《氨基酸》名師教案

1、PAGE24專題5生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)氨基酸教學設(shè)計一、教材分析：本節(jié)書是在學生對有機物知識有較全面認識的基礎(chǔ)上要認真了解的一部分重要知識。同時，在必修2教材中，有“基本營養(yǎng)物質(zhì)”一節(jié)，已經(jīng)簡單介紹了氨基酸的性質(zhì)。所以學生對氨基酸是既感到熟悉又感到神奇物質(zhì)。這一節(jié)的教學要充分利用這一點，讓學生在現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)上大膽探索新的知識，做到樂學和主動學習。二、教學目標：1知識目標（1）知道氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)特點和主要化學性質(zhì)。（2）了解氨基酸與人體健康的重大意義。2能力和方法目標學會運用觀察、實驗、查閱資料等多種手段獲取信息，并運用比較、分類、歸納、概括等方法對信息進行加工，逐步形成獨立思考的能力和提高

2、自主學習化學的能力，在討論與交流中與人合作的能力，培養(yǎng)團隊精神。3情感和價值觀目標（1）密切化學與生活的聯(lián)系，加深認識氨基酸對于人類日常生活、身體健康的重要性，激發(fā)學生學習化學的興趣。（2）通過新舊知識的聯(lián)系，培養(yǎng)知識遷移、擴展的能力，進一步激發(fā)學習求知欲望；通過實驗，培養(yǎng)求實、嚴謹?shù)膬?yōu)良品質(zhì)。（3）化學科學史中蘊藏著豐富養(yǎng)分，挖掘這一潛在的教育教學資源，找準化學科學史與課堂教學的有效契合點，使之有效地融入中學課堂，激活課堂教學，從而培養(yǎng)學生的化學素養(yǎng)。三、教學重點難點：重點：氨基酸的化學性質(zhì)。難點：物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)的性質(zhì)的多樣性，怎么能夠更好的認識它們性質(zhì)上的差異，還要符合學生的認知

3、觀了采用邊講邊實驗探究的方法，充分發(fā)揮實驗的作用，培養(yǎng)學生解決問題的能力。讓學生學會通過對實驗現(xiàn)象的分析去認識物質(zhì)的性質(zhì)，體驗實驗探究的過程和樂趣。四、學情分析：無論是從學生生活經(jīng)驗還是知識經(jīng)驗，氨基酸對于學生來說都不是陌生的。這些都為本節(jié)課實施先行組織者策略打下了堅實的基礎(chǔ)?；瘜W學習中的重要觀點是物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，它深刻表達了內(nèi)隱與外顯之間的緊密聯(lián)系。在教學中有意識地引領(lǐng)學生通過對宏觀現(xiàn)象的觀察，在想象中真切地體驗微觀的反應(yīng)過程。因此需要學生具備較高的抽象思維能力。另外，教學中還涉獵對比實驗，變量的選擇和控制十分關(guān)鍵，但大多數(shù)學生的認知能力，思維能力還相對較弱，建構(gòu)學科思想和觀念

4、還有一定的難度。因此本節(jié)課先從一鍋雞湯入手，聯(lián)想同學們熟悉的味精。給出材料讓學生分析，以此提高學生從教材中提取有效信息并加以分析綜合應(yīng)用的能力。讓學生利用所學知識繼續(xù)思考從味精中提取氨基酸，再通過制得的與酸堿反應(yīng)引出氨基酸的化學性質(zhì)。然后簡介結(jié)構(gòu)完全以學生已有的知識作為引導進行探索。以問題為橋梁，通過引導學生提出問題分析問題實驗解決問題這一模式進行螺旋教學，以突破教學重點，并調(diào)動學生探究的積極性。五、教學方法：自主探究學習法，合作學習法。六、課前準備：1學生的學習準備：預習課本上相關(guān)的實驗，初步把握實驗的原理和方法步驟；完成課前預習學案。2教師的教學準備：多媒體課件制作、實物投影儀，課前預習學

