第三节 蛋白质和核酸
一、教学内容 1、课标中的内容
《有机化学基础》主题3 糖类、氨基酸和蛋白质，第 2点：能说出氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质，查阅资料了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。 第3点：了解蛋白质的组成、结构和性质，认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
活动与探究建议②实验：酶的催化作用。 ③阅读与讨论：蛋白质结构的复杂性。 ④实验：蛋白质的性质。 2、教材中的内容
蛋白质是生命的基础，是一类非常重要的含氮生物高分子化合物，它水解的最终产物是氨基酸。这节内容从蛋白质在生物界的广泛存在引入，教材先介绍氨基酸的结构与性质，在此基础上结合插图常识性地介绍了蛋白质的四级结构，然后重点讨论了蛋白质的水解、盐析、变性、颜色反应等性质。教材最后对酶和核酸作了介绍。
本节教学应注重学生动手实验及与对生活现象的解释，通过这节知识的学习使学生真正体会到“没有蛋白质就没有生命”。氨基酸的教学，应抓住氨基酸是多官能团化合物，在教学中应用迁移、替代、延伸的方法来突破难点。蛋白质的性质是本节的重点，可考虑用边讲边学生实验的方法进行，并注意结合生活中的一些事例来加深学生对蛋白质性质的理解。酶和核酸是现代生物工程研究的一个重要内容，它的作用和意义越来越为人们所认识，越来越被人们所重视，可以结合我国在这一领域所取得的成就对学生进行生动的爱国主义教育。 二、教学对象分析
1、知识技能方面：在必修2教材中，有“基本营养物质”一节，已经简单介绍了蛋白质的性质，学生已经学习羧基的有关性质，在生物课中已学习酶和核酸的知识，本节教学可在这些学生已有知识的基础上展开。
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、设计思想
本节的教学设计总的思想是从身边事从学生已有知识引入，然后引导学生在探询相关问题的答案中学习新知识。具体来讲就是将酶与核酸的知识先通过回忆、阅读的方式讲授，然后提出课本P90相类似的问题引入对氨基酸和蛋白质的学习，蛋白质的性质的学习通过学生动手实验来进行，以学生为主体，培养学生的实验探究能力和动手操作能力。
本节内容拟用两课时完成教学：
第一课时：酶、核酸、氨基酸的结构和性质 第二课时：蛋白质的结构及性质的学生分组实验 四、教学目标 1、知识与技能：
（1）了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质；
（2）了解蛋白质的组成、结构和性质（盐析、变性、水解、颜色反应等）。
（3）认识蛋白质、酶、核酸等物质与人体健康的关系，体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。 2、过程与方法：
通过学生实验完成蛋白质性质知识的形成，强化“蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命”的认识。学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对所得信息进行加工。 3、情感态度与价值观：
通过本节内容的学习，使学生了解蛋白质、酶等重要物质的重要性，并在此基础上，加强唯物主义教育。
通过介绍我国科学家首先合成有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素等事例，唤起学生的民族自豪感，激发学生对生命科学的研究和探索的强烈兴趣。
五、教学的重点和难点
1、教学重点：氨基酸、蛋白质的性质。
2、教学难点：蛋白质的组成和结构、肽键的形成。 六、教学过程
【第一课时】
[课的引入]蛋白质是生物体内一类极为重要的功能高分子化合物，是生命活动的主要物质基础。在生物学上讲过，构成细胞的化合物有水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质和核酸，其中蛋白质占细胞干重的50﹪以上，是细胞中各结构的重要成分，那么人和动物体的哪些物质是由蛋白质构成的呢？
[学生回答] 头发、指甲、肌肉?
[提问]同学们知道世界上第一个人工合成的蛋白质是什么吗？
[引导学生阅读]请阅读课本P90“科学视野—人工合成结晶牛胰岛素”。
[讲述]向学生介绍我国科学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质——结晶牛胰岛素。向学生进行爱国主义教育。
[设问]化学反应往往需一定条件才能很好地完成，人体内的反应如何很快完成？ [学生回答]酶的作用。 [板书] 一、酶
[讲述] 酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质。 [阅读课本、结合生物课中学过的相关知识总结]酶的特点。 [板书]1．酶的性质.
