高中人教版 (2019)第二节 蛋白质教学设计

第四章 生物大分子

第二节  蛋白质

第1课时 氨基酸

本节引言部分就蛋白质在生物界里的广泛存在作了简单的介绍，强化了蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命的重要结论。本节有三部分内容，第一部分介绍的是组成蛋白质的基本结构氨基酸的结构与性质，应注重强调氨基酸是多官能团化合物的特点。第二部分应借助模型、图片、多媒体等手段，帮助学生了解蛋白质的结构，通过学生分组实验，体会蛋白质的性质。要多联系生活、生产和社会，渗透相关学科的知识，让学生真正了解蛋白质重要而广泛的用途，以体现化学教育的经济价值、社会价值和人文价值。第三部分对酶进行了常识性的介绍，不必讲的过深，应考虑到学生知识水平及接受能力。通过人工合成结晶牛胰岛素的重大成果，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。

教学重点：氨基酸的结构特点与主要性质

教学难点：氨基酸的结构特点与主要性质

讲义  教具

【新课导入】

2019年12月以来，新冠肺炎疫情大流行，截止目前为止，受疫情死亡人数高达28万。病毒一般是由核心(核酸)和衣壳(蛋白或脂蛋白)。从最简单的病毒、细菌等微生物直至人类，生物体内的绝大多数生命过程都与蛋白质密切相关，可以说没有蛋白质就没有生命。氨基酸是组成蛋白质的基本结构单位，要认识蛋白质，必须首先认识氨基酸。

任务一：认识氨基酸

1.   氨基酸的定义

【讲解】

羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代得到的化合物称为氨基酸。氨基酸分子中含有氨基和羧基，属于取代羧酸。

2.   氨基酸的结构特点

【讲解】

①α-氨基酸的结构简式可表示为。其官能团为—COOH和—NH2。

②手性碳原子：除甘氨酸外，一般α­氨基酸中含手性碳原子，是手性分子，具有对映异构体。

3.   常见的氨基酸

【讲解】

4.   氨基酸的物理性质

【讲解】

天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，多在200~300℃熔化时分解。一般能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。

[学生活动1]

根据以上氨基酸结构简式中所含的官能团，推测氨基酸可能具有哪些化学性质？

【讲解】

5.   氨基酸的化学性质

(1)两性

氨基酸分子中含有酸性基团—COOH和碱性基团—NH2，因此氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐。

①与盐酸的反应：

。

②与氢氧化钠反应：

。

(2)成肽反应

①成肽反应：两个氨基酸分子(可以相同，也可以不同)在一定条件下，通过氨基与羧基间缩合脱去水，形成含有肽键的化合物，

②氨基酸分子缩聚成高分子化合物

微点拨：

①两分子氨基酸二肽―→三肽―→四肽―→…―→多肽(肽键)。

②二肽：由两个氨基酸分子缩合后形成的含有肽键的化合物。

③多肽：二肽继续与其他氨基酸分子缩合可生成长链的多肽。多肽常成链状,也叫肽链;一般把相对分子质量在10 000以上,并具有一定空间结构的多肽称为蛋白质。

④肽链通过盘曲、折叠，相互结合形成蛋白质。

[学生活动2]

1.       根据成肽反应的成键和断键规律写出甘氨酸与丙氨酸反应可能生成的4种二肽的结构，学会辨识肽键，认识成肽反应过程中断键和成键的规律。

2.       写出苯丙氨酸与甘氨酸发生成肽反应生成多肽的化学方程式

任务二：知识建构

1.    下列有关氨基酸的说法中错误的是

A. 结构简式一般可用如图表示
B. 氨基酸是两性化合物
C. 在酸溶液中主要以阳离子形式存在
D. 发生加聚反应可生成蛋白质

【答案】D

【解析】略

2. 中华传统文化中蕴含着诸多化学知识，下列说法正确的是

A. “杨花榆荚无才思”中的“榆荚”主要成分为蛋白质
B. “霾尘积聚难见人”，雾和霾是气溶胶，具有丁达尔效应
C. “日照香炉生紫烟”中的紫烟指“碘的升华”
D. “火树银花不夜天”指的是金属单质的焰色反应，属于化学变化

【答案】B

【解析】

榆荚又称榆钱，主要成分是纤维素，故A错误；
B.雾和霾属于气溶胶，具有丁达尔效应，故B正确；
C.“紫烟”是水气受到光照后产生的光学现象，故C错误；
D.“火树银花”指的是金属元素的焰色反应，焰色反应是原子中电子的跃迁，不属于化学性质，故D错误；

