蛋 白 质
教学目的
1.掌握蛋白质的结构和性质,了解蛋白质的用途,并初步了解酶的特性及其用途。
2.培养学生通过观察实验现象,进行分析、推理,得出结论的思维能力。
3.让学生初步了解蛋白质是生命最基本的物质基础,树立辩证唯物主义思想。
教学过程
一、蛋白质
师;蛋白质广泛存在于生物体内,是组成细胞的基础物质。请列举生物体内哪些器官含蛋白质较多?
生:动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁、毛发、蹄、角等含蛋白质较多。
生:植物的各种器官,尤其是种子含蛋白质最多(例如麦粒中含18%)。
师:由此可见,生命是蛋白质存在的一种方式。这种跟生命现象密切相关的蛋白质,它的组成是怎样的呢?让我们先通过实验分析。
【实验】 1.分别抽取两根棉布条和毛料纤维,放在火焰上灼烧、闻味。
师:由上述实验现象能得出哪些结论?(经议论后回答。)
生:根据可燃且有焦臭味,说明棉布和毛料除含有碳、氢、氧元素外,还含有其它元素。
师:蛋白质里含有氮元素,还普遍含有硫元素。
蛋白质的相对分子质量很大,是天然有机高分子化合物,它的分子量可达几万、几十万乃至上千万。例如,核蛋白的分子量就超过两千万。我们在生物课上已经知道,如此庞大的高分子化合物,也是由基本结构单元构成的,即氨基酸。蛋白质水解的最终产物是α一氨基酸。请列举生物课中已熟悉的几种简单的氨基酸。
〔评注:利用学生已学过的生物学知识,不仅简捷自然,也有利于化学学科与其它相关学科的联系,开阔学生视野。〕
生;甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等。
(通过投影介绍几种重要的α-氨基酸,并对α-碳原子加以说明。)
师:请根据氨基酸分子的结构特点推论它的主要化学性质。
生:氨基酸分子中既有氨基(一NH2),又有羧基(-COOH),因此它既能跟酸反应,又能跟碱反应,具有两性。
师;现在从动植物体内蛋白质水解产物中分离出来的氨基酸有几百种。但是,构成主要蛋白质的氨基酸只有20多种。
【练习】请完成下列化学方程式,指出生成物是什么,并标出肽键。这个反应跟学过的哪类反应类似?
这个反应跟酯化反应类似。两个氨基酸脱去1分子水,缩合成二肽。n个氨基酸脱去n-1个水分子,缩会成多肽。
师;2O多种氨基酸跟蛋白质的关系,好像字母跟单词的关系,它们可以形成无数种蛋白质。不同的蛋白质,组成的氨基酸种类和排列顺序各不相同,所以蛋白质的结构是很复杂的。研究蛋白质的合成和结构,从而进一步探索生命的本质,是科学研究的重要课题。1965年我国科学家在世界上第一次人工合成有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素。1971年又合成猪胰岛素,在人类揭开生命奥秘的伟大历程中作出了重要的贡献。
蛋白质是α-氨基酸缩聚的产物。蛋白质分子中还存在残留的氨基和羧基,因此跟氨基酸相似,蛋白质也具有两性。此外,蛋白质还有一些重要性质,我们一起通过下面的实验来认识。
【实验】1.用聚集的小手电筒观察鸡蛋白溶液的丁达尔现象。
【思考】蛋白质溶液属于哪种分散系?为什么?
2.盐析(边实验、边观察。)
【思考】(1)什么叫盐析?它的特点是什么?
(2)盐析有哪些应用?
(经实验、阅读后回答。)
生:蛋白质在浓无机盐溶液中因胶体凝聚而析出,叫做盐析。
盐析是可逆的,表示如下:
师:采用多次盐析法,可以分离和提纯蛋白质。
3.变性
【思考】1.什么叫蛋白质变性?这个过程的特点是什么?除实验涉及之外,还有哪些因素能引起蛋白质变性?
2.蛋白质变性有哪些应用?
(1)医疗上高温消毒杀菌的原理是什么?
(2)有人误服重金属盐,如铅盐、铜盐、汞盐等,应该怎样急救?
(3)为什么注射针剂前要用卫生酒精对皮肤消毒?
(4)为什么40%的甲醛溶液(俗称福尔马林)可用作制生物标本的常用药剂?
(经思考、议论后回答。)
由蛋白质变性引起的蛋白质凝结是不可逆的。
师:蛋白质变性凝结后丧失可溶性,还失去生理活性。
生:(1)医疗上高温消毒杀菌,就是利用加热使蛋白质凝固,
从而使细菌死亡。
(2)误服重金属盐,可以服用大量牛乳、蛋清或豆浆,以吸收重金属盐解毒,免使人体蛋白质变性中毒。
(3)用卫生酒精擦洗皮肤,能使皮肤表面附着的细菌(体内的蛋白质)凝固变性而死亡,达到消毒杀菌,避免感染的目的。
(4)甲醛使蛋白质凝固变性,使标本透明而不浑浊,说明甲醛溶液能长期保存标本,不影响展示效果。
4.颜色反应
【实验】可从课本任选一二。
师:蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。这种反应能用于蛋白质的检验。
蛋白质的应用(指导学生阅读教材后自行归纳)。
(1)重要的营养物质——生命的物质基础
(2)工业上的应用
①纺织工业——蚕丝、羊毛
②皮革工业——动物毛皮经鞣制后作原料
③感光材料工业——动物胶(白明胶)是制感光材料的片基
④塑料工业——制酪素塑料
〔评注:在教学中应十分重视联系实际,以便学生更好地理解和运用化学知识。此处结合生活和生产知识得当,不仅提高了学生学习化学的兴趣,同时进行了“学以致用”的教育。〕
二、酶简介
【实验】
【投影】酶是有生物活性(生物催化作用)的蛋白质。它有高效专一的催化活性。
【练习】1.下式表示某蛋白质分子结构的一部分,用箭头和(A)、(B)、(C)、(D)标出分子中不同的化学键。当蛋白质水解时,断裂的键是( )。
答案:(C)
2.含有下列结构片断的多肽,在胃里水解时不可能产生的氨基酸是( )。
《蛋 白 质》