5、案，課內(nèi)探究學案，課后延伸拓展學案。3教具準備：味精，味精飽和溶液，鹽酸，氫氧化鈉溶液，酒精燈，茚三酮，甘氨酸，色氨酸，蒸餾水等。七、教學過程：教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖環(huán)節(jié)（一）創(chuàng)設(shè)情境引入新課【問題引入】家里熬湯的時候，熬一鍋雞湯和一鍋青菜豆腐湯，哪種湯的味道會更加鮮美【講述】這是因為雞湯里含有一種天然的鮮味劑谷氨酸鹽。我手上的這包味精的主要成分也是谷氨酸鈉，其中谷氨酸鈉含量99%。為了進一步認識這種化學物質(zhì)，我查閱了一些資料，期望與大家共享?！景鍟堪被帷敬舐朂R答】雞湯看課件上提供的資料信息急切想知道其中的奧妙。雞湯引入，將學生從最熟悉的雞湯中迅速帶入本節(jié)課的研究情境。環(huán)節(jié)二谷氨

6、酸和味精的結(jié)構(gòu)【課件展示】資料1：味精的化學成分是谷氨酸的一元鈉鹽。資料2：俗名系統(tǒng)命名水溶性g100mL-125谷氨酸2-氨基-1，5-戊二酸（微溶于水）資料3：在谷氨酸分子結(jié)構(gòu)中，處在氨基-位的羧基酸性更強。【練習1】請大家根據(jù)信息提示嘗試書寫谷氨酸分子的結(jié)構(gòu)簡式并寫出“味精”可能的結(jié)構(gòu)簡式？【提問】“味精”可能的分子結(jié)構(gòu)式有兩種。你認為哪一種結(jié)構(gòu)式為主？【總結(jié)】在閱讀信息時應(yīng)仔細分析準確提取關(guān)鍵信息解決相關(guān)問題，提高自己分析問題、總結(jié)歸納的能力。閱讀與思考：閱讀三段材料，了解味精和谷氨酸的信息。根據(jù)所學有機物命名方法，書寫出谷氨酸的結(jié)構(gòu)簡式。分析資料信息寫出味精的結(jié)構(gòu)簡式小組成員展示書寫

7、情況學生回答鍛煉學生提取有效信息的能力基于所學過知識來書寫新物質(zhì)結(jié)構(gòu)鍛煉學生的表達能提醒學生在以后閱讀信息資料時注重關(guān)鍵信息環(huán)節(jié)（三）從味精中提取氨基酸和氨基酸的兩性環(huán)節(jié)（四）氨基酸的結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)（五）氨基酸的脫水縮合環(huán)節(jié)（六）氨基酸的顯色反應(yīng)環(huán)節(jié)（七）總結(jié)提升【過渡】味精中體現(xiàn)鮮味的主要是谷氨酸的這種一元鈉鹽。請同學們討論如何從味精水溶液中獲得谷氨酸（設(shè)計實驗方案并預測實驗現(xiàn)象）教師點評學生設(shè)計實驗方案和預測的實驗現(xiàn)象?；瘜W上實驗是檢驗真理的唯一標準，進行實驗探究一：氨基酸的制備【講述】每一組實驗盤中為大家提供了必需的實驗用品和藥品，請大家參考學案上的實驗步驟，從飽和味精水溶液中獲得谷氨酸。【投

8、影】實驗：谷氨酸性質(zhì)的探索實驗用品：試管、膠頭滴管實驗藥品：飽和味精溶液、NaOH溶液（6molL-1）、鹽酸（6molL-1）實驗步驟：序號操作步驟實驗現(xiàn)象實驗1在兩支試管中分別取約1mL飽和味精水溶液，滴加濃度為6molL-1的鹽酸，充分振蕩，仔細觀察，記錄現(xiàn)象。【講述】通過實驗，我們從飽和味精水溶液中獲得了谷氨酸。【提問】谷氨酸有什么性質(zhì)呢繼續(xù)完成實驗2和實驗3。序號操作步驟實驗現(xiàn)象實驗2向其中一支獲得谷氨酸的試管中向其中一支獲得谷氨酸的試管中繼續(xù)滴加濃度為6molL-1的鹽酸，振蕩，觀察，記錄現(xiàn)象。實驗3向另一支獲得谷氨酸的試管中滴加濃度為6molL-1的NaOH溶液，振蕩，觀察，記錄

