【導(dǎo)學(xué)案】2021年高中化學(xué)導(dǎo)學(xué)案魯科版選修5教師用書-2.4.2氨基酸和蛋白質(zhì)

第2課時氨基酸和蛋白質(zhì)1.了解氨基酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。2.了解氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)之間的關(guān)系。3.知道蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性,了解酶的催化作用的特點。4.生疏人工合成多肽、蛋白質(zhì)和核酸的意義,體會化學(xué)科學(xué)在生命科學(xué)進展中的重要作用。1.以氨基酸為核心,學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的構(gòu)成及性質(zhì)。2.應(yīng)結(jié)合必修所學(xué)內(nèi)容,進一步深化了解蛋白質(zhì)有關(guān)內(nèi)容以及蛋白質(zhì)具有簡單多樣性、生理活性的緣由。一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1.氨基酸(1)氨基酸是①氨基(—NH2)取代了羧酸分子中烴基上的氫原子形成的②取代羧酸。自然?蛋白質(zhì)水解后均可得到③α-氨基酸,其通式可表示為④

。纈氨酸和苯丙氨酸的結(jié)構(gòu)簡式分別為⑤

、

。(2)氨基酸的解離形式(OH-可以與—COOH反應(yīng),可以與—NQUOTE反應(yīng);H+可以與—NH2反應(yīng),可以與—COO-反應(yīng))(3)氨基酸的等電點是氨基酸水溶液中陰、陽離子濃度相等時的pH;達(dá)到等電點時,氨基酸在水中的溶解度最小。(4)可發(fā)生縮合反應(yīng)。2.多肽(1)酰胺鍵的結(jié)構(gòu)式為,可簡寫為⑥—CONH—,它又稱為⑦肽鍵,是由一個α-氨基酸分子的⑧羧基和另一個α-氨基酸分子的⑨氨基脫去一分子水形成的。(2)由四個氨基酸分子脫去3個水分子形成的是四肽,它含有三個肽鍵。三肽以上均可稱為多肽。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.蛋白質(zhì)(1)α-氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

