《氨基酸-蛋白质-核酸》教案3.doc

《氨基酸 蛋白质 核酸》教案
课标要求
知道蛋白质的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用。
课标解读
1．明确蛋白质的官能团(肽键)、氨键、羧基的性质。
2．掌握蛋白质的特征反应，如变性、颜色反应，烧焦的气味。
3．了解蛋白质在生命活动中的重要应用。
重点难点
1．氨基酸的官能团名称和结构。(重点)
2．氨基酸官能团的化学性质。(难点)
3．蛋白质的化学性质及应用。(重点)
教学地位
蛋白质是人体需要的基本营养物质，在日常生活中具有重要的应用。蛋白质的水解产物氨基酸的两性常作为高考的命题热点，尤其是成肽反应与生物学科联系密切。
新课导入
在医院里用高温蒸煮、紫外线照射、喷洒消毒液，在伤口处涂抹酒精溶液等方法来杀菌、消毒。你知道其中所依据的原理是什么？

教学过程
一、氨基酸的结构与性质
1．组成和结构
氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的H被氨基取代后的产物，因此氨基酸分子中含有氨基和羧基两种官能团。组成蛋白质的氨基酸几乎都是α­氨基酸，其通式可写为CHNH2RCOOH]。
2．性质
(1)物理性质
溶剂
水
强酸或强碱
乙醇、乙醚
溶解性
大多数能溶
能溶
难溶
(2)化学性质

