 3.可以用來分離蛋白質與食鹽溶液的方法是（ ） A.滲析 B.過濾 C.電泳 D.分液 4．使蛋白質因氧化而變性起到殺菌消毒作用的藥物是（ ） A．苯酚 B．福爾馬林 C．食鹽 D．漂白粉翰林匯 5.下列說法中,正確的是（ ） A.CH3COOC3H7水解后產物中,一定含有丙醇 B.淀粉水解的最后產物是乙醇 C.天然蛋白質水解的最后產物是多種a-氨基酸 D.蛋白質溶液中加入硫酸鉀溶液后,蛋白質從溶液析出,這種變化叫做變性 6.下列各組物質制成的無色透明液體，能通過丁達爾現象鑒別的是（ ） A.葡萄糖和蔗糖 B.蛋白質和甘氨酸 C.麥芽糖和甘油 D.淀粉和蛋白質 7. 糖類、脂肪和蛋白質是維持人體生命活動所必需的三大營養(yǎng)物質。以下敘述正確的是（ ） A. 植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色 B. 葡萄糖能發(fā)生氧化反應和水解反應 C. 淀粉水解的最終產物是葡萄糖 D. 蛋白質溶液遇硫酸銅后產生的沉淀能重新溶于水 8．下列關于蛋白質的敘述中，不正確的是（ ） A．蛋白質溶液中加入飽和（NH4）2SO4溶液，蛋白質析出，雖再加水，也不溶解； B．人工合成的具有生命活力的蛋白質——結晶牛胰島素是我國科學家在1965年首次合成的； C．重金屬鹽能使蛋白質凝結； D．濃HNO3使皮膚呈黃色是由于濃HNO3與蛋白質發(fā)生了顏色反應。翰林匯 9. 當含有上述結構片段的蛋白質在胃中水解時,不可能產生的氨基酸是（ ） A.a-氨基丙酸 B.a-氨基丁酸 C.甘氨酸 D.b-氨基丁酸 10.下列有機物水解時,鍵斷裂(用虛線表示)錯誤的是（ ） A.只有①③ B.只有①④ C.只有③ D.只有①②③ 11.把①蔗糖 ②淀粉 ③蛋白質 ④油脂在稀酸存在下分別進行水解，最后生成物只有一種的是（ ） A.①和② B.只有② C.②③和④ D.只有④ 12.下列物質水解時,最難斷裂的化學鍵是 ( ) [答案]1．BC 2．D 3．A 4．D 5．C 6．B 7．C 8．A 9．D 10．A 11．B 12．B 八、本教學設計的特點 1．本教學設計沒有完全按課本順序授課，將酶、核酸的知識放在前面講授，由學生已知知識引入新知識的學習。 2．對本節(jié)課的難點知識肽鍵的形成，利用學生掌握的酯化反應進行對比處理，利于學生對該知識的理解與掌握。 3．本節(jié)重點知識蛋白質的性質，采用學生分組實驗，由學生動手實驗利于對該知識的建構。 九、教學反思 建構主義學習理論和建構主義學習環(huán)境強調以學生為中心，不僅要求學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w、知識意義的主動建構者；而且要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉變?yōu)閷W生主動建構意義的幫助者、促進者?？梢娫诮嬛髁x學習環(huán)境下，教師和學生的地位、作用和傳統(tǒng)教學相比已發(fā)生很大變化。這就意味著教師應當在教學過程中采用全新的教學模式(徹底摒棄以教師為中心、單純強調知識傳授、把學生當作知識灌輸對象的傳統(tǒng)教學模式)、全新的教學方法和全新的教學設計思想。以"學"為中心的教學設計正是順應建構主義學習環(huán)境的上述要求而提出來的，因而很自然地，建構主義的學習理論和教學理論就成為以"學"為中心的教學設計的理論基礎，也就是建構主義學習環(huán)境下的教學設計的理論基礎。本節(jié)課的授課體現了這種思想，運用學生已知的酶、核酸的知識引入新課，利用學生已掌握的羧酸的性質、酯化反應、酯的水解知識類比理解氨基酸的性質、肽鍵的形成、蛋白質的水解，將蛋白質的性質實驗以學生分組實驗的形式進行使學生在自主探究中建構知識，這些以學生的“學”為中心的教學方式對有利于學生掌握和理解本節(jié)知識。