(2)核心官能團是—CONH—(鈦鍵),相對分子質(zhì)量在10000以上。(3)形成原理:不同的α-氨基酸通過分子間脫水縮合形成肽鍵連接而成的高分子化合物;每種蛋白質(zhì)都有唯一而精確?????的α-氨基酸的序列。(4)性質(zhì):水解、鹽析、變性、顏色反應(yīng)等。(5)生理功能每種蛋白質(zhì)都有肯定的生理活性,且結(jié)構(gòu)與生理功能是高度統(tǒng)一的。2.酶(1)含義:酶是具有生物活性,對很多有機化學(xué)反應(yīng)和生物體內(nèi)進行的簡單化學(xué)反應(yīng)具有很強催化作用的蛋白質(zhì)。(2)催化的特點:①需要比較溫存的條件;在接近體溫存中性環(huán)境中,酶才能夠發(fā)揮較好的催化作用。②具有高度的專一性:某一種酶僅對某種物質(zhì)的給定反應(yīng)起催化作用。③效率格外高:酶的催化效率是一般催化劑的107~1013倍。1.氨基酸為什么呈兩性?還有哪些物質(zhì)是兩性化合物?【答案】氨基酸有羧基呈酸性,有氨基呈堿性(同氨氣)。兩性化合物還有兩性氧化物和氫氧化物,比如氧化鋁和氫氧化鋁。2.從蛋白質(zhì)性質(zhì)角度分析用“放療”和“化療”方法治療惡性腫瘤的原理?【答案】“放療”是利用射線使腫瘤細(xì)胞變性,“化療”是利用化學(xué)藥品使腫瘤細(xì)胞變性。3.為什么喝豆?jié){時,不能沖入雞蛋?【答案】由于雞蛋中的黏性蛋白會與豆?jié){里的胰蛋白酶結(jié)合,產(chǎn)生不易被人體吸取的物質(zhì),使雞蛋和豆?jié){失去原有的養(yǎng)分價值。探究1:氨基酸和多肽下列關(guān)于氨基酸結(jié)構(gòu)的敘述中不正確的是()。A.氨基酸屬于取代羧酸B.氨基酸分子中含有氨基和羧基,而且氨基和羧基是氨基酸的官能團C.氨基酸都是α-氨基酸D.氨基酸是羧酸分子中烴基的氫原子被氨基取代的化合物【解析】氨基酸分子結(jié)構(gòu)中含有氨基、羧基,其中氨基居于羧酸烴基氫原子的位置上,所以氨基酸是羧酸的取代物,即取代羧酸。氨基和羧基連在同一個碳原子上的氨基酸為α-氨基酸?！敬鸢浮緾1.氨基酸的官能團有哪些?【答案】羧基和氨基。2.氨基酸、二肽、油脂、聚丙烯中,屬于高分子化合物的有哪些?【答案】聚丙烯。3.同時能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)肯定是兩性物質(zhì)嗎?【答案】不肯定,兩性物質(zhì)的定義是能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì),且都生成鹽和水(無其他物質(zhì)生成)。弱酸酸式鹽、弱酸弱堿鹽都不是兩性物質(zhì)。氨基酸的性質(zhì)及多肽化合物1.氨基酸不屬于高分子化合物,屬于有機小分子;由于氨基酸結(jié)構(gòu)中具備羧基和氨基雙官能團,所以氨基酸既具備羧酸的性質(zhì),又具備氨基的性質(zhì)。2.二肽及多肽都可以水解,水解所得氨基酸分子數(shù)與“幾”肽中的“幾”是對應(yīng)的,即二肽水解可以得到兩個氨基酸分子,三肽水解可以得到三個氨基酸分子。3.多肽中肽鍵數(shù)目比“幾”肽中的“幾”少一個,如二肽中肽鍵數(shù)目為1個,三肽中肽鍵數(shù)目為2個。探究2:蛋白質(zhì)和酶下列過程中不屬于化學(xué)變化的是()。A.在蛋白質(zhì)溶液中,加入飽和硫酸銨溶液,有沉淀析出B.皮膚不慎沾上濃硝酸而呈現(xiàn)黃色C.在蛋白質(zhì)溶液中加入硫酸銅溶液,有沉淀析出D.用稀釋的福爾馬林溶液(0.1%~0.5%)浸泡植物種子【解析】逐一分析各項所列過程的實質(zhì),以有無新物質(zhì)生成來區(qū)分是否為化學(xué)變化。A項在蛋白質(zhì)溶液中加入飽和硫酸銨溶液,是鹽析過程,析出的蛋白質(zhì)性質(zhì)并無變化,即沒有新物質(zhì)生成,加水后析出的蛋白質(zhì)仍能溶解,A項不是化學(xué)變化;B項皮膚不慎沾上濃硝酸顯黃色,屬于蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng),是化學(xué)變化過程;C項在蛋白質(zhì)溶液中加入硫酸銅溶液,析出沉淀是由于蛋白質(zhì)變性,屬化學(xué)變化;D項用稀釋的福爾馬林溶液殺滅種子上的細(xì)菌和微生物,使這些生物體的蛋白質(zhì)發(fā)生變性,是化學(xué)變化?！敬鸢浮緼1.蛋白質(zhì)中加入濃硝酸發(fā)生顯色反應(yīng),此時蛋白質(zhì)是變性還是鹽析?【答案】變性。由于濃硝酸具有很強的氧化性和腐蝕性,破壞了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。2.蛋白質(zhì)的鹽析和變性有何差別?【答案】蛋白質(zhì)的鹽析是指在蛋白質(zhì)溶液中加入輕金屬鹽,由于蛋白質(zhì)的溶解性降低而析出,其結(jié)構(gòu)和生理活性未轉(zhuǎn)變,是物理變化,為可逆變化;當(dāng)加入重金屬鹽或強酸強堿以及某些有機物,蛋白質(zhì)失去生理活性、結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變,是化學(xué)變化,為不行逆變化。蛋白質(zhì)的性質(zhì)1.酶的催化效率是目前任何化學(xué)工業(yè)上使用的化學(xué)催化劑都無法比擬的,酶的催化效率是一般催化劑催化效率的107~1013倍。2.(1)有些蛋白質(zhì)能溶于水,但由于分子直徑相對較大,一般形成膠體。(2)向蛋白質(zhì)溶液中加濃的Na2SO4溶液或濃的(NH4)2SO4溶液,可使蛋白質(zhì)的溶解度降低而從溶液中析出,這種作用叫鹽析。析出的蛋白質(zhì)可以再次溶于水,即蛋白質(zhì)的鹽析是可逆的。(3)在加熱、酸、堿、重金屬鹽、甲醛、苯酚、紫外線等作用下,使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而分散起來,失去蛋白質(zhì)的生理活性。誤食重金屬鹽會引起中毒,常服用富含蛋白質(zhì)的牛奶或新穎雞蛋清來解毒。(4)蛋白質(zhì)中除了含C、H、O元素外,還含有N、S等元素,所以灼燒時具有燒焦羽毛的氣味。常用于檢驗蛋白質(zhì)。(5)分子中有苯環(huán)的蛋白質(zhì)才能跟濃HNO3作用呈黃色?！咎厥馓崾尽縜.自然?蛋白質(zhì)一般都含有苯環(huán)。b.常用顏色反應(yīng)來檢驗蛋白質(zhì)。1.某期刊封面上有一個分子的球棍模型圖,如圖所示,圖中“棍”代表單鍵、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.氨基酸B.醇鈉C.鹵代羧酸 D.酯【答案】A2.蛋白質(zhì)溶液分別做如下處理仍不失去生理活性的是()。A.高溫加熱B.紫外線照射C.食鹽水 D.加NaOH溶液【答案】C3.蒙古牧民寵愛用銀器盛鮮牛奶,現(xiàn)代科學(xué)證明,用銀器盛放鮮牛奶確有其科學(xué)依據(jù),其科學(xué)依據(jù)是()。A.溶有極微量的銀離子,可殺死牛奶中的細(xì)菌防止牛奶變質(zhì)B.用銀器盛放牛奶,可以補充人體所必需的銀元素C.銀易導(dǎo)熱,牛奶涼得快D.銀的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,牢固耐用【答案】A4.某有機化合物的結(jié)構(gòu)簡式為,依據(jù)其結(jié)構(gòu)簡式回答下列有關(guān)問題。(1)該物質(zhì)屬于,分子中所含有的官能團有(填名稱)。

(2)依據(jù)有機化合物的性質(zhì)可以猜測其性質(zhì),例如從該物質(zhì)中的羧基動身,該物質(zhì)可能具有的性質(zhì)有哪些,并舉例說明:(至少答兩條)。

(3)該物質(zhì)實際具有的性質(zhì)有(至少答兩條)。

(4)若該物質(zhì)的分子式為C3H7NO2,其形成的九肽的分子式為。

【答案】(1)氨基酸(或α-氨基酸);氨基、羧基(2