高中化學第4章生物大分子第2節(jié)蛋白質課件新人教版選修3

第二節(jié)蛋白質課前·基礎認知課堂·重難突破素養(yǎng)·目標定位隨堂訓練

素養(yǎng)?目標定位目標素養(yǎng)1.認識氨基酸的組成、結構特點和主要化學性質,知道氨基酸和蛋白質的關系,了解氨基酸、蛋白質與人體健康的關系。2.認識人工合成多肽、蛋白質等的意義,體會化學科學在生命科學發(fā)展中所起的重要作用。3.了解生物體內(nèi)復雜的化學反應,知道酶參與生物體內(nèi)進行的復雜反應且有高效的催化作用。知識概覽課前·基礎認知一、氨基酸1.氨基酸的分子結構。2.常見的氨基酸。

微思考1氨基酸只含有碳、氫、氧、氮四種元素嗎?提示:不是。如半胱氨酸中除C、H、O、N元素外,還含有硫元素。3.氨基酸的性質。(1)物理性質。(2)化學性質。①氨基酸的兩性:氨基酸分子中含有酸性基團—COOH,堿性基團

—NH2

,因此氨基酸是兩性化合物,能與酸、堿反應生成鹽。如甘氨酸分別與HCl、氫氧化鈉反應的化學方程式為

微訓練1天然蛋白質水解的最終產(chǎn)物是α-氨基酸,結構如圖所示,下列有關α-氨基酸的說法中錯誤的是(

)。A.α-氨基酸既能與酸反應,又能與堿反應B.α-氨基酸在酸溶液中主要以陽離子形式存在C.α-氨基酸在堿溶液中主要以陰離子形式存在D.α-氨基酸難溶于水答案:D②成肽反應。兩個氨基酸分子在一定條件下,通過氨基與羧基間縮合脫去水,縮合形成含有

肽鍵

的化合物,發(fā)生成肽反應。反應示例如下:

③二肽與多肽。由

兩個

氨基酸分子縮合后形成的含有肽鍵的化合物稱為二肽,由多個氨基酸分子縮合生成多肽。多肽常呈鏈狀,因此也叫肽鏈。肽鏈能盤曲、折疊,還可以相互結合,形成蛋白質。

微思考2

是由幾個氨基酸分子脫水形成的?該化合物屬于幾肽?能發(fā)生水解反應嗎?提示:該化合物是由四個氨基酸分子脫水形成的,屬于四肽。分子中含有肽鍵,能水解生成4種氨基酸。二、蛋白質1.蛋白質的組成和結構。(1)組成:蛋白質是由多種氨基酸通過肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子。主要含有C、H、O、N、S等元素,屬于天然

高分子

。

(2)四級

結構。

2.蛋白質的性質。

微思考3為什么衣服有汗?jié)n時,一般不能用熱水洗?使用濃硝酸時不慎濺到皮膚上,為什么皮膚會發(fā)黃呢?提示:汗?jié)n中含有蛋白質,蛋白質遇熱水發(fā)生變性,導致后期不易除去。蛋白質分子遇濃硝酸會變黃,所以濃硝酸不慎濺到皮膚上,皮膚會發(fā)黃。微判斷(1)蛋白質遇濃硝酸都會顯黃色。(

)(2)向蛋白質溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液或CuSO4溶液,都會產(chǎn)生白色沉淀,如再加水,都會溶解。(

)(3)醫(yī)療器械的高溫消毒的實質是蛋白質的變性。(

)××√三、酶微思考4使用加酶洗衣粉洗滌衣服時,為何不能使用熱水溶解洗衣粉?提示:加酶洗衣粉中的酶具有催化去污的作用,溫度太高,將會失去催化作用,所以一般不用熱水溶解。微訓練2大多數(shù)酶是蛋白質,因而具有蛋白質的特性,酶又是生物制造出來的催化劑,因而能在許多有機反應中發(fā)揮作用。在下圖表示溫度t與反應速度v的關系曲線中,有酶參加的是(

)。答案:D課堂·重難突破一

氨基酸的縮合反應重難歸納1.氨基酸成肽反應原理。2.氨基酸的縮合反應。(1)兩分子間縮合。(2)分子間或分子內(nèi)縮合成環(huán)。

(3)縮聚成多肽或蛋白質。

規(guī)律方法(1)成肽反應是分子間脫水反應,屬于取代反應。(2)肽鍵容易水解,生成羧基與氨基。(3)組成蛋白質的氨基酸種類、數(shù)目和排列順序各不相同,所以蛋白質的結構復雜、種類多。(4)二肽是由2個氨基酸分子形成的,n個氨基酸分子脫去(n-1)個水分子,形成n肽,含有(n-1)個肽鍵。(5)無論肽鏈有多長,在鏈的兩端,一端有自由的氨基(—NH2),稱為N端;另一端有自由的羧基(—COOH),稱為C端,因此,多肽也具有“兩性”。有兩種氨基酸,分別是甘氨酸和丙氨酸,兩分子氨基酸之間脫水能形成幾種二肽?試寫出它們的結構簡式。典例剖析A、B兩種有機化合物,分子式都是C9H11O2N。(1)芳香化合物A是天然蛋白質的水解產(chǎn)物,光譜測定顯示分子結構中不存在甲基?；衔顰的結構簡式是

