新教材同步系列2024春高中化學(xué)第四章生物大分子第二節(jié)蛋白質(zhì)課件新人教版選擇性必修3

第四章生物大分子第二節(jié)蛋白質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)掌握氨基酸、蛋白質(zhì)的組成、分類及性質(zhì)，了解氨基酸、蛋白質(zhì)間的轉(zhuǎn)化宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想1.通過實(shí)例列舉、討論總結(jié)認(rèn)識(shí)氨基酸、蛋白質(zhì)的官能團(tuán)種類，從官能團(tuán)入手學(xué)習(xí)氨基酸、蛋白質(zhì)的性質(zhì)2．通過類比的方法學(xué)習(xí)肽鍵的形成與斷裂機(jī)理；通過對比的方法認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的鹽析與變性認(rèn)識(shí)氨基酸、蛋白質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任課前·新知導(dǎo)學(xué)氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．氨基酸的組成和結(jié)構(gòu)(1)組成：可看作是羧酸分子中烴基上的氫原子被________取代得到的化合物。(2)結(jié)構(gòu)：官能團(tuán)為_______________和________________，α－氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式可表示為___________________。氨基氨基(—NH2)

羧基(—COOH)

2．氨基酸的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)。天然氨基酸均為_______色晶體，熔點(diǎn)_________，除少數(shù)外一般都能_________水、_________乙醇、乙醚。無較高溶于難溶于(2)化學(xué)性質(zhì)。①兩性：氨基酸分子中含有酸性官能團(tuán)____________和堿性官能團(tuán)__________，因此具有兩性，可與酸、堿反應(yīng)生成_______。②成肽反應(yīng)：兩個(gè)氨基酸分子，在酸或堿的存在下加熱，通過一分子的________和另一分子的__________間縮合脫去水，形成含有_______的化合物，稱為成肽反應(yīng)。如兩分子甘氨酸間發(fā)生反應(yīng)的方程式為_____________________________________________________________?！狢OOH

—NH2

鹽—NH2

—COOH

肽鍵H2NCH2COOH＋H2NCH2COOH—→H2NCH2CONHCH2COOH＋H2O

如何理解大多數(shù)氨基酸易溶于水？【答案】氨基酸分子中含有N—H、O—H鍵，它們均可與水分子形成氫鍵。微思考下列物質(zhì)不能與甘氨酸反應(yīng)的是 (

)A．NaHCO3

B．丙氨酸C．K2SO4 D．硫酸【答案】C蛋白質(zhì)1．組成主要由__________________等元素組成，有些蛋白質(zhì)還含有____________________等元素。C、H、O、N、S

P、Fe、Zn、Cu

2．結(jié)構(gòu)(1)官能團(tuán)：蛋白質(zhì)含有—COOH、—NH2、肽鍵三種官能團(tuán)。(2)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)分子中________________的排列順序稱為一級(jí)結(jié)構(gòu)；多肽鏈卷曲盤旋和折疊成特定的空間結(jié)構(gòu)稱為______級(jí)結(jié)構(gòu)；__________在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤曲折疊，形成更復(fù)雜的三級(jí)結(jié)構(gòu)；多個(gè)具有特定三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過______________相互作用(如氫鍵等)排列組裝，形成蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。氨基酸單體二肽鏈非共價(jià)鍵3．蛋白質(zhì)的主要化學(xué)性質(zhì)(1)水解：在__________________的作用下，蛋白質(zhì)可逐步水解生成_________或____________。(2)鹽析：某些電解質(zhì)使蛋白質(zhì)溶解度________而使其從溶液中析出的變化，向已經(jīng)發(fā)生鹽析的體系中再加入一定量蒸餾水，已經(jīng)凝固的蛋白質(zhì)_____________。酸、堿或酶多肽氨基酸降低重新溶解(3)變性：

