資源簡介

6.2蛋白質
一、教學目標
1．能列舉簡單氨基酸的組成、結構、主要的化學性質和典型的檢驗方法。
2．能辨識蛋白質中的肽鍵，能判斷氨基酸的縮合產物和多肽的水解產物，能通過實驗探究蛋白質的主要性質和檢驗方法。
3．能初步認識核酸的結構特點和生物功能。
二、教學重難點
重點：1.氨基酸的組成、結構、主要的化學性質；2.蛋白質的性質及核酸的性質。
難點：氨基酸的組成、結構、主要的化學性質。
三、教學方法
實驗探究法、總結歸納法、分組討論法等
四、教學過程
【導入】展示身體各部位的蛋白質組成
一、氨基酸的組成、結構與性質
【講解】蛋白質廣泛存在于生命體內，是組成細胞的基礎物質。動物的肌肉、毛皮、血液等中都含有蛋白質；
大多數酶都是蛋白質。
蛋白質是由多種不同的氨基酸構成的。
氨基酸可看作是羧酸分子中烴基上的一個或幾個氫原子被氨基取代后生成的化合物。
迄今為止，人類在自然界已發現了數百種氨基酸，但是從生物體內的蛋白質水解得到的氨基酸，最常見的有20種，被稱為蛋白質氨基酸。這20種常見氨基酸中，除甘氨酸外，其余都是手性分子，且都是L型。
結構
α 氨基酸的結構簡式可表示為，α C為手性碳原子。其官能團為—COOH和—NH2。
物理性質
固態氨基酸主要以內鹽形式存在，熔點較高，不易揮發，難溶于有機溶劑，常見的氨基酸均為無色結晶。
【展示】常見的氨基酸
【講解】帶“*”的是人體內不能合成的8種α-氨基酸，它們又稱為必需氨基酸
氨基酸分子中既含有氨基(顯堿性)，又含有羧基(顯酸性)，因此，氨基酸是兩性化合物，能與酸、堿反應生成鹽。
氨基酸分子中的氨基和羧基發生相互作用，使氨基酸成為帶有正電荷和負電荷的兩性離子（稱為內鹽）。
【展示】成肽反應視頻
【展示】顯色反應
凡含有—NH2的α 氨基酸遇茚三酮均顯紫色反應。該反應非常靈敏，是鑒定氨基酸最簡便的方法。人的手汗中含有多種氨基酸，遇茚三酮可起顯色反應，在法醫學上曾通過該反應檢驗指紋。
二、蛋白質的結構與性質
【講解】蛋白質是由氨基酸通過肽鍵等相互連接而形成的一類具有特定結構和一定生物學功能的生物大分子。
蛋白質和多肽都是由氨基酸構成的有機化合物，它們之間沒有嚴格的界限。
（1）兩性
在多肽鏈的兩端存在著自由的氨基和羧基，因此蛋白質既能與酸反應，又能與堿反應。
(2)水解
水解過程：
蛋白質多肽氨基酸。
【展示】播放蛋白質的性質視頻
【生】實驗現象
實驗內容 實驗操作 實驗現象
蛋白質 的性質 加飽和(NH4)2SO4溶液，再加蒸餾水 有白色沉淀析出，加入蒸餾水又溶解
加飽和Na2SO4溶液，再加蒸餾水 有白色沉淀析出，加入蒸餾水又溶解
加熱，再加蒸餾水 有白色沉淀析出，加入蒸餾水，沉淀不溶解
加飽和硫酸鉛溶液，再加蒸餾水 有白色沉淀析出，加入蒸餾水，沉淀不溶解
加甲醇溶液，再加蒸餾水 有白色沉淀析出，加入蒸餾水，沉淀不溶解
濃硝酸并加熱，再加蒸餾水 加熱后有黃色沉淀，加入蒸餾水，沉淀不溶解
【講解】空間結構
(1)分類：按照蛋白質中多肽鏈本身及其之間的空間結構，將蛋白質的結構層次分為四級。
①一級結構：氨基酸殘基在蛋白質肽鏈中的排列順序，其決定了蛋白質的生物活性。
②二級結構：蛋白質分子中肽鏈并非直鏈狀，而是按一定的規律卷曲或折疊形成特定的空間結構。
蛋白質的二級結構主要依靠肽鏈中氨基酸殘基亞氨基（—NH—）上的氫原子與羰基上的氧原子之間形成的氫鍵而實現。
無論是α-螺旋結構還是β-折疊結構，空間形狀都有一定的規律。
③三級結構：在二級結構的基礎上，肽鏈按照一定的空間結構進一步形成更復雜的三級結構。
④四級結構：具有三級結構的多肽鏈按一定的空間排列方式結合在一起形成的聚集體結構。
酶的催化特點
絕大多數的酶是蛋白質，具有催化作用，其催化反應具有條件溫和、效率高、高度專一等特點。
【展示】酶的催化作用
酶的催化機理經歷下列四個步驟：反應物與酶結合形成配合物，反應物變成激活狀態，產物在酶表面形成，產物從酶的表面釋放。
酶分子中真正起催化作用的是酶的活性部位
三、核酸的結構及生物功能