。

(2)化合物B是某種分子式為C9H12的芳香烴一硝化后的唯一產(chǎn)物(硝基連在苯環(huán)上)?；衔顱的結構簡式是

。(3)兩分子A可形成具有六元環(huán)的物質C,則C的結構簡式是

。

(2)題目中提示B是芳香烴C9H12一硝化的唯一產(chǎn)物,硝基連在苯環(huán)上,則原芳香烴只能是1,3,5-三甲苯,這樣硝基無論連在哪個位置上都是一種產(chǎn)物。學以致用1.已知半胱氨酸的結構簡式為,則下列說法不正確的是(

)。A.半胱氨酸屬于α-氨基酸B.半胱氨酸是一種兩性化合物C.兩分子半胱氨酸脫水形成的二肽的結構簡式為

答案:C解析:根據(jù)半胱氨酸的結構簡式,氨基和羧基連在同一個碳原子上,半胱氨酸屬于α-氨基酸,故A項正確;半胱氨酸中含有羧基和氨基,因此半胱氨酸具有兩性,故B項正確;形成二肽物質應是氨基和羧基脫水縮合形成,因此該化合物不屬于二肽物質,故C項錯誤;該化合物屬于銨鹽,能與NaOH在加熱條件下產(chǎn)生NH3,NH3屬于堿性氣體,故D項正確。2.在下列四種化合物①NaHCO3、②Al(OH)3、③(NH4)2S、④H2N—CH2—COOH中,與鹽酸和燒堿溶液都能發(fā)生反應的是(

)。A.①②

B.③④C.①②③ D.①②③④答案:D解析:弱酸的酸式鹽、兩性氫氧化物、弱酸弱堿鹽、氨基酸都既能與強酸反應,又能與強堿反應。二

蛋白質的化學性質重難歸納1.蛋白質的水解反應。蛋白質的水解:在酸、堿或酶的作用下,肽鍵斷裂,碳原子連接羥基,氮原子連接氫原子。肽鍵水解原理示意圖如下:2.蛋白質的鹽析和變性的比較。

項目鹽析變性條件堿金屬、鎂、鋁等輕金屬鹽或銨鹽的濃溶液物理因素:加熱、加壓、攪拌、振蕩、超聲波、紫外線、放射線等;化學因素:強酸、強堿、重金屬鹽、乙醇、甲醛等用途分離、提純蛋白質殺菌、消毒實例硫酸銨或硫酸鈉等鹽溶液使蛋白質鹽析重金屬鹽(例如硫酸銅)溶液能使蛋白質變性3.蛋白質的檢驗方法——灼燒法。灼燒蛋白質,可聞到燒焦羽毛氣味。這一現(xiàn)象可用于絲綢、羊毛等動物性纖維(蛋白質)與其他類纖維的區(qū)分。4.蛋白質的分離和提純方法。(1)常用鹽析法來分離和提純蛋白質,因為鹽析是可逆的。在蛋白質溶液中加入某些一定濃度的鹽溶液,蛋白質的溶解度降低而從溶液中析出,析出的蛋白質又能溶于水中,并不影響它的活性。(2)對于蛋白質溶液(屬于膠體),可用滲析法除去其中的雜質離子,因為蛋白質屬于高分子,不能通過半透膜,而離子可以通過。將蛋白質溶液裝入半透膜袋內(nèi),置于流動的蒸餾水中即可。1.當發(fā)生重金屬鹽中毒時,為什么要求中毒者服用生雞蛋、牛奶或豆?jié){?提示:重金屬鹽可使人體器官組織中的蛋白質變性,當服用富含蛋白質的生雞蛋、牛奶或豆?jié){時,可以緩解人體中毒的狀況。2.請根據(jù)蛋白質的性質討論,醫(yī)用酒精、“84”消毒液、過氧乙酸等能殺菌消毒所依據(jù)的原理是什么?提示:依據(jù)的是它們使細菌、病毒等生物蛋白質變性的原理。典例剖析(1)下列關于蛋白質的敘述中錯誤的是

。

A.蛋白質是兩性化合物B.少量的NaCl能促進蛋白質的溶解,濃的NaCl溶液能使蛋白質溶解度降低而從水溶液中析出C.天然蛋白質水解的最終產(chǎn)物大多數(shù)是α-氨基酸D.肽鍵是蛋白質二級結構中的主鍵(2)有下列蛋白質結構片段:在胃液中能發(fā)生水解反應。上述蛋白質結構片段水解時不可能生成的氨基酸是下列中的