3．常见的氨基酸
俗名
结构简式
系统命名
甘氨酸
H2N—CH2COOH
氨基乙酸
丙氨酸
CHNH2CH3COOH]
α­氨基丙酸
谷氨酸
(CH2)2CHNH2HOOCCOOH
2­氨基­1，5­戊二酸
苯丙
氨酸
CH2CH—COOHNH2
α­氨基苯丙酸
【思考题1】二肽是由几个氨基酸分子形成的？多肽分子和其所含的肽键数目有什么关系？
【提示】二肽是由2个氨基酸分子形成的。n个氨基酸分子脱去(n－1)个水分子，形成n肽，其中含有(n－1)个肽键。
二、蛋白质的结构与性质
1．组成和结构
(1)组成
蛋白质是由C、H、O、N、S等元素组成的结构复杂的化合物。
(2)结构
一级结构二级结构三级结构(三维)四级结构
2．性质
(1)两性
在多肽链的两端存在着羧基和氨基，因此蛋白质既能与碱反应又能与酸反应。
(2)水解
水解过程
蛋白质多肽氨基酸
断键方式
肽键中的C—N键断裂
(3)盐析
①概念：向蛋白质溶液中加入盐溶液[如Na2SO4、(NH4)2SO4、MgSO4等]达到一定浓度时，可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象。
②结果：盐析只改变了蛋白质的溶解度而没有改变它们的生理活性，是一个可逆的过程。
③应用：常用于分离提纯蛋白质。
(4)变性
①概念：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象。
②影响因素
物理因素
加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、X射线等
化学因素
强酸、强碱重金属盐、乙醇、丙酮、甲醛、苯酚、三氯乙酸等
③结果：变性会引起蛋白质结构上的改变，是不可逆过程。
(5)颜色反应
分子中含有苯环的蛋白质跟浓硝酸作用时呈黄色。一般天然蛋白质都含有苯环，常用此性质来鉴别蛋白质。
(6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味，也可以用此性质鉴别蛋白质。
【思考题2】如何鉴别棉麻织品与丝织品的布料？
【提示】棉麻织品的成分是纤维素，丝织品成分是蛋白质。分别取样品灼烧，有烧焦羽毛气味产生的布料为丝织品。
三、酶与核酸
1．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有机物，其中绝大多数是蛋白质。
2．酶的催化作用具有以下特点：(1)条件温和，不需加热。(2)具有高度的专一性。(3)具有高效催化作用。
3．核酸是一类含磷的生物高分子化合物。根据其组成，核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
四、氨基酸的化学性质
【问题导思】
①氨基酸为什么具有两性？
【提示】氨基酸分子中含—COOH和—NH2两种官能团。
②氨基酸的成肽反应有什么断键规律？
【提示】羧基脱去羟基，氨基脱去氢原子。
③甘氨酸和丙氨酸的混合物反应形成的二肽有几种结构？写出相应二肽的结构简式。
【提示】4种。H2NCH2C—NCH2COOHOH、CH3CHC—NCHCOOHNH2OHCH3、H2NCH2C—N—CHCOOHOHCH3、CH3CHC—NCH2COOHNH2OH
1．氨基酸的两性
氨基酸分子中的氨基能结合H＋，能与酸反应；而羧基能电离出H＋，能与碱反应。
2．缩合反应
(1)两分子间缩合
CH2COOHNH2＋CH2COOHNH2─→CH2NH2CONHCH2COOH＋H2O
(2)分子间或分子内缩合成环
2RCHCOOHNH2CHRNHCONHCHRCO＋2H2O
CH2CH2CH2NH2COOHCH2CH2CH2NHCO＋H2O
(3)缩聚成多肽或蛋白质
nCH2COOHNH2H(NHCH2CO)nOH＋(n－1)H2O
【注意】既能与酸又能与碱反应的物质：Al、Al2O3、Al(OH)3、氨基酸、弱酸弱碱盐[如(NH4)2CO3]、弱酸的酸式盐(如NaHCO3)。
【例1】(2013·长沙高二质检)右图是只含有C、H、O、N的某有机物简易球棍模型。下列关于该有机物的说法错误的是(　　)
A．该有机物的分子式为C3H7O2N
B．该有机物的名称为α­氨基丙酸
C．该有机物能发生加成反应
D．该有机物分子之间能发生聚合反应
【解析】根据有机物的元素组成和球棍模型可知其分子的结构简式为：。该有机物的名称为α­氨基丙酸，分子式为C3H7O2N，分子之间发生缩聚反应形成多肽；羧基中的C=O很难发生加成反应。
【答案】C
【变式】在四种化合物：①NaHCO3、②Al(OH)3、③(NH4)2S、④HN2—CH2COOH中，跟盐酸和氢氧化钠溶液都能反应的是(　　)
A．仅②④ B．仅①②
C．仅①②③ D．①②③④
【解析】既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的物质有：多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3)、弱酸弱碱盐[如(NH4)2S]、两性化合物[如Al(OH)3]、氨基酸、Al等。
【答案】D
五、渗析、盐析、变性的比较
【问题导思】
①医用酒精、84消毒液、紫外线杀菌消毒的原理是什么？
【提示】使病毒细菌(蛋白质)变性。
②能否用BaCO3作为钡餐试剂？解释原因。
【提示】不能。BaCO3＋2HCl=BaCl2＋CO2↑＋H2O，BaCl2为重金属盐，易使蛋白质变性。
③解救误服重金属盐中毒的病人时，应服用什么物质进行解毒？
【提示】生鸡蛋、牛奶、豆浆等富含蛋白质的物质。

