【教学目标】
一、知识目标
1．掌握α-氨基酸的结构。
2．了解蛋白质的结构。
3．了解蛋白质的性质。
4．了解蛋白质的用途。
二、能力目标
1．观察能力。
通过蛋白质的盐析与加热及加乙酸铅溶液和颜色反应的实验现象的观察，引导学生注意加不同的盐得到的现象有何不同，培养学生的实验观察能力。
2．归纳推理能力和分析思维能力。
通过对蛋白质化学性质的学习，让学生思考讨论蛋白质的化学性质，类比、归纳蛋白质的通性。
三、情感目标
1．介绍氨基酸、多肽、蛋白质的关系，引导学生体验微观物质世界的结构之美。
2．化学美育的教育：通过蛋白质的颜色反应及蛋白质与日常饮食的营养的关系，提高化学学习兴趣和化学美育教育。
【教学建议】
一、教材分析
本节教材是从蛋白质在生物界的广泛存在引入的。通过介绍，学生对于“蛋白质是生命的基础”将会获得一个初步的认识，从而调动起他们学习本节教材的积极性。
教材的第二部分是介绍蛋白质的组成。蛋白质是一类非常复杂的化合物，本节仅对它作了初步的介绍，指出它的相对分子质量很大，属于天然高分子化合物，它的水解最终产物是氨基酸。为与高一教材中的绪言相呼应，教材指出，1965年我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素，对蛋白质的研究做出了重要的贡献，这是对学生进行爱国主义教育的好事例。
教材的第三部分是介绍蛋白质的性质。由于蛋白质的变性在生产、生活和医疗上有许多实际应用，因此安排了课堂讨论，以期强化学生对它的认识。
教材的第四部分介绍蛋白质的用途。蛋白质的第一大用途是作为食物，它是人类必不可少的营养物质。
在这段教材中还简单介绍了蛋白质在人体内的代谢过程。蛋白质的第二大用途是作工业原料。
酶是一种蛋白质，它在人的生命过程中起着重要的作用，并且在工业生产上也有广泛的应用。教材中编写了一段关于酶的阅读教材，希望指导学有余力的学生阅读。
本节教学重点：蛋白质的性质。
本节教学难点：蛋白质的组成。
二、教法建议
1．本节的“节引言”就蛋白质在生物界里的广泛存在作了简单的介绍，这是学生在日常生活和生物学课程里所熟悉的。因此，教师在教学中只要强调蛋白质作为食物是“人类重要的营养物质”、“蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命”这些重要结论就可以了。
2．“蛋白质的组成”既是本章也是本节学习的难点，因为氨基酸的分子结构对于学生来说是陌生的。但是，只要在教学中不任意拓宽知识面，难点的突破也就不难了。氨基酸属于多官能团化合物，教学中可考虑用迁移、替代、延伸的方法让学生轻松地接受。
在这部分内容的教学中还应指出，氨基酸是组成蛋白质的基石，蛋白质与淀粉、纤维素一样属于天然有机高分子化合物。同时，我国科学家于1965年9月在世界上第一个用化学方法合成了具有生命活力的蛋白质－结晶牛胰岛素的重大成果，能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，激励他们立志攀登科学高峰，为中华民族的振兴和发达而努力学习。
3．蛋白质的性质是本节的重点，可考虑用边讲边演示的方法进行。［实验7－6］的现象说明了蛋白质的一个重要性质，教师可同时举例说明利用这个性质在工业上分离和提纯蛋白质。［实验7－7］只说明蛋白质受热变性，而使蛋白质变性的条件很多，可结合“资料”和讨论题让学生从中了解并加深印象。［实验7－8］和灼烧蛋白质都可作为检验蛋白质的方法，可让学生举出生活中的例子加以说明。另外，有条件的学校可考虑用边讲边做实验、边讨论的方法进行教学。
4．对于“蛋白质的用途”的教学，要多联系生活、生产和社会，渗透相关学科知识，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。
酶是现代生物工程研究的一个重要内容，它的作用和意义越来越为人们所认识，越来越被人们所重视。教材常识性地介绍了酶，目的是使学生对于酶作为生物催化剂的三大特点有大致的了解。
【教学设计方案】
蛋白质
教学重点：蛋白质的性质。
教学难点：蛋白质的组成。
教学方法：实验及多媒体辅助教学。
教学手段：通过实验引导学生探究结构（官能团）与性质的关系。
教学思路：采用“结构→性质”、“官能团决定化合物特性”的模式。从实验入手，来突出重点，用多媒体使学生易于理解，从而突破难点。
引入：蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。氨基酸是蛋白质的基石。它们的结构中都含有羧基和氨基两种官能团。
