【导学案】2021年高中化学导学案鲁科版选修5教师用书-2.4.2氨基酸和蛋白质

第2课时氨基酸和蛋白质1.了解氨基酸的结构、性质。2.了解氨基酸、多肽、蛋白质之间的关系。3.知道蛋白质结构与功能的统一性,了解酶的催化作用的特点。4.生疏人工合成多肽、蛋白质和核酸的意义,体会化学科学在生命科学进展中的重要作用。1.以氨基酸为核心,学习蛋白质的构成及性质。2.应结合必修所学内容,进一步深化了解蛋白质有关内容以及蛋白质具有简单多样性、生理活性的缘由。一、氨基酸的结构和性质1.氨基酸(1)氨基酸是①氨基(—NH2)取代了羧酸分子中烃基上的氢原子形成的②取代羧酸。自然 蛋白质水解后均可得到③α-氨基酸,其通式可表示为④

。缬氨酸和苯丙氨酸的结构简式分别为⑤

、

。(2)氨基酸的解离形式(OH-可以与—COOH反应,可以与—NQUOTE反应;H+可以与—NH2反应,可以与—COO-反应)(3)氨基酸的等电点是氨基酸水溶液中阴、阳离子浓度相等时的pH;达到等电点时,氨基酸在水中的溶解度最小。(4)可发生缩合反应。2.多肽(1)酰胺键的结构式为,可简写为⑥—CONH—,它又称为⑦肽键,是由一个α-氨基酸分子的⑧羧基和另一个α-氨基酸分子的⑨氨基脱去一分子水形成的。(2)由四个氨基酸分子脱去3个水分子形成的是四肽,它含有三个肽键。三肽以上均可称为多肽。二、蛋白质的结构与性质1.蛋白质(1)α-氨基酸是构成蛋白质的物质基础。