9、現(xiàn)象?！局v述】實驗發(fā)現(xiàn)：谷氨酸既可以溶于鹽酸，又可以溶于氫氧化鈉。請同學們按要求嘗試書寫步驟2，以及步驟3的有關(guān)化學反應(yīng)方程式?！揪毩?】1、谷氨酸和鹽酸發(fā)生反應(yīng)：_2、谷氨酸和氫氧化鈉1:1發(fā)生反應(yīng)：_3、谷氨酸和氫氧化鈉1:2發(fā)生反應(yīng)：_【點評】書寫方程式時要注意書寫的規(guī)范，不要漏掉復雜有機物中某些原子或原子團，方程式要配平等細節(jié)問題?！究偨Y(jié)】當味精溶于水（或唾液）時，它會迅速電離為自由的鈉離子和谷氨酸鹽離子（PPT投影）。我們以這樣的一種陰離子表示。加酸，羧酸根結(jié)合H，生成相應(yīng)的谷氨酸。我們從前面的資料中了解到，谷氨酸溶解度很小，結(jié)晶易析出。繼續(xù)加酸，氨基則可以結(jié)合H，生成相應(yīng)的銨鹽。銨

10、鹽溶解度較大，可獲得澄清的溶液。如果向谷氨酸固體中加堿，羧基電離的H則和堿發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，生成相應(yīng)的羧酸鹽。羧酸鹽溶解度較大，同樣可獲得澄清的溶液。如果向谷氨酸的銨鹽中加堿，應(yīng)該也可以獲得谷氨酸晶體。我們把谷氨酸既可以跟酸反應(yīng)，又可以跟堿反應(yīng)的性質(zhì)稱為兩性?！景鍟績尚浴具^渡】類似谷氨酸具有兩性的有機物還有甘氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸等?！就队啊扛拾彼帷⒈彼?、苯丙氨酸和谷氨酸的結(jié)構(gòu)簡式?！咎釂枴空埻瑢W們總結(jié)這些有機物結(jié)構(gòu)的共同特點【總結(jié)】氨基酸是指含有氨基的羧酸。這些氨基酸結(jié)構(gòu)上的共同特點是：含有羧基和氨基兩種官能團；氨基和羧基連在同一個碳原子上（稱為-氨基酸）。天然蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物都是-氨基

11、酸。-氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：【提問】氨基酸分子內(nèi)既有顯堿性的氨基又有顯酸性的羧基，它們會相互作用嗎？【閱讀資料】氨基酸由于分子中既有氨基，又有羧基，由于兩種官能團在分子內(nèi)的相互影響，使得氨基酸具有一些特殊的性質(zhì)。氨基酸同一分子內(nèi)的氨基和羧基，可以相互作用形成帶有正、負電荷的兩性離子（稱為內(nèi)鹽）：。氨基酸形成內(nèi)鹽的傾向性很強，甚至在晶體狀態(tài)也是以內(nèi)鹽的形式存在，因此具有鹽的性質(zhì)。這也就決定了氨基酸易溶于水，難溶于有機溶劑，有較高的熔點。當溶液中的氨基酸主要以兩性離子的形式存在時，氨基酸在水中的溶解度最小，可以形成晶體析出。不同的氨基酸出現(xiàn)這種情況的pH值各不相同。利用這一差異，可以通過控制溶液的pH

