蛋 白 質(zhì)
蛋 白 質(zhì)
教學(xué)目的
1.掌握蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),了解蛋白質(zhì)的用途,并初步了解酶的特性及其用途。
2.培養(yǎng)學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,進(jìn)行分析、推理,得出結(jié)論的思維能力。
3.讓學(xué)生初步了解蛋白質(zhì)是生命最基本的物質(zhì)基礎(chǔ),樹立辯證唯物主義思想。
教學(xué)過程
一、蛋白質(zhì)
師;蛋白質(zhì)廣泛存在于生物體內(nèi),是組成細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì)。請列舉生物體內(nèi)哪些器官含蛋白質(zhì)較多?
生:動物的肌肉、皮膚、血液、乳汁、毛發(fā)、蹄、角等含蛋白質(zhì)較多。
生:植物的各種器官,尤其是種子含蛋白質(zhì)最多(例如麥粒中含18%)。
師:由此可見,生命是蛋白質(zhì)存在的一種方式。這種跟生命現(xiàn)象密切相關(guān)的蛋白質(zhì),它的組成是怎樣的呢?讓我們先通過實(shí)驗(yàn)分析。
【實(shí)驗(yàn)】 1.分別抽取兩根棉布條和毛料纖維,放在火焰上灼燒、聞味。
師:由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能得出哪些結(jié)論?(經(jīng)議論后回答。)
生:根據(jù)可燃且有焦臭味,說明棉布和毛料除含有碳、氫、氧元素外,還含有其它元素。
師:蛋白質(zhì)里含有氮元素,還普遍含有硫元素。
蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量很大,是天然有機(jī)高分子化合物,它的分子量可達(dá)幾萬、幾十萬乃至上千萬。例如,核蛋白的分子量就超過兩千萬。我們在生物課上已經(jīng)知道,如此龐大的高分子化合物,也是由基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的,即氨基酸。蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是α一氨基酸。請列舉生物課中已熟悉的幾種簡單的氨基酸。
〔評注:利用學(xué)生已學(xué)過的生物學(xué)知識,不僅簡捷自然,也有利于化學(xué)學(xué)科與其它相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系,開闊學(xué)生視野!
生;甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等。
(通過投影介紹幾種重要的α-氨基酸,并對α-碳原子加以說明。)
師:請根據(jù)氨基酸分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)推論它的主要化學(xué)性質(zhì)。
生:氨基酸分子中既有氨基(一NH2),又有羧基(-COOH),因此它既能跟酸反應(yīng),又能跟堿反應(yīng),具有兩性。
師;現(xiàn)在從動植物體內(nèi)蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物中分離出來的氨基酸有幾百種。但是,構(gòu)成主要蛋白質(zhì)的氨基酸只有20多種。
【練習(xí)】請完成下列化學(xué)方程式,指出生成物是什么,并標(biāo)出肽鍵。這個反應(yīng)跟學(xué)過的哪類反應(yīng)類似?
這個反應(yīng)跟酯化反應(yīng)類似。兩個氨基酸脫去1分子水,縮合成二肽。n個氨基酸脫去n-1個水分子,縮會成多肽。
師;2O多種氨基酸跟蛋白質(zhì)的關(guān)系,好像字母跟單詞的關(guān)系,它們可以形成無數(shù)種蛋白質(zhì)。不同的蛋白質(zhì),組成的氨基酸種類和排列順序各不相同,所以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的。研究蛋白質(zhì)的合成和結(jié)構(gòu),從而進(jìn)一步探索生命的本質(zhì),是科學(xué)研究的重要課題。1965年我國科學(xué)家在世界上第一次人工合成有生命活力的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素。1971年又合成豬胰島素,在人類揭開生命奧秘的偉大歷程中作出了重要的貢獻(xiàn)。
蛋白質(zhì)是α-氨基酸縮聚的產(chǎn)物。蛋白質(zhì)分子中還存在殘留的氨基和羧基,因此跟氨基酸相似,蛋白質(zhì)也具有兩性。此外,蛋白質(zhì)還有一些重要性質(zhì),我們一起通過下面的實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識。
【實(shí)驗(yàn)】1.用聚集的小手電筒觀察雞蛋白溶液的丁達(dá)爾現(xiàn)象。
【思考】蛋白質(zhì)溶液屬于哪種分散系?為什么?
2.鹽析(邊實(shí)驗(yàn)、邊觀察。)
【思考】(1)什么叫鹽析?它的特點(diǎn)是什么?
(2)鹽析有哪些應(yīng)用?
(經(jīng)實(shí)驗(yàn)、閱讀后回答。)
生:蛋白質(zhì)在濃無機(jī)鹽溶液中因膠體凝聚而析出,叫做鹽析。
鹽析是可逆的,表示如下:
師:采用多次鹽析法,可以分離和提純蛋白質(zhì)。
3.變性
【思考】1.什么叫蛋白質(zhì)變性?這個過程的特點(diǎn)是什么?除實(shí)驗(yàn)涉及之外,還有哪些因素能引起蛋白質(zhì)變性?