[讲述]（1）具有蛋白质的性质。
（2）具有催化作用。
（3）具有高效的催化作用。 [板书]3．酶作催化剂的特点：
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[讲述]（1）催化效率高（比一般催化剂高10~10倍）；
（2）具有高度的专一性；
（3）反应条件温和、不需要加热。
[引入]1981年，我国科学工作者用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸?? [板书]二、核酸
[阅读]请阅读课本P92“核酸”
[讲述]核酸是一类含磷的生物高分子化合物
DNA（脱氧核糖核酸）——遗传基因，转录副本，将遗传信息传到子代。是蛋白质合成的模板。
RNA（脱氧核糖核酸）——决定蛋白质的生物合成（合成蛋白质的工厂）
[引入]通过对酶、核酸的了解我们对蛋白质有了一些认识，但要认识蛋白质，必须首先认识组成蛋白质的基本结构单位——氨基酸。 [板书]三、氨基酸
[板书] 1、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； [讲述] 注意：
(1) 氨基：氨气分子(NH3)去掉一个氢原子后的部分。氨基的电子式： (2) α—氨基酸（向学生介绍α、β位）：羧酸分子里的α氢原子被氨基取代的生成物。 (3) α—氨基酸是构成蛋白质的基石。
[板书] 2、氨基酸的结构：α—氨基酸通式
既含有氨基(—NH2)又含有羧基(—COOH)。
[板书] 3、几种常见的氨基酸：
[展示] 名称 俗称 结构简式
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
[板书] 4、氨基酸的性质：
(1)与酸反应：
(2)与碱反应： [指出]结论：氨基酸具有两性。
[思考]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？ [学生回答]Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等。 [板书] (3)成肽反应：
[微观模拟]播放肽键形成的flash动画。
二肽
氨基酸 氨基酸 二肽 [类比]酯化反应，加深对这两类物质相关性质的认识。
[板书] 肽键
[思考]将甘氨酸和丙氨酸放在同一容器内发生成肽反应，有几种二肽生成？写出有关反应方程式。 [答案]四种
[板书] 多肽
[微观模拟]播放多肽形成的flash动画。
[展示]
[讲述] 氨基酸 → 多肽 → 蛋白质，蛋白质的结构和性质下节课再学习。 [布置作业]（略）
[课堂练习]
1.下列物质既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的是（ ）
①NaHCO3 ②(NH4)2S ③Al(OH)3 ④NH4Cl ⑤甘氨酸 ⑥CH3—COOH A.①②③ B．①②④⑤ C．⑤⑥ D．①②③⑤ 2.下列物质中与甘氨酸互为同系物的是( )；互为同分异构体的是( )。
A.C2H5ONO2 B.C2H5NO2
3.分子式为C8H14N2O5的二肽,经水解后得到丙氨酸和另一种氨基酸A,则A的分子式为( ) A.C5H7NO3 B.C5H9N2O5 C.C5H9NO2 D.C5H9NO4
4.将甘氨酸和丙氨酸混合起反应生成各种三肽,可能的连接方式有多少种? ( ) A.2种 B.4种 C.6种 D.8种
5.0.2摩尔的某氨基酸，质量为33克，已测得分子中有一个氨基、一个羧基、一个苯基，其余部分为饱和烃基。它的一种结构简式是 ，名称是 。
6.已知?NH2连在苯环上显碱性,O=C?NH2连在苯环上显中性;分子式为C7H7NO2的有机物中,其分子结构中有一个苯环,两个侧链,试写出四种同分异构体A、B、C、D。具体要求:A既有酸性又有碱性,B只有酸性,C只有碱性,D显中性(均写任意一种)
7.已知有机物A分子中有3个碳原子,有关它的某些信息注明在下面的示意图中:
(1)A、F、G的结构简式为：___________,____________,______________. (2)生成H的化学方程式为：__________________________________.
[答案] 1．D 2．C 、B 3．D 4．D （提示）设这两种氨基酸分别为A、B,形成三肽的连接方式有:AAA、AAB、ABA、BAA、BBB、BBA、BAB、ABB,共有八种。
5．、苯丙氨酸 6．
7.（1）A：H2N-CH2-COOCH3 ，F：ClH3N-CH2-COOH ，G：H2N-CH2-COONa
（2）
【第二课时】
[复习引入]复习氨基酸的有关性质，氨基酸 → 多肽 → 蛋白质，这节课我们学习蛋白质的结构和性质。
[板书]四、蛋白质的组成和结构：
[板书]1．蛋白质是由多种氨基酸结合而成的含氮生物高分子化合物。 [提问]蛋白质的基本组成单位是什么? [学生回答]（据上节课知识）氨基酸。 [讲述] 氨基酸 → 多肽 → 蛋白质 [提问]组成蛋白质的元素有哪些?
[阅读]指导学生阅读课本P88“资料卡片”。
[板书]2．组成：由C、H、O、N、S等元素组成。 [板书]3．蛋白质的结构
[展示]一级结构 二级结构 三级结构 四级结构