3. 下列说法正确的是

A. 牛油与NaOH浓溶液、乙醇混合加热充分反应后的混合液中，加入热的饱和食盐水促使固体物质析出
B. 银镜反应、硝基苯的制备和实验室制备乙烯气体均采用水浴加热
C. 固态氨基酸主要以内盐形式存在，熔点较高，易溶于有机溶剂
D. 蔗糖、麦芽糖和乳糖的分子式都为，均能发生银镜反应

【答案】A

【解析】

A.将牛油和烧碱溶液混合加热发生水解生成甘油和高级脂肪酸钠，充分反应后加入热的饱和食盐水，甘油易溶于水，高级脂肪酸钠的密度较小，在上层析出，从而实现高级脂肪酸钠和甘油的分离，故A正确；
B.银镜反应、硝基苯的制备均采用水浴加热，但实验室制备乙烯气体需要，用水浴加热无法达到，故B错误；
C.氨基酸分子内的氨基与羧基反应生成内盐，熔点较高，不易挥发，溶于水，微溶于热乙醇，难溶于有机溶剂，故C错误；
D.蔗糖、麦芽糖和乳糖的分子式都为，其中麦芽糖和乳糖为还原性糖，二者能发生银镜反应，而蔗糖不具有还原性，不能发生银镜反应，故D错误。

4. 糖类、油脂、蛋白质是人类基本营养物质，关于糖类、油脂、蛋白质的说法正确的是

A. 单糖可以发生水解反应
B. 油脂皂化是取代反应，硬化也是取代反应
C. 氨基酸、多肽、蛋白质都具有两性
D. 饱和、溶液均可用于蛋白质的盐析

【答案】C

【解析】

A.单糖不能发生水解反应，故A错误；
B.皂化反应是油脂在碱性条件下的水解反应，属于取代反应，油脂的硬化是油脂和氢气发生的加成反应，故B错误；
C.氨基酸分子中含有氨基和羧基，既能够与酸反应，又能与碱反应；多肽、蛋白质是由氨基酸形成的，也含有氨基和羧基，故C正确；
D.硫酸铜是重金属盐，蛋白质遇硫酸铜发生变性，故D错误。
故选：C。

5. 邮票被誉为国家名片，新中国化学题材邮票是我国化学史不可或缺的重要文献。下列说法正确的是

A. 邮票甲中的人物是侯德榜，创立了中国人自己的制碱工艺索尔维制碱法
B. 邮票乙中的图是用橡胶生产的机动车轮胎，塑料、橡胶和纤维被称为三大合成材料
C. 邮票丙中的图是显微镜下的结晶牛胰岛素，我国首次合成的结晶牛胰岛素属于氨基酸
D. 邮票丁是纪念抗击非典的邮票，冠状病毒可用紫外线、高温等杀死

【答案】D

【解析】

A.侯德榜创立了中国人自己的制碱工艺侯氏制碱法，故A错误；
B.塑料、合成橡胶和合成纤维被称为三大合成材料，它们不断替代金属成为现代社会使用的重要材料，故B错误；
C.我国科学家在1965年首次合成了具有生命活力的蛋白质--结晶牛胰岛素，结晶牛胰岛素属于蛋白质，C项错误；
D.病毒为蛋白质，而紫外线、苯酚溶液、高温加热均可以使蛋白质变性，故紫外线、苯酚溶液、高温可以杀菌消毒，故D正确。
 

本节课通过选择贴近生活实际的素材，激发学生的学习兴趣。掌握氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质，了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。培养宏观辨识与与微观探析科学素养。根据成肽反应的成键和断键规律，学会辨识肽键，认识成肽反应过程中断键和成键的规律。让学生进一步认识多肽的形成过程，理解从氨基酸到多肽，再到形成蛋白质一级结构的逐步反应过程，培养科学探究与证据推理”的核心素养。