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2019-2020年高中生物《蛋白質(zhì)和核酸》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修5 課題 蛋白質(zhì)和核酸 總課時(shí) 2 班級(jí)（類型） 　 學(xué)習(xí) 目標(biāo) 1.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。 重、難點(diǎn) 重點(diǎn)：氨基酸、蛋白質(zhì)的性質(zhì)。 難點(diǎn)：蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)、肽鍵的形成。 學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)和內(nèi)容 學(xué)生活動(dòng) 教師反思 [課的引入]蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)一類極為重要的功能高分子化合物，是生命活動(dòng)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。在生物學(xué)上講過(guò)，構(gòu)成細(xì)胞的化合物有水、無(wú)機(jī)鹽、糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸，其中蛋白質(zhì)占細(xì)胞干重的50﹪以上，是細(xì)胞中各結(jié)構(gòu)的重要成分，那么人和動(dòng)物體的哪些物質(zhì)是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的呢？ [學(xué)生回答] 頭發(fā)、指甲、肌肉… 小組活動(dòng) [引入]氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，要認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)，必須首先認(rèn)識(shí)組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位——氨基酸。 引入新課 [板書]一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) [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（向?qū)W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(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 既含有氨基(—NH2)又含有羧基(—COOH)。 [板書] 3、幾種常見(jiàn)的氨基酸： [展示] 名稱 俗稱 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(zhì)： (1)物理性質(zhì):天然的氨基酸均為無(wú)色晶體,熔點(diǎn)較高,在200-300℃熔化時(shí)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。 (2)化學(xué)性質(zhì)： ①氨基酸的兩性 與酸反應(yīng)： 與堿反應(yīng)： [指出]結(jié)論：氨基酸具有兩性。 [思考]在所學(xué)過(guò)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)？ [學(xué)生回答]Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等。 [板書] ②成肽反應(yīng)： 二個(gè)氨基酸分子（可以相同，也可以不同），在酸或堿的存在下加熱，通過(guò)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，稱為成肽反應(yīng)。 二肽 氨基酸 氨基酸 二肽 [類比]酯化反應(yīng)，加深對(duì)這兩類物質(zhì)相關(guān)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。 [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 多種氨基酸分子按不同的排列順序以肽鍵相互結(jié)合，可以形成千百萬(wàn)種具有不同的理化性質(zhì)和生理活性的多肽鏈。相對(duì)分子質(zhì)量在10000以上的，并具有一定空間結(jié)構(gòu)的多肽，稱為蛋白質(zhì)。 觀察實(shí)驗(yàn) 填寫學(xué)案相關(guān)內(nèi)容。 【過(guò)渡】學(xué)習(xí)了氨基酸的有關(guān)性質(zhì)，而氨基酸 → 多肽 → 蛋白質(zhì)，下面我們學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 [板書]二、蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)： [板書]1．蛋白質(zhì)是由多種氨基酸結(jié)合而成的含氮生物高分子化合物。 [提問(wèn)]蛋白質(zhì)的基本組成單位是什么? [學(xué)生回答]氨基酸。 [講述] 氨基酸 → 多肽 → 蛋白質(zhì) [提問(wèn)]組成蛋白質(zhì)的元素有哪些? [閱讀]指導(dǎo)學(xué)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(zhì)的結(jié)構(gòu) [展示]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) 學(xué)生相互討論、交流 [板書]4．蛋白質(zhì)的性質(zhì) （1）蛋白質(zhì)的兩性 [指出]形成蛋白質(zhì)的多肽是由多個(gè)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(cè)鏈中也有酸性或堿性基團(tuán)。因此，蛋白質(zhì)與氨基酸一樣也是兩性分子，既能與酸又能與堿反應(yīng)。 （2）蛋白質(zhì)的水解 [指出] [類比]酯的水解，加深對(duì)這兩類物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。 [實(shí)驗(yàn)探究]蛋白質(zhì)的其他性質(zhì)通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)探究。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論、解釋 蛋白質(zhì)的灼燒： 分別點(diǎn)燃一小段棉線和純毛線，觀察現(xiàn)象并聞氣味。 蛋白質(zhì)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(xiàn)象。 把少量有沉淀的液體倒入另一個(gè)盛蒸餾水的試管里，觀察現(xiàn)象。 蛋白質(zhì)的變性： （1）在試管里加入2ml雞蛋清的水溶液，加熱，觀察現(xiàn)象。 將試管里的下層絮狀蛋白質(zhì)取出一些放在水中，觀察現(xiàn)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(xiàn)象。 將少量沉淀放入水中，觀察現(xiàn)象。 （3）在試管里加入2ml雞蛋清溶液和2ml甲醛溶液，觀察現(xiàn)象。 將少量沉淀放入水中，觀察現(xiàn)象。 蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)： 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(xiàn)象。 食物中蛋白質(zhì)的檢驗(yàn)： 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(guò)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(xiàn)象。 (3)鹽析 ①概念：向蛋白質(zhì)溶液中加入鹽溶液[如Na2SO4、(NH4)2SO4、MgSO4等]達(dá)到一定濃度時(shí)，可以使蛋白質(zhì)的溶解度降低而從溶液中析出的現(xiàn)象。 ②結(jié)果：鹽析只改變了蛋白質(zhì)的溶解度而沒(méi)有改變它們的生理活性，是一個(gè)可逆的過(guò)程。 ③應(yīng)用：常用于分離提純蛋白質(zhì)。 (4)變性 ①概念：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。 ②影響因素 物理因素 加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、X射線等 化學(xué)因素 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、乙醇、丙酮、甲醛、苯酚、三氯乙酸等 ③結(jié)果：變性會(huì)引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上的改變，是不可逆過(guò)程。 (5)顏色反應(yīng) 分子中含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)跟濃硝酸作用時(shí)呈黃色。一般天然蛋白質(zhì)都含有苯環(huán)，常用此性質(zhì)來(lái)鑒別蛋白質(zhì)。 (6)蛋白質(zhì)灼燒有燒焦羽毛的氣味，也可以用此性質(zhì)鑒別蛋白質(zhì)。 [指出]蛋白質(zhì)具有鹽析、變性、顏色變化等性質(zhì)，你能運(yùn)用這些知識(shí)解決生活中相關(guān)的問(wèn)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(lái)消毒殺菌？ 2、為什么生物實(shí)驗(yàn)室用甲醛溶液（福爾馬林）保存動(dòng)物標(biāo)本？ 3、為什么在農(nóng)業(yè)上用波爾多液（由硫酸銅、生石灰和水制成）來(lái)消滅病蟲害？ 4、鹽析與變性有什么區(qū)別？ 觀察實(shí)驗(yàn)，填寫學(xué)案相關(guān)內(nèi)容。 [設(shè)問(wèn)]化學(xué)反應(yīng)往往需一定條件才能很好地完成，人體內(nèi)的反應(yīng)如何很快完成？ [學(xué)生回答]酶的作用。 [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)。 [閱讀課本、結(jié)合生物課中學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)總結(jié)]酶的特點(diǎn)。 [板書]1．酶的性質(zhì). [講述]（1）具有蛋白質(zhì)的性質(zhì)。 （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(diǎn)： [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(yīng)條件溫和、不需要加熱。 [引入]1981年，我國(guó)科學(xué)工作者用人工方法合成了酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸…… [板書]四、核酸 [閱讀]請(qǐng)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(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） 思考、討論。 學(xué)生回答。 【課堂檢測(cè)】　 1．關(guān)于CHCH3NH2COOH的酸堿性，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．既有酸性，也有堿性 B．只有酸性 C．只有堿性 D．既沒(méi)有酸性也沒(méi)有堿性 【解析】　—NH2顯堿性，—COOH顯酸性。 【答案】　A 2．(xx長(zhǎng)沙高二質(zhì)檢)有關(guān)天然產(chǎn)物水解的敘述不正確的是(　　) A．油脂水解可得到丙三醇 B．可用碘檢驗(yàn)淀粉水解是否完全 C．蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物均為氨基酸 D．纖維素水解與淀粉水解得到的最終產(chǎn)物不同 【解析】　纖維素與淀粉水解時(shí)，最終產(chǎn)物均為葡萄糖。 【答案】　D 3．要使蛋白質(zhì)從水溶液中析出而又不改變蛋白質(zhì)的主要性質(zhì)，應(yīng)向其中加入(　　) A．飽和Na2SO4溶液　　　　　B．濃NaOH溶液 C．飽和CaSO4溶液 D．濃BaCl2溶液 【解析】　蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析的條件是加入濃的輕金屬鹽，A項(xiàng)合格，C項(xiàng)因CaSO4微溶，B、D兩項(xiàng)因使蛋白質(zhì)變性。 【答案】　A 4．酶是蛋白質(zhì)，因而具有蛋白質(zhì)的特性，酶又是生物制造出來(lái)的催化劑，因而能在許多有機(jī)反應(yīng)中發(fā)揮作用。在下圖表示溫度t與反應(yīng)速度v的關(guān)系曲線中，有酶參加的是(　　) 【解析】　酶作為生物催化劑，在適宜的溫度下其催化性能很高，但如果溫度過(guò)高就會(huì)失去生理活性，其催化性能降低甚至喪失，綜合分析只有D曲線符合。 【答案】　D 5．生活中常常碰到涉及化學(xué)知識(shí)的某些問(wèn)題，下列敘述正確的是(　　) ①人的皮膚在強(qiáng)紫外線的照射下將會(huì)失去生理活性?、谟眉兹┤芤航莺．a(chǎn)品保鮮　 ③變質(zhì)的油脂有難聞的特殊氣味，是由于油脂發(fā)生了水解反應(yīng)　 ④棉花和木材的主要成分都是纖維素，禽類羽毛和蜘蛛絲的主要成分都是蛋白質(zhì)　 ⑤蜂蟻叮咬人的皮膚時(shí)將分泌物甲酸注入人體，此時(shí)可在患處涂抹小蘇打或稀氨水 A．①④⑤ B．②③④ C．①②④⑤ D．全部 【解析】　甲醛有毒，不能用于浸泡食用品(海產(chǎn)品)；變質(zhì)的油脂有難聞的特殊氣味，是由于油脂發(fā)生了氧化反應(yīng)。 【答案】　A 6．(xx韶關(guān)高二檢測(cè))近年來(lái)高鐵酸鉀(K2FeO4)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在水處理方面，高鐵酸鉀的氧化性超過(guò)高錳酸鉀，是一種集氧化、吸附、凝聚、殺菌的新型高效的多功能水處理劑。高鐵酸鉀在水處理過(guò)程中涉及到的過(guò)程正確的有(　　) ①蛋白質(zhì)的變性 ②蛋白質(zhì)的鹽析 ③膠體聚沉 ④鹽類水解 ⑤焰色反應(yīng) ⑥氧化還原反應(yīng) A．①②③④ B．①③④⑥ C．②③④⑤ D．②③⑤⑥ 【解析】　高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，可以使蛋白質(zhì)變性，①正確；屬于電解質(zhì)，可以使膠體聚沉，③正確；高鐵酸鉀被還原后生成的三價(jià)鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體具有吸附作用，可以凈水，④⑥正確。 【答案】　B 7．用一種化學(xué)試劑鑒別NaAlO2溶液、硅酸鈉溶液、雞蛋白溶液、純堿溶液、蔗糖溶液五種無(wú)色溶液，該試劑是(　　) A．NaOH溶液 B．稀鹽酸 C．濃硝酸 D．食鹽水 【解析】　NaAlO2、Na2SiO3、Na2CO3三種無(wú)機(jī)鹽均能與硝酸反應(yīng)，并表現(xiàn)出各不相同的現(xiàn)象；蔗糖溶液遇硝酸無(wú)明顯現(xiàn)象；雞蛋白遇濃硝酸顯黃色。 【答案】　C 8．(xx北京高考)下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．麥芽糖及其水解產(chǎn)物均能發(fā)生銀鏡反應(yīng) B．用溴水即可鑒別苯酚溶液、2,4己二烯和甲苯 C．在酸性條件下，CH3CO18OC2H5的水解產(chǎn)物是CH3CO18OH和C2H5OH D．用甘氨酸(CH2COOHNH2)和丙氨酸(CH3CHCOOHNH2)縮合最多可形成4種二肽 【解析】　麥芽糖及其水解的產(chǎn)物葡萄糖中均含醛基，故都能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。用溴水能鑒別苯酚溶液，2,4己二烯和甲苯，溴水與苯酚溶液產(chǎn)生白色沉淀，溴水與2,4己二烯反應(yīng)使溴水褪色，溴水與甲苯能萃取，甲苯呈橙色。