(2)核心官能团是—CONH—(钛键),相对分子质量在10000以上。(3)形成原理:不同的α-氨基酸通过分子间脱水缩合形成肽键连接而成的高分子化合物;每种蛋白质都有唯一而精确     的α-氨基酸的序列。(4)性质:水解、盐析、变性、颜色反应等。(5)生理功能每种蛋白质都有肯定的生理活性,且结构与生理功能是高度统一的。2.酶(1)含义:酶是具有生物活性,对很多有机化学反应和生物体内进行的简单化学反应具有很强催化作用的蛋白质。(2)催化的特点:①需要比较温存的条件;在接近体温存中性环境中,酶才能够发挥较好的催化作用。②具有高度的专一性:某一种酶仅对某种物质的给定反应起催化作用。③效率格外高:酶的催化效率是一般催化剂的107~1013倍。1.氨基酸为什么呈两性?还有哪些物质是两性化合物?【答案】氨基酸有羧基呈酸性,有氨基呈碱性(同氨气)。两性化合物还有两性氧化物和氢氧化物,比如氧化铝和氢氧化铝。2.从蛋白质性质角度分析用“放疗”和“化疗”方法治疗恶性肿瘤的原理?【答案】“放疗”是利用射线使肿瘤细胞变性,“化疗”是利用化学药品使肿瘤细胞变性。3.为什么喝豆浆时,不能冲入鸡蛋?【答案】由于鸡蛋中的黏性蛋白会与豆浆里的胰蛋白酶结合,产生不易被人体吸取的物质,使鸡蛋和豆浆失去原有的养分价值。探究1:氨基酸和多肽下列关于氨基酸结构的叙述中不正确的是()。A.氨基酸属于取代羧酸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团C.氨基酸都是α-氨基酸D.氨基酸是羧酸分子中烃基的氢原子被氨基取代的化合物【解析】氨基酸分子结构中含有氨基、羧基,其中氨基居于羧酸烃基氢原子的位置上,所以氨基酸是羧酸的取代物,即取代羧酸。氨基和羧基连在同一个碳原子上的氨基酸为α-氨基酸。【答案】C1.氨基酸的官能团有哪些?【答案】羧基和氨基。2.氨基酸、二肽、油脂、聚丙烯中,属于高分子化合物的有哪些?【答案】聚丙烯。3.同时能与酸反应又能与碱反应的物质肯定是两性物质吗?【答案】不肯定,两性物质的定义是能与酸反应又能与碱反应的物质,且都生成盐和水(无其他物质生成)。弱酸酸式盐、弱酸弱碱盐都不是两性物质。氨基酸的性质及多肽化合物1.氨基酸不属于高分子化合物,属于有机小分子;由于氨基酸结构中具备羧基和氨基双官能团,所以氨基酸既具备羧酸的性质,又具备氨基的性质。2.二肽及多肽都可以水解,水解所得氨基酸分子数与“几”肽中的“几”是对应的,即二肽水解可以得到两个氨基酸分子,三肽水解可以得到三个氨基酸分子。3.多肽中肽键数目比“几”肽中的“几”少一个,如二肽中肽键数目为1个,三肽中肽键数目为2个。探究2:蛋白质和酶下列过程中不属于化学变化的是()。A.在蛋白质溶液中,加入饱和硫酸铵溶液,有沉淀析出B.皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色C.在蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液,有沉淀析出D.用稀释的福尔马林溶液(0.1%~0.5%)浸泡植物种子【解析】逐一分析各项所列过程的实质,以有无新物质生成来区分是否为化学变化。A项在蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,是盐析过程,析出的蛋白质性质并无变化,即没有新物质生成,加水后析出的蛋白质仍能溶解,A项不是化学变化;B项皮肤不慎沾上浓硝酸显黄色,属于蛋白质的颜色反应,是化学变化过程;C项在蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液,析出沉淀是由于蛋白质变性,属化学变化;D项用稀释的福尔马林溶液杀灭种子上的细菌和微生物,使这些生物体的蛋白质发生变性,是化学变化。【答案】A1.蛋白质中加入浓硝酸发生显色反应,此时蛋白质是变性还是盐析?【答案】变性。由于浓硝酸具有很强的氧化性和腐蚀性,破坏了蛋白质的结构。2.蛋白质的盐析和变性有何差别?【答案】蛋白质的盐析是指在蛋白质溶液中加入轻金属盐,由于蛋白质的溶解性降低而析出,其结构和生理活性未转变,是物理变化,为可逆变化;当加入重金属盐或强酸强碱以及某些有机物,蛋白质失去生理活性、结构发生转变,是化学变化,为不行逆变化。蛋白质的性质1.酶的催化效率是目前任何化学工业上使用的化学催化剂都无法比拟的,酶的催化效率是一般催化剂催化效率的107~1013倍。2.(1)有些蛋白质能溶于水,但由于分子直径相对较大,一般形成胶体。(2)向蛋白质溶液中加浓的Na2SO4溶液或浓的(NH4)2SO4溶液,可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,这种作用叫盐析。析出的蛋白质可以再次溶于水,即蛋白质的盐析是可逆的。(3)在加热、酸、碱、重金属盐、甲醛、苯酚、紫外线等作用下,使蛋白质的结构发生变化而分散起来,失去蛋白质的生理活性。误食重金属盐会引起中毒,常服用富含蛋白质的牛奶或新颖鸡蛋清来解毒。(4)蛋白质中除了含C、H、O元素外,还含有N、S等元素,所以灼烧时具有烧焦羽毛的气味。常用于检验蛋白质。(5)分子中有苯环的蛋白质才能跟浓HNO3作用呈黄色。【特殊提示】a.自然 蛋白质一般都含有苯环。b.常用颜色反应来检验蛋白质。1.某期刊封面上有一个分子的球棍模型图,如图所示,图中“棍”代表单键、双键或叁键。不同颜色的球代表不同元素的原子,该模型图可代表一种()。A.氨基酸B.醇钠C.卤代羧酸 D.酯【答案】A2.蛋白质溶液分别做如下处理仍不失去生理活性的是()。A.高温加热B.紫外线照射C.食盐水 D.加NaOH溶液【答案】C3.蒙古牧民宠爱用银器盛鲜牛奶,现代科学证明,用银器盛放鲜牛奶确有其科学依据,其科学依据是()。A.溶有极微量的银离子,可杀死牛奶中的细菌防止牛奶变质B.用银器盛放牛奶,可以补充人体所必需的银元素C.银易导热,牛奶凉得快D.银的化学性质稳定,牢固耐用【答案】A4.某有机化合物的结构简式为,依据其结构简式回答下列有关问题。(1)该物质属于,分子中所含有的官能团有(填名称)。

(2)依据有机化合物的性质可以猜测其性质,例如从该物质中的羧基动身,该物质可能具有的性质有哪些,并举例说明:(至少答两条)。

(3)该物质实际具有的性质有(至少答两条)。

(4)若该物质的分子式为C3H7NO2,其形成的九肽的分子式为。

【答案】(1)氨基酸(或α-氨基酸);氨基、羧基(2