12、值分離不同的氨基酸?！军c評】通過資料，我們進一步認識到，從飽和味精水溶液中獲得的實質(zhì)是谷氨酸的兩性離子稱為內(nèi)鹽，隨著水溶液酸、堿性的變化，內(nèi)鹽分別和H和OH-結(jié)合成對應(yīng)的銨鹽和羧酸鹽，分別得到澄清的溶液?！具^渡】討論到現(xiàn)在，我們充分認識了氨基酸的兩性，氨基和羧基還有其它性質(zhì)嗎？【板書】脫水縮合【講述】氨基和羧基可以發(fā)生像酯化反應(yīng)那樣的脫水反應(yīng)，形成肽鍵（酰胺鍵）。組成肽的氨基酸單元已殘缺不全稱為氨基酸殘基。含有2個氨基酸殘基的為二肽，其中有一個肽鍵；三肽則含三個氨基酸殘基，有兩個肽鍵；多個氨基酸殘基組成的肽叫多肽。通常把有氨基的一端叫N端，寫在左邊；有羧基的一端叫C端，寫在右邊。【練習3】甘氨

13、酸和丙氨酸的混合物在一定條件下可發(fā)生反應(yīng)生成鏈狀二肽，試判斷所獲得二肽的種數(shù)，并寫出生成二肽的分子結(jié)構(gòu)簡式?！局v述】氨基酸在結(jié)合成肽時，能夠形成的異構(gòu)體的種類十分繁多。隨著形成肽鍵的氨基酸的種類以及肽鏈長度的增加，理論上形成肽的種類將大幅度增加。例如，10種氨基酸形成的十肽理論上將超過1010種，20種氨基酸形成的十肽理論上將超過1013種。一般認為，多肽中包含4-50個氨基酸殘基，蛋白質(zhì)中包含50個以上的氨基酸殘基。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)有一級結(jié)構(gòu)、稍復雜的二級結(jié)構(gòu)和更復雜的三級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)中氨基酸的排序決定著人和動物的生老病死。一級結(jié)構(gòu)的測定對于揭秘人類健康和預防遺傳疾病有著重大意義?！就队?/p>

14、】英國科學家桑格于1953年測定出牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)，并因此獲得1958年諾貝爾化學獎。在測序工作中，需要將蛋白質(zhì)中肽鏈斷裂，生成自由的氨基酸。生成的氨基酸需要檢驗，茚三酮溶液可以幫助我們檢驗氨基酸。【實驗探究二】在兩支試管中分別取1mL的茚三酮溶液，分別加入甘氨酸和色氨酸溶液，將試管放入熱水浴中，觀察現(xiàn)象?！粳F(xiàn)象】遇到茚三酮溶液顯藍紫色【板書】顯色反應(yīng)【總結(jié)】今天我們主要學習了氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，通過味精我們獲得了谷氨酸，并認識了氨基酸的兩性、脫水縮合反應(yīng)和顯色反應(yīng)。【提升】生活中處處有化學，我們要用學習過的化學知識解釋、解決我們的身邊事！比如和我們?nèi)缬半S形的口香糖中就有甜味劑阿巴斯甜，它是

15、許多低熱量飲料、果汁、糖果的主要成分，特別是兒童食用的一些甜品中大多含有這種人造的糖替代品。請同學們用自己的化學知識，以苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇為原料合成阿巴斯甜?！揪毩?】20世紀80年代初期，食品飲料工業(yè)引進了一種新的甜味劑一天冬氨酰苯丙氨酸甲酯，通常稱為“阿巴斯甜”。阿巴斯甜的甜度是蔗糖的200倍左右，且不能提供任何熱量。因此，美國食品藥物管理局認為它是蔗糖的安全替代品并在食品生產(chǎn)中廣泛推廣使用。請同學們以苯丙氨酸（）、天冬氨酸（）和甲醇為原料合成阿巴斯甜（）。寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式。積極思考然后小組討論設(shè)計實驗方案小組學生回答其他小組補充完善各組在小組長的協(xié)調(diào)下開始完成實驗各組動手實

