高中化學(xué) 專題5 生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ) 第二單元 氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸課件 蘇教版選修5-蘇教版高中選修5化學(xué)課件

1、核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO1.宏觀辨識(shí)與微觀探析： 能根據(jù)氨基酸、蛋白質(zhì)的官能團(tuán)及官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)不同氨基酸、蛋白質(zhì)性質(zhì)上的差異。了解酶的催化特點(diǎn)及核酸在生命活動(dòng)中的作用。2.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但是蛋白質(zhì)的攝入量過多或過少都不利于人體健康，要合理安排飲食，注意營(yíng)養(yǎng)搭配。新知導(dǎo)學(xué) 啟迪思維 探究規(guī)律達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān)內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN01新知導(dǎo)學(xué)1.氨基酸的分子結(jié)構(gòu)(1)從結(jié)構(gòu)上看，氨基酸可以看作是羧酸分子中烴基上的氫原子被 取代的產(chǎn)物。分子中既含有 又含有 。一、氨基酸的結(jié)構(gòu)

2、和性質(zhì)(2)天然氨基酸幾乎都是-氨基酸，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以表示為 。氨基羧基氨基2.常見的氨基酸俗名結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式系統(tǒng)命名甘氨酸H2NCH2COOH氨基乙酸丙氨酸 -氨基丙酸谷氨酸 2-氨基-1，5-戊二酸苯丙氨酸 -氨基苯丙酸20種常見的氨基酸中，除甘氨酸外，其余都是手性分子，且都是L型。特別提示3.氨基酸的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)天然氨基酸均為 晶體，熔點(diǎn) ，能溶于 或 溶液中，大部分 溶于水， 溶于乙醇、乙醚。(2)化學(xué)性質(zhì)兩性氨基酸分子中含有酸性基團(tuán) ，堿性基團(tuán) 。甘氨酸與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是無色較高強(qiáng)酸強(qiáng)堿能難COOHNH2 。甘氨酸與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。成肽反應(yīng)氨基酸分子間通過一分

3、子的 與另一分子的 間脫去一分子水，縮合形成含有 的化合物，該反應(yīng)屬于 反應(yīng)。如：氨基羧基肽鍵取代 。歸納總結(jié)(1)氨基酸的縮合機(jī)理氨基酸的成肽反應(yīng)原理是由氨基提供的氫原子與羧基提供的羥基結(jié)合生成水。即 ，脫去一分子水后形成肽鍵( )。肽鍵可簡(jiǎn)寫為“CONH”，不能寫成“CNHO”，兩者的連接方式不同。(2)多肽分子中肽鍵個(gè)數(shù)的判斷由n個(gè)氨基酸分子發(fā)生成肽反應(yīng)，生成一個(gè)肽鏈時(shí)，會(huì)生成(n1)個(gè)水分子和(n1)個(gè)肽鍵。例1根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)研究雜志報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)半胱氨酸能增加艾滋病病毒感染者的免疫力，對(duì)控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ，則下列說法中不正確的是A.半胱氨酸屬于

4、-氨基酸B.半胱氨酸具有兩性C.兩分子半胱氨酸脫水形成二肽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為D. 與NaOH溶液混合加熱時(shí)，可放出一種堿性氣體解析由題給半胱氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，分子中氨基和羧基連在同一個(gè)碳原子上，所以半胱氨酸屬于-氨基酸，A項(xiàng)正確；因?yàn)榘被鶠閴A性基團(tuán)，羧基為酸性基團(tuán)，所以它具有兩性，B項(xiàng)正確；兩分子的半胱氨酸脫水形成二肽應(yīng)是氨基與羧基脫水縮合的結(jié)果，形成的二肽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式應(yīng)為 ，C項(xiàng)不正確；因 是氨基酸的銨鹽，故電離出的 與OH在加熱條件下反應(yīng)會(huì)放出氨氣，D項(xiàng)正確。氨基酸縮合的反應(yīng)規(guī)律(1)兩分子間縮合相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接。(2)分子間或分子內(nèi)縮合成環(huán)，。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1.蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)(1)