2.蛋白質(zhì)變性有哪些應(yīng)用?
(1)醫(yī)療上高溫消毒殺菌的原理是什么?
(2)有人誤服重金屬鹽,如鉛鹽、銅鹽、汞鹽等,應(yīng)該怎樣急救?
(3)為什么注射針劑前要用衛(wèi)生酒精對皮膚消毒?
(4)為什么40%的甲醛溶液(俗稱福爾馬林)可用作制生物標(biāo)本的常用藥劑?
(經(jīng)思考、議論后回答。)
由蛋白質(zhì)變性引起的蛋白質(zhì)凝結(jié)是不可逆的。
師:蛋白質(zhì)變性凝結(jié)后喪失可溶性,還失去生理活性。
生:(1)醫(yī)療上高溫消毒殺菌,就是利用加熱使蛋白質(zhì)凝固,
從而使細(xì)菌死亡。
(2)誤服重金屬鹽,可以服用大量牛乳、蛋清或豆?jié){,以吸收重金屬鹽解毒,免使人體蛋白質(zhì)變性中毒。
(3)用衛(wèi)生酒精擦洗皮膚,能使皮膚表面附著的細(xì)菌(體內(nèi)的蛋白質(zhì))凝固變性而死亡,達(dá)到消毒殺菌,避免感染的目的。
(4)甲醛使蛋白質(zhì)凝固變性,使標(biāo)本透明而不渾濁,說明甲醛溶液能長期保存標(biāo)本,不影響展示效果。
4.顏色反應(yīng)
【實(shí)驗(yàn)】可從課本任選一二。
師:蛋白質(zhì)可以跟許多試劑發(fā)生顏色反應(yīng)。這種反應(yīng)能用于蛋白質(zhì)的檢驗(yàn)。
蛋白質(zhì)的應(yīng)用(指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材后自行歸納)。
(1)重要的營養(yǎng)物質(zhì)——生命的物質(zhì)基礎(chǔ)
(2)工業(yè)上的應(yīng)用
①紡織工業(yè)——蠶絲、羊毛
②皮革工業(yè)——動物毛皮經(jīng)鞣制后作原料
③感光材料工業(yè)——動物膠(白明膠)是制感光材料的片基
④塑料工業(yè)——制酪素塑料
〔評注:在教學(xué)中應(yīng)十分重視聯(lián)系實(shí)際,以便學(xué)生更好地理解和運(yùn)用化學(xué)知識。此處結(jié)合生活和生產(chǎn)知識得當(dāng),不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,同時進(jìn)行了“學(xué)以致用”的教育!
二、酶簡介
【實(shí)驗(yàn)】
【投影】酶是有生物活性(生物催化作用)的蛋白質(zhì)。它有高效專一的催化活性。
【練習(xí)】1.下式表示某蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的一部分,用箭頭和(A)、(B)、(C)、(D)標(biāo)出分子中不同的化學(xué)鍵。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)水解時,斷裂的鍵是( )。
答案:(C)
2.含有下列結(jié)構(gòu)片斷的多肽,在胃里水解時不可能產(chǎn)生的氨基酸是( )。
(C)H2N—CH2COOH (D)
答案:(D)
【布置作業(yè) 】
A、B兩種有機(jī)化合物,分子式都是C9H11O2N。
(l)A是天然蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物,經(jīng)光譜測定顯示,分子中不存在甲基(—CH3)。
(2)B是分子式為C9H12的芳香烴經(jīng)硝化后的唯一產(chǎn)物(硝基連在芳環(huán)上)。
①寫出A、B的結(jié)構(gòu)簡式。
②通過本題的分析討論,就有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)異構(gòu)方面,你能作出什么推論?試列舉l~2個實(shí)例。
(2)碳數(shù)相同而結(jié)構(gòu)相似(或含一個苯環(huán))的一元氨基酸和一元硝基化合物互為同分異構(gòu)體。除本題A、B外,實(shí)例還有乙氨酸(CH2NH2——COOH)和硝基乙烷(CH3CH2NO2)。它們的分子式都是C2H5O2N。丙氨酸(CH3CHNH2——COOH)和硝基丙烷CH3CH2CH2NO2或(CH3)2CHNO2,它們的分子式都是C3H7O2N。
教學(xué)說明
選學(xué)(課本中的小體字)部分,可根據(jù)學(xué)生的接受能力靈活處理。
專家評注
課堂教學(xué)是整個教學(xué)活動的中心環(huán)節(jié),是使學(xué)生主動地獲得知識、技能和發(fā)展能力的關(guān)鍵陣地。本節(jié)課重視發(fā)揮課堂教學(xué)的效能,教學(xué)內(nèi)容組織得比較系統(tǒng)和嚴(yán)密;重視聯(lián)系實(shí)際,并適當(dāng)進(jìn)行多種教與學(xué)的活動;重視傳授知識與培養(yǎng)能力的結(jié)合,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。
(《名師授課錄·高中化學(xué)》1997年第1版、上海教育出版社)
[1]
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