16、驗回答實驗現(xiàn)象各組動手實驗觀察實驗現(xiàn)象得出結(jié)論學生書寫相關(guān)反應(yīng)方程式小組成員到講臺用投影展示所寫方程式不完整的其他小組補充看投影，找規(guī)律小組成員回答學生思考學生總結(jié)資料信息歸納氨基酸的物理性質(zhì)根據(jù)生物和必修2的知識學生知道應(yīng)該還有脫水縮合反應(yīng)認識二肽的結(jié)構(gòu)學生小組交流討論將答案寫在白板上進行展示遺漏的其他組進行補充選兩個小組成員到講臺分別做甘氨酸和色氨酸的演示實驗學生回顧本節(jié)課主要內(nèi)容了解我們身邊的化學，利用所學的化學知識來解釋和解決相關(guān)問題學生先思考，然后在小組內(nèi)部交流，最后小組代表展示。培養(yǎng)學生小組內(nèi)合作精神培養(yǎng)學生分析問題的能力鍛煉學生動手能力和實驗操作規(guī)范性鍛煉學生抓住官能團性質(zhì)書寫陌

17、生方程式讓學生根據(jù)所給氨基酸結(jié)構(gòu)特點總結(jié)規(guī)律結(jié)合官能團性質(zhì)猜測反應(yīng)的可能，形成思維的碰撞回顧舊知識，在所學知識基礎(chǔ)上進一步學習新內(nèi)容，是學生感到親切熟悉培養(yǎng)學生的思維和表達能力從諾貝爾獎和史實素材中感知科學家的高超智慧和感人的探究精神。鍛煉學生實驗操作能力，培養(yǎng)學生合作的技能和精神使學生體會到化學與生活的緊密聯(lián)系。靈活運用所掌握化學知識分析解決問題鍛煉學生展示、表達能力八、板書設(shè)計本節(jié)課的板書是在跳躍中完成的。先學習氨基酸的兩性，類比學習氨基酸的結(jié)構(gòu)，再從所給資料信息中得到氨基酸的物理性質(zhì)，最后學習氨基酸的脫水縮合和顯色反應(yīng)。以這樣的一個順序，最終板書呈現(xiàn)完整。氨基酸一、氨基酸的結(jié)構(gòu)-氨基酸的

18、結(jié)構(gòu)通式：二、氨基酸的性質(zhì)1、物理性質(zhì)2、化學性質(zhì)（1）兩性（2）脫水縮合（3）顯色九、課后練習：1氨基酸因為氨基的存在可與酸反應(yīng)，下列物質(zhì)中既能與鹽酸又能與氫氧化鈉反應(yīng)的是（）NaHCO3NH42SAlOH3NH4Cl甘氨酸CH3COOHABCD2某期刊封面上有下圖所示的一個分子的球棍模型圖。圖中：“棍”代表單鍵或雙鍵或叁鍵；不同顏色的球代表不同元素的原子。該模型圖可代表一種（）A羧酸B酯C氨基酸D醛3若將氨基乙酸和苯丙氨酸混合反應(yīng)（在一定條件下）最多可得_種二肽。42022年3月，中科院蔣錫夔院士和中科院上海有機化學所計國楨研究員因在有機分子簇集和自由基化學研究領(lǐng)域取得重大成果，而榮獲國家自然科學一等獎。據(jù)悉，他們在研究過程中曾涉及到如下一種有機物。請根據(jù)所示化合物的結(jié)構(gòu)簡式回答問題：（1）該化合物中，官能團的名稱是_，官能團的電子式是_。該化合物是由_個氨基酸分子脫水形成的。寫出該化合物水解生成的氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式（任寫一種）_，并寫出此氨基酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學方程式_。（2）上海有機化學研究所在我國氟化學理論研究和氟產(chǎn)品以及核化學工業(yè)等方面作出過重大貢獻，如F46就是用的四氟乙烯與全氟丙烯共聚得到的，若兩種單