在某些物理或化學(xué)因素的影響下，蛋白質(zhì)的_____________________發(fā)生改變的現(xiàn)象。其中化學(xué)因素包括______________________________________等。(4)顯色反應(yīng)：向蛋白質(zhì)溶液中加入濃硝酸會(huì)有____________產(chǎn)生，加熱后________________。性質(zhì)和生理功能強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、乙醇、甲醛白色沉淀沉淀變成黃色4．酶(1)酶的含義：是一類由細(xì)胞產(chǎn)生的、對生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有___________的一類有機(jī)化合物，其中絕大多數(shù)是_________。(2)酶的三個(gè)特性：_________性、________性、條件溫和，一般在接近______________的條件下進(jìn)行。催化作用蛋白質(zhì)高效專一體溫和中性蛋白質(zhì)鹽析是物理變化還是化學(xué)變化？【答案】物理變化。微思考判斷正誤。(正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)(1)糖類、油脂、蛋白質(zhì)均只含C、H、O三種元素。 (

)(2)氨基酸和蛋白質(zhì)分子中均含—COOH和—NH2。 (

)(3)二肽是兩分子氨基酸縮合而成的化合物。 (

)(4)醫(yī)療器械的高溫消毒的實(shí)質(zhì)是蛋白質(zhì)的變性。 (

)(5)將(NH4)2SO4、CuSO4溶液分別加入蛋白質(zhì)溶液，都出現(xiàn)沉淀，表明二者均可使蛋白質(zhì)變性。

(

)(6)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)的主鍵是肽鍵。 (

)【答案】(1)×(2)√

(3)√

(4)√

(5)×

(6)√

課堂·重難探究重難點(diǎn)一氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[重難突破]1．氨基酸的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)(1)氨基酸的結(jié)構(gòu)。②多數(shù)氨基酸存在手性碳原子，因此多數(shù)氨基酸存在對映異構(gòu)。(2)物理性質(zhì)。熔點(diǎn)、沸點(diǎn)相對較高，大多數(shù)易溶于水，難溶于乙醇、乙醚。2．氨基酸的化學(xué)性質(zhì)(1)兩性：能與酸、堿反應(yīng)生成鹽，也能與堿性氧化物、某些更弱酸的鹽反應(yīng)(如甘氨酸與Na2CO3的反應(yīng))。氨基酸與HCl、NaOH等反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：反應(yīng)中羧基脫羥基、氨基脫氫(與酯化反應(yīng)類似)，碳、氮元素全部轉(zhuǎn)化到肽或蛋白質(zhì)中。兩分子氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→蛋白質(zhì)(相對分子質(zhì)量大于10000)。②分子內(nèi)脫水成環(huán)。③氨基酸分子縮聚成高分子。3．幾種常見的氨基酸

甘氨酸在一定條件下通過縮合反應(yīng)得到分子組成為CxH32OyN10的鏈狀物質(zhì)M?；卮鹣铝袉栴}。(1)M是_________肽，x＝__________，y＝____________。(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________，若某次實(shí)驗(yàn)中用1mol甘氨酸經(jīng)充分反應(yīng)后得到50gM，則M的產(chǎn)率約為__________%。【答案】(1)十20

11(2)10H2NCH2COOH—→H2NCH2(CONHCH2)9COOH＋9H2O

85[典例精練]【解析】(1)因甘氨酸分子中只有一個(gè)氮原子而M分子中有10個(gè)氮原子，故M是十肽，甘氨酸縮合時(shí)碳原子全部轉(zhuǎn)入M中，故x＝20，又每生成1mol十肽，會(huì)生成9molH2O，故y＝11。(2)甘氨酸縮合過程形成的是肽鍵，但首尾一端為氨基，另一端是羧基，由此可寫出對應(yīng)方程式。1mol甘氨酸質(zhì)量為75g，完全轉(zhuǎn)化為十肽時(shí)可得到58.8g，故產(chǎn)率約為85%。

下列關(guān)于氨基酸的敘述中，不正確的是 (

)A．天然的氨基酸都是晶體，一般能溶于水B．氨基酸都不能發(fā)生水解反應(yīng)