蛋白质水解后得到氨基酸，而氨基酸通过缩聚反应能够形成高分子化合物蛋白质。
（第四节）蛋白质
一、蛋白质的组成：
蛋白质是由不同的氨基酸经过缩聚后而形成的高分子化合物。
蛋白质是由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的。
分子中存在氨基和羧基，与氨基酸相似也是两性物质，具有肽键。
二、蛋白质的性质：
1．两性：存在羧基和羟基。
2．盐析
（1）定义：向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析。
［实验7―6］在盛有鸡蛋白溶液的试管里，缓慢加入饱和（NH4）SO4或Na2SO4溶液，观察沉淀的析出。然后把少量带有沉淀的液体加入盛有蒸馏水的试管里，观察沉淀是否溶解。
（2）盐析是一个可逆过程，经过盐析方法析出的蛋白质仍然可以溶解于水中，而不影响原来蛋白质的性质。
（3）应用：分离、提纯蛋白质。
3．变性：
（1）定义：蛋白质在受热达到一定温度，紫外线、X射线、强酸、强碱、铅、铜、汞等重金属的盐类，以及一些有机物（如甲醛、酒精、苯甲酸）作用下，均可凝结，且凝结后不能在水中重新溶解的变化，叫做蛋白质的变性。
实验6―7：在两支试管里各加入3mL鸡蛋白溶液，给一支试管加热，同时向另一支试管加入少量乙酸铅溶液，观察现象。把凝结的蛋白和生成的沉淀分别放入两支盛有清水的试管里，观察是否溶解。
（2）属于“化学变化”的有：铅、铜、汞等重金属的盐类作用的凝结。属于物理变化的有：受热、紫外线、X射线、强酸、强碱、有机物作用的凝结。
（3）蛋白质变性是不可逆过程，蛋白质变性后，丧失了原有的可溶性和生理活性。
4．显色反应：某些蛋白质（含苯环）遇到浓硝酸变性产生黄色不溶物。
5．灼烧蛋白质产生烧焦羽毛的气味。区别真丝和人造丝。
可通过4、5来检验蛋白质的存在。
三、蛋白质的用途：
1．蛋白质是人类的主要食品：蛋白质是人类必需的营养物质，成年人每日大约需要60～80 g蛋白质，才能满足生理需要，保证身体健康。
2．蛋白质在体内的代谢：人们从食物中摄取的蛋白质，在胃液中的胃蛋白酶和胰液的胰蛋白酶的作用下，经过水解生成氨基酸。氨基酸被人体吸收后，重新结合成人体所需的各种蛋白质。人体内各种组织的蛋白质也在不断地分解，最后主要生成尿素排出体外。
3．动物的毛和蚕丝是重要的纺织原料。
4．动物的皮可以加工成皮革。
5．“动物胶”是用动物的骨、皮和蹄等经过熬煮提取的蛋白质，用作胶粘剂。
（1）无色透明的动物胶叫白明胶，用来制造照相胶卷和感光纸。
（2）阿胶是用驴皮熬制的一种药材胶。
6．各种生物酶、激素、血红蛋白、细菌、病菌、抗体等均是蛋白质。
7．牛奶中的蛋白质。
（1）酪素食品。
（2）牛奶中蛋白质跟甲醛合成酪素塑料，用于制纽扣、梳子。
四、酶及其特点：
酶催化具有以下特点：
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。
【典型例题】
例1某天然蛋白质遇浓HNO3显黄色，水解产物中含有A；A由C、H、O、N元素组成；A能与盐酸或烧碱反应。一定条件下，两分子A发生缩合反应生成B和一个分子水，B的式量为312。据此推断A和B的结构简式。
选题目的：复习有关蛋白质的相关知识。
思路分析：解答本题首先要对蛋白质的性质有清楚的认识，能够从蛋白质遇HNO3变黄推断出该蛋白质分子结构中含有苯环，继而推断出A的分子结构从而使全题获得突破。
解答：
（1）由水解产物逆推A的分子量。
2A缩合B+H2O
2A31218
∴A=165
（2）由题给信息知：A分子中应含有苯环、羧基、氨基。另外天然蛋白质水解成α-氨基酸。
设A的结构简式为（CH2）nCHCOOHNH2，
则（CH2）nCHCOOHNH2∴n=1
即结构简式为：
A（CH2）nCHCOOHNH2
BCH2CHNH2CONHCHCOOHCH2
启示：本题只要对蛋白质的性质有非常清楚地认识，在推导出A的分子量的基础上，确定A终究由哪些基团组成，就可以使全题获解。
例2某蛋白质含氮量为15%，若从食物摄取的蛋白质经过人体的新陈代谢后，完全变成尿素排出体外，若排出的尿素为25g时，则应从食物中摄取的蛋白质是几克？
选题目的：考察对蛋白质相关知识的理解。
思路分析：尿素的分子式是CO（NH2）2，建立关系式：2N～CO（NH2）2，由尿素算出相当的氮元素的质量求解。
解答：CO（NH2）2的相对分子质量为60，含N为2×14份。设含N为x g：
2N～CO（NH2）2
2×1460
x25
x=11.667（g）
蛋白质的质量为：11.667÷15%=77.1（g）