(填字母)。

答案:(1)D

(2)CD解析:(1)蛋白質的兩端有氨基和羧基,所以蛋白質有兩性,A項正確;少量食鹽能促進蛋白質溶解,濃的氯化鈉溶液會使蛋白質發(fā)生鹽析,從溶液中析出,所以B項正確;天然的蛋白質水解產(chǎn)物大多數(shù)是α-氨基酸,所以C項正確;肽鍵是蛋白質一級結構中的主鍵,所以D項錯誤。(2)將所給蛋白質片段按肽鍵

中C—N的斷裂方式分割為α-氨基酸,根據(jù)其結構與選項對照,不可能水解得到C、D兩項的氨基酸。易錯提醒(1)物理因素使蛋白質變性,發(fā)生的是化學變化。(2)蛋白質溶液是膠體,與鹽溶液作用發(fā)生聚沉。(3)酶是蛋白質,溫度高,蛋白質發(fā)生變性,因此,并不是溫度越高,酶的催化效果越好。學以致用下列關于蛋白質的敘述中,不正確的是(

)。①蛋白質溶液里加入飽和硫酸銨溶液有蛋白質析出,即使再加入水也難溶解②人工合成的具有生命活力的蛋白質——結晶牛胰島素是我國科學家在1965年首次合成的③重金屬鹽能使蛋白質變性,所以誤食重金屬鹽會中毒④濃硝酸濺在皮膚上使皮膚呈黃色,是由于濃硝酸與蛋白質發(fā)生了顯色反應⑤蛋白質溶液里的蛋白質分子能透過半透膜⑥灼燒可以用來檢驗蛋白質⑦酶是一種重要的蛋白質,在高溫下有很強的活性,幾乎能催化人體中的各類反應A.①②③④

B.①④⑤

C.①⑤⑦

D.⑤⑥⑦答案:C解析:蛋白質溶液里加入飽和硫酸銨溶液有蛋白質析出,此過程為蛋白質的鹽析,蛋白質沒有失去生理活性,加水后可以繼續(xù)溶解,①錯誤;蛋白質溶液里的蛋白質分子屬于高分子,不能透過半透膜,⑤錯誤;酶是一種生物催化劑,具有高度的專一性,一種酶只能催化一類化學反應,不能催化人體中的各類反應,且在高溫下可能失活,⑦錯誤。隨堂訓練1.下列關于蛋白質的說法不正確的是(

)。A.蛋白質是由多種α-氨基酸加聚而生成的高分子B.通常用酒精殺菌消毒,其原理是酒精使蛋白質變性而失去生理活性C.濃的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白質析出,加水后析出的蛋白質又溶解D.波爾多液用作農(nóng)藥是因為銅鹽能使蛋白質變性答案:A解析:蛋白質是由多個氨基酸縮合形成的,不是通過加聚反應形成的,故A項錯誤;酒精殺菌消毒,其原理是使蛋白質變性而失去原有生理活性,故B項正確;鹽析屬于物理變化,是可逆過程,只改變蛋白質的溶解度,不改變蛋白質的活性,故C項正確;銅鹽屬于重金屬鹽,能使蛋白質變性,則波爾多液用作農(nóng)藥是因為銅鹽能使蛋白質變性,以起到殺蟲的作用,故D項正確。2.某有機物M的結構簡式如下:下列有關M的敘述中正確的是(

)。A.有機物M能與酸反應但不能與堿反應B.M可以發(fā)生水解反應、中和反應、加成反應、消去反應C.M的水解產(chǎn)物中一定含有醇類D.1molM最多可以與1L4mol·L-1的NaOH溶液完全反應答案:D解析:有機物M中含有—COOH能與堿發(fā)生反應,—NH2能與酸發(fā)生反應,A項錯誤;該分子中含有酯基和肽鍵,可以發(fā)生水解反應,含有羧基,可以發(fā)生中和反應,含有苯環(huán),可以發(fā)生加成反應,但不能發(fā)生消去反應,B項錯誤;水解產(chǎn)物有酚,無醇,C項錯誤;與NaOH溶液反應時,每摩爾羧基、肽鍵和酯基各需要1

mol

NaOH,酯水解生成的酚還要繼續(xù)消耗1

mol

NaOH,D項正確。3.甘氨酸在NaOH溶液中存在的形式是(

)。

答案:D4.下列有關說法正確的是(

)。A.蛋白質在紫外線的照射下會失去生理活性B.蛋白質溶液不能產(chǎn)生丁達爾效應C.蛋白質溶液中加入硫酸銅可產(chǎn)生鹽析現(xiàn)象D.蠶絲、羊毛、棉花的主要成分都是蛋白質答案:A解析:蛋白質在紫外線照射下發(fā)生變性,蛋白質的理化性質和生理功能發(fā)生改變,故A項正確;蛋白質溶液為膠體,具有丁達爾效應,故B項錯誤;Cu2+屬于重金屬離子,使蛋白質發(fā)生變性,失去生理活性,加水不再溶解,故C項錯誤;蠶絲、羊毛主要成分是蛋白質,棉花的主要成分是纖維素,故D項錯誤。5.當我們