C．氨基酸是兩性化合物，能與酸、堿反應(yīng)生成鹽D．天然蛋白質(zhì)水解最終可以得到α－氨基酸、β－氨基酸等多種氨基酸【答案】D

【解析】天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是多種α－氨基酸，D錯(cuò)誤。重難點(diǎn)二蛋白質(zhì)[重難突破]1．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)官能團(tuán)種類與性質(zhì)：蛋白質(zhì)中含有—NH2、—COOH、肽鍵三種官能團(tuán)，前兩種官能團(tuán)的存在使其與氨基酸一樣具有兩性，肽鍵的存在使其能發(fā)生水解反應(yīng)。(2)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。2．蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)有一些蛋白質(zhì)不溶于水，如毛、絲、皮等；也有一些蛋白質(zhì)溶于水，如雞蛋白、豆蛋白等，能溶于水的蛋白質(zhì)形成的蛋白質(zhì)溶液具有膠體的性質(zhì)，如能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)、不能透過半透膜、能發(fā)生聚沉。3．蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)蛋白質(zhì)的水解。在酸、堿或酶的作用下，蛋白質(zhì)水解可生成肽或氨基酸，其中天然蛋白質(zhì)最終的水解產(chǎn)物是α－氨基酸。水解時(shí)肽鍵斷裂，碳原子連接羥基，氮原子連接氫原子，如下圖所示：(2)蛋白質(zhì)的鹽析與變性。蛋白質(zhì)的鹽析與變性是蛋白質(zhì)在外界因素影響下發(fā)生的變化，具體情況見下表。項(xiàng)目鹽析變性概念蛋白質(zhì)在某些鹽的濃溶液中溶解度降低而析出蛋白質(zhì)在加熱、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等條件下性質(zhì)發(fā)生改變而凝結(jié)起來特征可逆不可逆實(shí)質(zhì)溶解度降低，物理變化結(jié)構(gòu)、性質(zhì)改變，化學(xué)變化項(xiàng)目鹽析變性條件鈉、鎂、鋁等輕金屬鹽或銨鹽的濃溶液加熱、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、紫外線、重金屬鹽、苯酚、甲醛、乙醇等用途分離、提純蛋白質(zhì)殺菌、消毒實(shí)例硫酸銨(或硫酸鈉)等鹽溶液使蛋白質(zhì)鹽析重金屬鹽(例如硫酸銅)溶液能使蛋白質(zhì)變性此外還可以利用滲析法提純蛋白質(zhì)。(3)顏色反應(yīng)：某些蛋白質(zhì)遇濃硝酸會(huì)變色。幾種與顏色變化有關(guān)的“反應(yīng)”對比如下表。項(xiàng)目顯色反應(yīng)焰色實(shí)驗(yàn)含義①含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)(如雞蛋白)遇濃硝酸先變白色，加熱時(shí)變黃色；②苯酚遇FeCl3溶液顯紫色；③淀粉溶液遇碘單質(zhì)顯藍(lán)色等鈉、鉀等金屬元素被灼燒時(shí)，火焰呈現(xiàn)某種特殊的顏色的變化實(shí)質(zhì)化學(xué)變化物理變化應(yīng)用鑒別含苯環(huán)的蛋白質(zhì)、苯酚、淀粉等物質(zhì)鑒別鈉、鉀等金屬元素(4)灼燒。蛋白質(zhì)灼燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生類似燒焦羽毛的特殊氣味。生活中常利用此方法區(qū)別動(dòng)物皮毛與合成纖維。4．酶由細(xì)胞產(chǎn)生的、對生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的有機(jī)化合物，大多數(shù)是蛋白質(zhì)。催化特性：(1)條件溫和、不需加熱。(2)具有高度的專一性。(3)具有高效催化作用。A是某天然蛋白質(zhì)X在一定條件下發(fā)生水解得到的產(chǎn)物之一。經(jīng)測定：A的相對分子質(zhì)量不超過200，其中氧元素所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為26.5%；等物質(zhì)的量的A分別與NaOH、Na充分反應(yīng)，消耗兩者的物質(zhì)的量之比為1∶2；經(jīng)儀器分析A分子中含有苯環(huán)，不含—CH2—和—CH3基團(tuán)。(1)測定A的相對分子質(zhì)量的儀器是______________，A的摩爾質(zhì)量為___________________________________。[典例精練](2)A的同分異構(gòu)體有多種，寫出符合下列條件的所有異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：________________________。①與A具有相同的官能團(tuán)，是二取代苯，且苯環(huán)上的一溴代物有兩種②催化氧化產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反應(yīng)③分子中氨基與羧基的位置關(guān)系與A分子中的氨基與羧基的位置不同(3)若另一水解產(chǎn)物是甘氨酸，請寫出X中水解時(shí)能生成A與甘氨酸的結(jié)構(gòu)片段結(jié)構(gòu)簡式：______________________。(3)可由A與甘氨酸縮合確定X中相應(yīng)的結(jié)構(gòu)片段，分析中應(yīng)注意，可以是甘氨酸中—COOH與A中—NH2縮合形成肽鍵，也可以是甘氨酸中—NH2與A中—COOH縮合形成肽鍵，因此相應(yīng)的結(jié)構(gòu)片段可以有兩種表示形式。