乙酸乙酯在酸性條件下水解是可逆的，且是酯基中的碳氧單鍵斷裂，故應(yīng)在乙醇中有18O原子，故C錯(cuò)。甘氨酸與丙氨酸縮合最多可形成4種二肽，甘氨酸與甘氨酸縮合可生成一種二肽，丙氨酸與丙氨酸縮合可生成一種二肽，而甘氨酸與丙氨酸縮合可生成兩種二肽。 【答案】　C 9．以下各種模型圖都由C、H、O、N中的一種或多種元素構(gòu)成。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．圖①是球棍模型，其化學(xué)式為：C3H7O2N，是一種蛋白質(zhì) B．圖②是比例模型，其化學(xué)式為：C9H13NO，該物質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng) C．圖③是球棍模型，其化學(xué)式為：C9H10O3,1 mol該物質(zhì)能消耗3 mol氫氧化鈉 D．圖③是比例模型，其化學(xué)式為：C9H13ON，能夠發(fā)生消去反應(yīng) 【解析】?、偈铅痢M氨基丙酸，不是蛋白質(zhì)，A錯(cuò)誤；②是球棍模型，B錯(cuò)誤；③是比例模型，分子中含有苯環(huán)、羥基和氨基，C錯(cuò)誤，D正確。 【答案】　D 10．苯丙氨酸(CHNH2C6H5CH2COOH)有多種同分異構(gòu)體。其中同時(shí)符合下列兩個(gè)條件：①有帶兩個(gè)取代基的苯環(huán)；②有一個(gè)硝基直接連接在苯環(huán)上的異構(gòu)體有(　　) A．3種　　　　　　　　　　B．5種 C．6種 D．10種 【解析】　試按題意寫出苯環(huán)上連兩個(gè)取代基：其一為硝基(—NO2)，其余全部歸為另一取代基，應(yīng)為—C3H7，—C3H7有正丙基和異丙基2種，再考慮到兩個(gè)取代基的位置有“鄰、間、對(duì)”3種，得異構(gòu)體6種。 【答案】　C 11．在下列物質(zhì)中：①K2SO4、②HCHO、③MgSO4、④Hg(NO3)2、⑤NH4Cl、⑥KOH，能使蛋白質(zhì)變性的是________，能使蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析的是________。 【解析】　Hg(NO3)2是重金屬鹽，KOH為強(qiáng)堿，②④⑥都會(huì)使蛋白質(zhì)變性。K2SO4、MgSO4是輕金屬鹽，NH4Cl是銨鹽，①③⑤不會(huì)使蛋白質(zhì)變性，但可以降低蛋白質(zhì)的溶解度，使蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析。 【答案】　②④⑥?、佗邰? 12．下面有6種有機(jī)物，用提供的試劑分別鑒別，將所用試劑及產(chǎn)生的現(xiàn)象的序號(hào)填在各個(gè)橫線上。 (1)________；(2)________； (3)________；(4)________； (5)________；(6)________。 有機(jī)物 試劑 現(xiàn)象 (1)甲苯 (2)苯乙烯 (3)苯酚 (4)葡萄糖 (5)淀粉 (6)蛋白質(zhì) a.溴水 b.酸性高錳酸鉀溶液 c.濃硝酸 d.碘水 e.三氯化鐵溶液 f.新制氫氧化銅 A.橙色褪去 B.紫色褪去 C.呈藍(lán)色 D.出現(xiàn)紅色 沉淀 E.呈黃色 F.呈紫色 【解析】　甲苯能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去，苯乙烯能使溴水的橙色褪去，苯酚與FeCl3溶液反應(yīng)呈紫色，葡萄糖與新制Cu(OH)2懸濁液共熱出現(xiàn)紅色沉淀，淀粉與碘水作用呈藍(lán)色，蛋白質(zhì)與濃硝酸作用呈黃色。 【答案】　(1)b、B　(2)a、A　(3)e、F　(4)f、D (5)d、C　(6)c、E 13．根據(jù)下圖所示化合物的結(jié)構(gòu)，分析回答下列問(wèn)題。 (1)該化合物中，①表示________，②表示________。 (2)該化合物由________個(gè)氨基酸失去________個(gè)水分子而形成。 (3)該化合物稱為________，含________個(gè)肽鍵，編號(hào)是________________。 【解析】　—NH2叫氨基，化合物中有n個(gè)肽鍵，就由(n＋1)個(gè)氨基酸失去n個(gè)水分子而形成，也叫(n＋1)肽。 【答案】　(1)氨基　氫原子　(2)4　3　(3)四肽　3?、邰茛? 14．營(yíng)養(yǎng)品和藥品都是保證人類健康不可缺少的物質(zhì)，其性質(zhì)和制法是化學(xué)研究的主要內(nèi)容。已知酪氨酸是一種生命活動(dòng)不可缺少的氨基酸，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是：OHCH2CHNH2COOH (1)酪氨酸能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型有________。 A．取代反應(yīng) B．加成反應(yīng) C．酯化反應(yīng) D．中和反應(yīng) (2)在酪氨酸的同分異構(gòu)體中，同時(shí)滿足以下三個(gè)條件的，除酪氨酸外還有________種。 ①屬于氨基酸且“碳骨架”與酪氨酸相同；②羥基直接連在苯環(huán)上；③氨基(—NH2)不與苯環(huán)直接相連。 (3)已知氨基酸能與堿反應(yīng)，寫出酪氨酸與足量的NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】　(1)ABCD　(2)5 (3)HOCH2CHCOOHNH2＋2NaOH―→NaOCH2CHCOONaNH2＋2H2O 　 學(xué)生練習(xí)