5、組成：蛋白質(zhì)中主要含有 等元素，屬于天然有機(jī)_化合物。其溶液具有 的某些性質(zhì)。(2)四級(jí)結(jié)構(gòu)C、H、O、N高分子膠體2.蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)特征反應(yīng)顏色反應(yīng)：分子中含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸變 色。蛋白質(zhì)遇雙縮脲試劑顯 色。蛋白質(zhì)灼燒，可聞到燒焦羽毛的特殊氣味。(2)兩性形成蛋白質(zhì)的多肽是由多個(gè)氨基酸發(fā)生成肽反應(yīng)形成的，在多肽鏈的兩端存在著自由的 和 ，側(cè)鏈中也有酸性或堿性基團(tuán)，所以蛋白質(zhì)與氨基酸一樣具有 ，能與酸或堿反應(yīng)。黃紫玫瑰氨基羧基兩性(3)水解反應(yīng)(4)鹽析向蛋白質(zhì)溶液中加入一定濃度的鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)溶液，會(huì)使蛋白質(zhì)的溶解度降低而從溶液中析出的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的鹽析。鹽

6、析是一個(gè) 過程，可用于分離提純蛋白質(zhì)?？赡?5)變性蛋白質(zhì)在某些物理因素(如加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等)或化學(xué)因素(如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、乙醇、福爾馬林、丙酮等)的影響下，其 性質(zhì)和 發(fā)生改變的過程稱為蛋白質(zhì)的變性。蛋白質(zhì)變性后在水中不能重新溶解，是 過程，可用于殺菌消毒。理化生理功能不可逆蛋白質(zhì)鹽析和變性的不同點(diǎn)歸納總結(jié) 鹽析變性變化條件濃的輕金屬鹽受熱、紫外線、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、某些有機(jī)物變化實(shí)質(zhì)物理變化(溶解度降低)化學(xué)變化(蛋白質(zhì)性質(zhì)改變)變化過程可逆不可逆用途分離、提純蛋白質(zhì)殺菌、消毒例2下列關(guān)于蛋白質(zhì)的說法不正確的是A.蛋白質(zhì)是由多種-氨基酸加聚而生成的天然

7、高分子化合物B.通常用酒精消毒，其原理是酒精使細(xì)菌中的蛋白質(zhì)變性而失去生理活性C.濃的硫酸鈉溶液能使溶液中的蛋白質(zhì)析出，加水后析出的蛋白質(zhì)又溶解D.鑒別織物成分是蠶絲還是“人造絲”可采用灼燒聞氣味的方法解析氨基酸生成蛋白質(zhì)發(fā)生的是分子間的脫水反應(yīng)而不是加聚反應(yīng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；無論何種形式的消毒，其原理都是使細(xì)菌中的蛋白質(zhì)變性而失去原有生理活性，故B項(xiàng)正確；鹽析不能使蛋白質(zhì)變性，故C項(xiàng)正確；“人造絲”的成分是纖維素，灼燒時(shí)沒有燒焦羽毛的氣味，故D項(xiàng)正確。例3當(dāng)含有下列結(jié)構(gòu)片段的蛋白質(zhì)水解時(shí)，產(chǎn)生的氨基酸的種類有A.2種 B.3種C.4種 D.5種解析蛋白質(zhì)水解時(shí)肽鍵斷裂 ，然后在 一端補(bǔ)上OH，在

8、NH一端補(bǔ)上H，即可確定氨基酸的種類數(shù)了。水解時(shí)產(chǎn)生的氨基酸為 、 、 。思維啟迪能根據(jù)典型有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行分析和判斷，從而得出正確的結(jié)論，促進(jìn)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展。蛋白質(zhì)溶液與鹽溶液的反應(yīng)鹽溶液的濃度大小，輕金屬鹽溶液和重金屬鹽溶液對(duì)蛋白質(zhì)的影響是不同的：(1)濃的輕金屬鹽溶液能使蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析。蛋白質(zhì)凝結(jié)成固體而從溶液中析出，鹽析出來的蛋白質(zhì)仍保持原有的性質(zhì)和生理活性，鹽析是物理過程，是可逆的。利用鹽析，可分離提純蛋白質(zhì)。(2)稀的輕金屬鹽溶液，不會(huì)降低蛋白質(zhì)在水中的溶解度，反而會(huì)促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解。(3)重金屬鹽溶液，不論是濃溶液還是稀溶液，均能使蛋白質(zhì)

9、變性，變性后的蛋白質(zhì)不再具有原有的可溶性和生理活性，變性過程是化學(xué)過程，是不可逆的。加熱、紫外線、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、某些有機(jī)物也能使蛋白質(zhì)變性。利用此性質(zhì)可殺菌、消毒。相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接三、酶和核酸1.酶酶具有生理活性，是對(duì)于許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和生物體內(nèi)進(jìn)行的復(fù)雜的反應(yīng)具有很強(qiáng)的催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。酶的催化作用具有以下特點(diǎn)： ，不需加熱。具有高度的 。具有 催化作用。條件溫和專一性高效2.核酸(1)核酸是一類分子骨架由 和五碳糖交叉排列而成的長(zhǎng)鏈 化合物，它在生物體的生長(zhǎng)、繁殖、遺傳、變異等生命現(xiàn)象中起著決定性作用。(2)核酸的類別及其比較類別脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA

10、)組成差異二者主要差異在于五碳糖的不同脫氧核糖核糖存在主要存在于細(xì)胞核中主要存在于細(xì)胞質(zhì)中生理功能生物遺傳信息的載體，還指揮著蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞的分裂根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成磷酸高分子(1)酶本身所具有的性質(zhì)可以結(jié)合蛋白質(zhì)的性質(zhì)來掌握，高溫可使酶變性失去催化活性。(2)酶的催化作用具有不同于工業(yè)催化劑的特點(diǎn)。歸納總結(jié)例4下列有關(guān)酶的說法中錯(cuò)誤的是A.大多數(shù)酶是具有催化作用的蛋白質(zhì)B.酶的催化作用具有選擇性和專一性C.高溫或重金屬鹽能降低酶的活性D.酶只有在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿條件下才能發(fā)揮作用解析大多數(shù)酶是具有催化作用的蛋白質(zhì)，其催化作用具有選擇性和專一性，因此要尋找一些特殊的酶。高溫、

11、重金屬鹽、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等條件可使酶(蛋白質(zhì))失去活性(變性)。學(xué)習(xí)小結(jié)XUEXIXIAOJIE02達(dá)標(biāo)檢測(cè)B.該物質(zhì)可以發(fā)生加成反應(yīng)C.該物質(zhì)為兩性化合物D.該物質(zhì)的分子之間可以發(fā)生脫水反應(yīng)1.某物質(zhì)的球棍模型如圖所示，下列關(guān)于該物質(zhì)的說法不正確的是123456A.該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為解析該物質(zhì)中的六元環(huán)為苯環(huán)，能發(fā)生加成反應(yīng)，分子中存在氨基和羧基，具有兩性，也能發(fā)生分子間的脫水反應(yīng)。1234562.甘氨酸和丙氨酸混合，在一定條件下發(fā)生縮合反應(yīng)生成二肽的化合物共有A.4種 B.3種 C.2種 D.1種123456解析同種氨基酸縮合反應(yīng)生成二肽的化合物各有一種，甘氨酸和丙氨酸發(fā)生縮合反應(yīng)生成二肽的化

12、合物有兩種。解析RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成；DNA主要存在于細(xì)胞核中，它是生物體遺傳信息的載體，蛋白質(zhì)合成的模板；鹽析不改變蛋白質(zhì)的生理活性，只是使蛋白質(zhì)的溶解度降低，利用多次鹽析和溶解可分離、提純蛋白質(zhì)。3.下列說法中不正確的是A.組成天然蛋白質(zhì)的氨基酸幾乎都是-氨基酸B.利用鹽析可以分離和提純蛋白質(zhì)C.DNA是生物體遺傳信息的載體，蛋白質(zhì)合成的模板D.RNA主要存在于細(xì)胞核中，它根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成123456A.B.C.D.4.當(dāng)含下列結(jié)構(gòu)片段的蛋白質(zhì)在胃液中水解時(shí)，不可能產(chǎn)生的氨基酸是123456得到四種氨基酸： ； ； ；

13、。123456解析氨基酸水解，斷鍵部分是 ，如圖所示：5.下列說法正確的是A.蛋白質(zhì)屬于天然高分子化合物，組成元素只有C、H、O、NB.用濃Na2SO4、CuSO4溶液或濃HNO3溶液使蛋清液發(fā)生鹽析，進(jìn)而分離、提 純蛋白質(zhì)C.蛋白酶是蛋白質(zhì)，它不僅可以催化蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)，還可以催化淀粉的 水解反應(yīng)D.甘氨酸(H2NCH2COOH)既有酸性，又有堿性，是最簡(jiǎn)單的氨基酸123456解析A項(xiàng)，蛋白質(zhì)除含C、H、O、N元素，還可能含有S、P等元素；B項(xiàng)，CuSO4溶液和濃HNO3均會(huì)使蛋白質(zhì)變性；C項(xiàng)，酶的催化作用具有專一性；甘氨酸中NH2顯堿性，COOH顯酸性，D項(xiàng)正確。1234566.(2018臺(tái)州高二檢測(cè))化合物A是天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物，由碳、氫、氧、氮元素組成。兩分子A脫水生成B和一分子水，B的相對(duì)分子質(zhì)量為312，當(dāng)與濃硝酸反應(yīng)時(shí)顯黃色。請(qǐng)完成下列問題：123456(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A_；B_。1