下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中不正確的是 (

)A．蠶絲、酶、病毒的主要成分一般是蛋白質(zhì)B．蛋白質(zhì)的官能團(tuán)有肽鍵、氨基、羧基C．皮膚上不慎沾有濃硝酸時(shí)會(huì)變成黃色，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)與濃硝酸發(fā)生了顏色反應(yīng)D．蛋白質(zhì)遇飽和鹽溶液凝聚析出后均不能再溶解【答案】D[課堂小結(jié)]小練·素養(yǎng)達(dá)成1．有人分析一些小而可溶的有機(jī)分子樣品，發(fā)現(xiàn)它們含有C、H、O、N等元素，這些樣品很可能是

(

)A．脂肪酸B．氨基酸C．葡萄糖D．核糖【答案】B

【解析】選項(xiàng)物質(zhì)中只有氨基酸中含有N元素，B正確。2．糖類、油脂、蛋白質(zhì)是食物中的基本營養(yǎng)物質(zhì)。下列說法中正確的是

(

)

A．蛋白質(zhì)中只含C、H、O、N四種元素B．油脂在人體中發(fā)生水解的產(chǎn)物是氨基酸C．糖類、油脂、蛋白質(zhì)都是高分子D．纖維素屬于糖類，但不能直接被消化成為人體所需的營養(yǎng)物質(zhì)【答案】D

【解析】

蛋白質(zhì)分子中還可能含有S、P等元素，A錯(cuò)誤；油脂水解的產(chǎn)物是高級(jí)脂肪酸和甘油，B錯(cuò)誤；油脂和糖類中的單糖等都不是高分子，C錯(cuò)誤。3．棉花和羊毛都具有的特點(diǎn)是

(

)A．都溶于水B．灼燒后有燒焦羽毛的氣味C．燃燒產(chǎn)物只有CO2和H2OD．在一定條件下發(fā)生水解【答案】D

【解析】棉花的主要成分是纖維素，羊毛的主要成分是蛋白質(zhì)，二者在一定條件下均可水解，D正確。4．面筋是面粉去除了淀粉后剩余的蛋白質(zhì)。為了檢驗(yàn)濕面筋中是否還含有淀粉，可選用下列試劑中的 (

)A．酚酞溶液 B．碘酒C．濃硝酸 D．石蕊溶液【答案】B

【解析】檢驗(yàn)淀粉的試劑是I2，碘酒是碘的酒精溶液，B正確。

5．化學(xué)反應(yīng)經(jīng)常伴隨著顏色變化，下列有關(guān)反應(yīng)獲得的顏色不正確的是

(

)①紅②橙③黃④綠⑤青⑥藍(lán)⑦紫A．蛋白質(zhì)遇濃硝酸——③ B．碘遇淀粉——⑥C．苯酚遇FeCl3溶液——④ D．熱的氧化銅遇酒精——①【答案】C

【解析】C中應(yīng)呈紫色，D中熱的CuO被酒精還原為單質(zhì)銅，C符合題意。6．(2023·重慶一中期中)下列關(guān)于生物大分子的敘述正確的是

(

)A．糖類都能發(fā)生水解反應(yīng)B．酒精能使細(xì)菌中的蛋白質(zhì)鹽析而失去生理活性C．組成蛋白質(zhì)的主要元素有C、H、O、N、S等D．淀粉和纖維素的組成均為(C6H10O5)n，互為同分異構(gòu)體【答案】C

【解析】單糖不能水解，A錯(cuò)誤；酒精能使蛋白質(zhì)變性，從而失去活性，B錯(cuò)誤；組成蛋白質(zhì)的元素主要有C、H、O、N，以及S、P和少量的Zn、Cu等，C正確；二者n的取值不一樣，不能互為同分異構(gòu)體，D錯(cuò)誤。7．(2023·廣東六校聯(lián)考)甘氨