蛋白质+ 导学案+ 高二化学人教版（2019）选择性必修3

蛋白质学习目标1.认识氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质,知道氨基酸和蛋白质的关系,了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。2.认识蛋白质的组成和性质特点。认识人工合成多肽、蛋白质等的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。一、氨基酸(一)知识梳理1.氨基酸的组成和结构2.常见的氨基酸俗名结构简式系统命名甘氨酸H2N—CH2COOH丙氨酸2-氨基丙酸谷氨酸苯丙氨酸2-氨基-3-苯基丙酸半胱氨酸2-氨基-3-巯基丙酸3.氨基酸的物理性质天然氨基酸均为晶体,熔点较高,一般溶于水,而溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。

4.氨基酸的化学性质(1)氨基酸的两性氨基酸分子中既含有羧基,又含有氨基。是酸性基团,是碱性基团,因此氨基酸是两性化合物,能与酸、碱反应生成盐。

①与酸反应:

。

②与碱反应:

。

(2)成肽反应①两个氨基酸分子(可以相同,也可以不同)在一定条件下,通过氨基与羧基间缩合脱去水,形成含有的化合物,发生成肽反应。

②由两个氨基酸分子缩合后形成的含有肽键的化合物称为二肽。二肽还可以继续与其他氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽,以至生成长链的多肽。(二)互动探究营养品和药品都是保证人类健康不可缺少的物质,其性质和制法是化学研究的主要内容。已知酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸,它的结构简式如图。【问题讨论】问题1氨基酸能与碱反应,写出酪氨酸与足量NaOH溶液反应的化学方程式。

问题2两分子乳酸可发生酯化反应形成环酯,两分子酪氨酸能否发生反应形成环状结构?

问题3有两种氨基酸,分别是甘氨酸和丙氨酸,两分子氨基酸之间脱水能形成几种二肽?试写出它们的结构简式。

【探究归纳】1.氨基酸成肽反应原理氨基酸的成肽反应原理是由氨基提供的氢原子与羧基提供的羟基结合生成水。即,脱去一分子水后形成肽键()。肽键可简写为“—CONH—”,不能写成“—CNHO—”,两者的连接方式不同。2.氨基酸的缩合反应(1)两分子间缩合H2N—CH2COOH+H2N—CH2COOH--→+H2O。(2)分子间或分子内缩合成环--→+2H2O;--→+H2O。1.酪氨酸学名为2-氨基-3-对羟苯基丙酸(相对分子质量为181),它是一种含有酚羟基的芳香族极性氨基酸。其结构如图所示,下列说法错误的是()A.酪氨酸既能发生取代反应又可以发生加成反应B.酪氨酸既能与盐酸反应又能与氢氧化钠反应,且消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为2∶1C.酪氨酸中可能共面的碳原子有9个D.酪氨酸沸点比C10H21COOH(相对分子质量为186)高2.榴莲中的“乙硫氨酸”()是其散发出特殊气味的原因。下列有关该物质的叙述错误的是()A.能与盐酸反应B.在一定条件下能生成二肽C.乙硫氨酸的分子式为C6H12NSO2D.1mol该物质与碳酸氢钠溶液充分反应得到44gCO23.如图,现有三种氨基酸,最多能合成不同结构的二肽的种类()结构名称甘氨酸丙氨酸天冬氨酸A.12种 B.9种 C.6种 D.3种【题后归纳】(1)分子式相同的氨基酸与硝基化合物互为同分异构体。(2)二肽是指两分子氨基酸缩去1分子水形成含有肽键的化合物,n肽则是n分子氨基酸缩去n-1分子水形成的含有n-1个肽键的化合物。二、蛋白质(一)知识梳理1.蛋白质的组成和结构定义蛋白质是由多种通过等相互连接形成的一类生物大分子。

组成蛋白质中主要含有等元素,属于天然有机,其溶液具有的某些性质。

结构蛋白质的结构不仅取决于、及,还与其有关。

2.蛋白质的性质3.酶(二)互动探究通过实验探究蛋白质的性质实验序号实验操作①②③④⑤【问题讨论】问题1填写下列表格,完成对应实验现象。实验操作实验现象①试管①中出现;试管②中

②加热后产生,加入蒸馏水后

③加入硝酸银溶液后产生,加入蒸馏水后

④加入乙醇后产生,加入蒸馏水后

⑤加入浓硝酸后产生,加热后

问题2可以采用什么方法检验蛋白质?

问题3医用酒精、84消毒液、紫外线等能杀菌消毒所依据的原理是什么?在临床上解救Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金属盐中毒的病人时,为什么要求病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等?

问题4加酶洗衣粉为何一般不能在70℃以上的水中使用?