启示：本题的关键在于能够列出氮元素与尿素的关系即可正确求解。
例3某氨基酸分子中有9个氢原子，相对分子质量是147。该氨基酸0.318g溶于水后，加入0.107mol/L的NaOH溶液40.5mL恰好完全中和，求该氨基酸的结构简式。
选题目的：考察对蛋白质知识的理解。
思路分析：由题给数据先求出某氨基酸的物质的量，据此与中和它的NaOH的物质的量来求出含有羧基的数目，再推导其结构简式。
解答：氨基酸的物质的量为：0.318147=0.00216（mol）。耗用的NaOH的物质的量为：
0.107×0.0405=0.00432（mol）
∴0.00216∶0.00432=1∶2
所以氨基酸分子中含有2个羧基。可能的化学式：
CH（CH2）nHOOCNH2COOH
∴147=2×45+14n+13+16
n=2
氨基酸为：HOOCCH2CH2CHNH2COOH
启示：解答本题首先要对氨基酸的结构非常清楚，从氨基酸与NaOH反应能够得出羧基的数目，就可以使全题获解。
【习题精选】
一、选择题（每小题有1～2个选项符合题意）
1．由两个氨基酸分子消去一个水分子而形成含有一个-CO-NH-结构的化合物是二肽，丙氨酸与苯丙氨酸混合后，在一定条件下生成的二肽共有（）
A．2种B．3种C．4种D．5种
2．下列过程中不可逆的是（）
A．在水中的电离B．蛋白质的变性
C．蛋白质的盐析D．蛋白质的水解
3．天然皮革是（）
A．纤维素制品B．酯类制品
C．合成高分子制品D．变性的蛋白质
4．由甘氨酸（H2N-CH2-COOH）和α-羟基乙酸（HO-CH2-COOH）所组成的混合物发生分子间脱水反应，其中生成物属于两分子脱水的直链状产物有（）
A．1种B．2种C．3种D．4种
5．下列黄色不属于因化学反应而产生的现象的是（）
A．无色试剂瓶中的浓HNO3呈黄色
B．久置的KI溶液呈黄色
C．鸡蛋白遇浓HNO3呈黄色
D．在普通玻璃导管口点燃纯净H2时，火焰呈黄色
6．生命起源的研究是世界性科技领域的一大课题，科学家认为生命起源的第一层次是产生了与硝基化合物可能是同分异构体的物质，这类物质是（）
A．醇B．羧酸C．糖D．氨基酸
7．某共价化合物中含C、H、N三种元素，分子内含有4个N原子，且4个N原子排列成四面体（如P4的分子结构），每两个N原子间都有一个C原子，已知分子内无C-C键及C＝C键，则该化合物的分子式为（）
A．C2H7NB．C6H12N4C．C6H10N4D．C4H8N4
参考答案：
1．C 2．B 3．D
4．D（两分子的甘氨酸脱去一分子的水形成二肽；两分子的α-羟基乙酸酯化反应生成直链状产物酯；甘氨酸分子中羧基与α-羟基酸中的羟基酯化生成直链状酯；甘氨酸分子中的氨基与α-羟基酸分子中的羧基脱去一分子的水形成肽键。）
5．D（焰色反应属于元素的物理性质。）6．D
7．B（依C四价，N三价，H－价且分子内只存在C-N，C-H，故选B）
二、填空题
1．天然蛋白质水解产物中含某有机物A，A由C、H、O、N四种元素组成，A能与NaOH溶液反应，也能与盐酸反应，在一定条件下，两分子A发生缩合反应生成B和一个水分子，B的分子量为312，当蛋白质与浓HNO3反应时显黄色。据此推断A的结构简式，B的结构简式。
2．缬氨酸是一种中性的α-氨基酸，相对分子质量是117，经分析测得含氧为27.35%，每个缬氨酸分子中，碳原子数是氧原子数的2倍多1，氢原子数是碳原子数的2倍再多1，则缬氨酸的分子式为，若缬氨酸分子中非α-碳原子上连有一个支链，则它的结构简式为，用系统命名法加以命名为。
参考答案：
1．A为CH2CHNH2COOH
B为CH2CHNH2CONH
CHCOOHCH2
2．缬氨酸的分子式是C5H11O2N（因分子内含氧原子个数是117×27.35%÷16=2，故分子内含碳原子个数是5，氢原子个数是11，依式量推知氮原子个数是1），结构简式是CH3CHCH3CHNH2COOH，名称是α-氨基-β-甲基丁酸。
三、计算题
某α-氨基酸一个分子含一个氮原子，取0.318g溶于水，用0.109mol/L NaOH溶液去滴定，用去40.5mL恰好中和；若取1.47g该物质进行元素分析，在标准状况下得112mL N2。计算：
（1）该氨基酸的相对分子质量；
（2）该氨基酸分子中有几个可被置换的H原子；
（3）写出该有机物的结构简式和名称。
参考答案：
解：①2氨基酸N2
2M1.47=22.40.112
∴M=147；
②设x元酸，则0.318147？x=0.109×0.0405x=3
③HOOCCHNH3（CH2）nCOOH=147
∴n=2
答案：（1）147（2）2（3）α-氨基戊二酸