渗析
盐析
变性
内涵
利用半透膜分离胶体粒子与小分子和离子
加入无机轻金属盐使胶体中的物质析出
一定条件下，使蛋白质凝聚失去原有生理活性
条件
胶体、半透膜、水
浓的盐溶液如(NH4)2SO4、，Na2SO4、NaCl溶液等
加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、乙醇、丙酮等
变化实质
物理变化
物理变化
化学变化
特点
可逆，需多次换水
可逆，蛋白质仍保持原有活性
不可逆，蛋白质已失去原有活性
用途
除杂，如：除去淀粉溶胶中的NaNO3杂质
分离提纯蛋白质
消毒、灭菌，如：给果树使用波尔多液，保存动物标本等
【例2】(2013·淄博高二调研)下列叙述正确的是(　　)
A． 蛋白质溶液中加入大量食盐细粒，搅拌，蛋白质沉淀，此沉淀不溶于水
B．高温或日常用的消毒剂可使禽流感病毒蛋白质变性
C．棉花、羊毛、木材和草类的主要成分都是纤维素
D．误食重金属盐引起人体中毒，可喝大量的食盐水解毒
【解析】盐析后的蛋白质仍能溶于水，A项错误；羊毛的成分是蛋白质，C项错误；误服重金属盐后，可以喝含大量蛋白质的牛奶解毒，D项错误。
【答案】B
【变式】(2013·陕西蓝田高二期末)下列有机物在适当的浓度时，不能用于杀菌、消毒的是(　　)
A．苯酚溶液 B．乙醇溶液
C．乙酸溶液 D．乙酸乙酯溶液
【解析】苯酚、乙醇、乙酸均能使蛋白质变性，故能用于杀菌、消毒。
【答案】D
课堂小结
1．蛋白质的6种性质
(1)水解　(2)两性　(3)盐析　(4)变性　(5)颜色反应　(6)灼烧有烧焦羽毛的气味
2．3个重要的反应
H2NCH2COOH＋HCl─→HOOCCH2NHCl－
H2NCH2COOH＋NaOH─→CH2—C—O－Na＋NH2O＋H2O
2H2NCH2COOHH2NCH2C—N—CH2COOHOH＋H2O
课堂练习
1．某期刊封面上有一个分子的球棍模型图，如图所示。图中“棍”代表单键或双键或三键。不同颜色的球代表不同元素的原子，该模型图可代表一种(　　)

A．氨基酸 B．醇钠
C．卤代羧酸 D．酯
2．(2013·西安高陵质检)下列物质能够自身聚合成高分子化合物的是(　　)
A．CH3CH2OH B．
C． D．CH3COOH
3．(2013·长沙高二质检)用酒精灭菌消毒，可使细菌和病毒蛋白质的生理活性发生变化。这种变化属于(　　)
A．水解 B．变性
C．盐析 D．颜色反应
4．为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是“人造丝”可选用的方法是(　　)
A．滴加浓盐酸 B．滴加浓硫酸
C．滴加酒精 D．灼烧
5．在澄清的蛋白质溶液中加入以下几种物质：
(1)加入大量饱和食盐水，现象为________________，此过程叫做________。
(2)加入甲醛溶液，现象为________________，此过程称为蛋白质的________。
(3)加入浓硝酸并微热，现象为________________，这是由于浓硝酸与蛋白质发生了________反应的缘故。
(4)加热煮沸，现象为________________，此过程称为蛋白质的____
【参考答案】
1．A
【解析】先确定出各种颜色的球代表何种原子，然后再确定出物质的类别。解题的突破口是球棍模型中的绿球代表碳原子，达到了饱和状态，则白球代表氢原子，进而推出蓝球代表氮原子，红球代表氧原子。该球棍模型所表示的结构式为：，为氨基乙酸。
2．C
【解析】有机物分子中同时含有—COOH和—OH或—COOH和—NH2，则能够自身发生缩聚反应。
3．B
【解析】杀菌消毒的原理是使蛋白质变性。
4．D
【解析】含有苯基的蛋白质的颜色反应是滴加浓硝酸，不是浓盐酸或浓硫酸；蛋白质灼烧有烧焦羽毛气味，而纤维素无。
5．(1)产生白色沉淀　盐析
(2)产生白色沉淀　变性
(3)产生沉淀并变为黄色　颜色
(4)产生白色沉淀　变性
【解析】饱和NaCl溶液能使蛋白质凝结成固体析出，称为盐析；甲醛能使蛋白质变性，以固体形式析出；蛋白质遇浓硝酸变黄，发生颜色反应；蛋白质加热会变性而凝聚。