【講解】核酸的組成
(1)分類：核酸分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，絕大多數生物體的遺傳物質是DNA。
DNA和RNA通過核酸序列編碼遺傳信息，從而指導蛋白質的合成，并進一步確定生命的形式。
在生物體內，核酸主要以與蛋白質結合成核蛋白的形式存在于細胞中。
核蛋白水解后能得到核酸，核酸是核蛋白的非蛋白部分。核酸可以進一步水解，得到核苷酸，核苷酸則由堿基、戊糖及磷酸組成。
兩種核酸中的堿基(具有堿性的雜環有機化合物)
①RNA中的堿基主要有腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四種。
②DNA中的堿基主要有腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四種。
核酸的合成與水解
核酸：在核酸的結構中，堿基與戊糖通過脫水縮合形成核苷，核苷分子中戊糖上的羥基與磷酸脫水，通過磷酯鍵結合形成核苷酸，不同的核苷酸按一定的順序通過磷酯鍵連接成一條很長的鏈。
核酸的一級結構是指組成核酸的核苷酸排列順序，核酸的二級結構和三級結構是指核酸的空間結構。
DNA的雙螺旋結構就是核酸的二級結構。
在DNA的雙螺旋結構中，不同的堿基通過氫鍵兩兩配對。堿基配對存在著嚴格的關系，即一條鏈上的堿基A與另一條鏈上的堿基T通過兩個氫鍵配對；同樣，G和C之間通過三個氫鍵配對，這一規律稱為堿基互補配對原則。
DNA的雙螺旋結構特點
①DNA分子由兩條多聚核苷酸鏈組成，兩條鏈平行盤繞，形成雙螺旋結構。
②每條鏈中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，堿基排列在內側。
③兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用，腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對，鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對，結合成堿基對，遵循堿基互補配對原則。
RNA也是以核苷酸為基本構成單位，其中的戊糖和堿基與DNA中的不同，核糖替代了脫氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈單鏈狀結構，比DNA分子小得多。
RNA主要存在于細胞質中，它們以DNA為模板而形成，將DNA的遺傳信息翻譯并表達成具有特定功能的蛋白質。
【展示】從DNA到蛋白質完整過程
【生】問】【生】【問】【生】問】【生】【問】【生】問】【生】【問】【生】問】【生】【問】【生】【展示】【講解】問】【生】【問】【生】
【問】【生】【問】【生】【強化鞏固】
【課堂練習】
1、青霉素是醫學上一種常用的抗生素，在體內經酸性水解后，得到青霉氨基酸，其結構簡式如圖所示(分子中的—SH與—OH具有類似的性質)。
下列關于青霉氨基酸的推斷合理的是(　　)
A．青霉氨基酸分子中所有碳原子均在同一條直線上
B．青霉氨基酸只有酸性，沒有堿性
C．青霉氨基酸分子間能形成多肽
D．1 mol青霉氨基酸與足量的金屬鈉反應生成0.5 mol H2
答案：C
2、核酸檢測為確認病毒感染提供了關鍵的支持性證據。某核糖核酸(RNA)的結構片段示意圖如下，它在酶的催化作用下能完全水解生成戊糖、堿基和某酸。下列說法不正確的是(　　)
A．核酸也可能通過人工合成的方法得到
B．酶是有機化合物，催化活性與溫度有關
C．該核酸水解生成的堿基中含有氮元素
D．該核酸完全水解生成的酸是H3PO3
答案：D
【課堂小結】師生共同完成。
蛋白質
氨基酸和蛋白質的結構與性質
二、核酸
DNA RNA的結構 核酸的生物功能

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