【探究归纳】1.蛋白质的水解反应蛋白质的水解:在酸、碱或酶的作用下,肽键断裂,碳原子连接羟基,氮原子连接氢原子。肽键水解原理示意图如下:2.蛋白质的盐析和变性盐析变性概念少量的某些可溶性盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)在蛋白质溶液中达到一定浓度时,使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析出,这种作用称为盐析在某些物理或化学因素的影响下,蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象称为蛋白质的变性特征可逆不可逆条件碱金属、镁、铝等轻金属盐或铵盐的浓溶液加热等物理因素;强酸、强碱、强氧化剂、重金属盐、乙醇等化学因素用途分离提纯蛋白质杀菌、消毒注意通常认为盐析是物理变化,变性是化学变化,但是教材中对于蛋白质变性属于化学变化并没有明确的说法。实际上有些变性主要是破坏次级键不涉及一级结构的改变,有些变性因素比如尿素或β-巯基乙醇等除去变性因素是可以“复性(可逆的)”,其他因素轻度变性也是可以复性(可逆)。即从中学对化学反应本质的认识角度讲,大多数变性属于物理变化才是合适的。4.我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列成果研究的物质属于蛋白质的是()A.陶瓷烧制 B.黑火药C.造纸术 D.合成结晶牛胰岛素5.(2024·湖北武汉新洲区高二期末)下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是()A.大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成氨基酸B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性C.α-氨基丙酸与α-氨基苯丙酸混合物脱水可生成4种二肽D.酶均是生物体对复杂反应具有高效催化作用的蛋白质蛋白质一、(一)1.氨基氨基2.氨基乙酸2-氨基戊二酸3.无色能难4.(1)羧基氨基①+HCl--→②+NaOH--→+H2O(2)①肽键()(二)问题1+2NaOH--→+2H2O。问题2能。产物为。问题3甘氨酸两分子脱水形成二肽:;丙氨酸两分子脱水形成二肽:;甘氨酸与丙氨酸分子间脱水形成两种二肽:,,共形成四种二肽。对点训练1.B[酪氨酸有羟基、羧基、氨基都能发生取代反应,有苯环可以发生加成反应,故A正确;酪氨酸含有氨基能与盐酸反应,有酚羟基、羧基又能与氢氧化钠反应,且消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为1∶2,故B错误;酪氨酸中支链上的碳都可能与苯环共面,故可能共面的碳原子有9个,故C正确;C10H21COOH的相对分子质量为186,但酪氨酸分子间能形成多个氢键,导致酪氨酸的沸点远高于C10H21COOH,D项正确。]2.C[该物质中含有氨基,氨基显碱性,能与盐酸反应,A正确;该结构中含有氨基、羧基,可发生分子间取代生成二肽,B正确;由结构简式可知该物质的分子式为C6H13NSO2,C错误;1mol该物质中含有1mol—COOH,能消耗1mol碳酸氢钠,生成1mol二氧化碳,即44gCO2,D正确。]3.B[由两个氨基酸分子缩合后形成的含肽键的化合物称为二肽;三种氨基酸形成二肽时,若由同种氨基酸分子形成的二肽,则有三种;若由两种不同的氨基酸分子形成二肽,甘氨酸与丙氨酸形成两种,甘氨酸与天冬氨酸形成两种,丙氨酸与天冬氨酸形成两种;故形成的二肽最多有3+2+2+2=9种;答案选B。]二、(一)1.氨基酸肽键C、H、O、N、S高分子胶体多肽链的氨基酸种类数目排列顺序特定的空间结构排列顺序氢键空间结构三级结构2.酸、碱或酶氨基酸碱酸苯环3.催化蛋白质专一性(二)问题1实验操作实验现象①试管①中出现白色沉淀;试管②中白色沉淀消失②加热后产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀不溶解③加入硝酸银溶液后产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀不溶解④加入乙醇后产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀不溶解⑤加入浓硝酸后产生白色沉淀,加热后沉淀变黄色问题2(1)显色反应:向溶液中加入浓硝酸会有白色沉淀产生,加热后沉淀变黄色。(2)灼烧法:灼烧,可闻到烧焦羽毛气味。问题3依据的原理是它们能使细菌、病毒等生物蛋白质变性。生鸡蛋、牛奶、豆浆中含有丰富的蛋白质,重金属离子破坏这些食物中的蛋白质,而减少对人的伤害。问题4洗衣粉中有酶存在,超过适宜的温度,酶将失去活性。对点训练4.D[A.陶瓷的主要成分是硅酸盐,陶瓷烧制研究的物质是硅的化合物,A不符合题意;B.黑火药研究的物质是硫、碳和硝酸钾,B不符合题意;C.造纸术研究的物质是纤维素,C不符合题意;D.胰岛素的主要成分是蛋白质,故合成结晶牛胰岛素研究的物质是蛋白质,D符合题意。]5.C