1、-1- 第二节第二节 蛋白质蛋白质 -2- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 素 养 目 标 1.通过对氨基酸、多肽和蛋白质的官能团、结构特点的微观探 析,推测它们的化学性质,形成“结构决定性质”的观念,形成宏观辨 识与微观探析的学科素养。 2.通过实验探究蛋白质的性质,发现问题并解决问题,并得出蛋白 质检验的简单实验方案,形成科学探究与创新意识的学科素养。 3.通过对人工合成多肽、蛋白质等在生命科学发展中所起的重 要作用,认识化学在生产、生活中的重大贡献,形成科学态度与社 会责任的学科素养。 -3- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备
2、知识 正误判断 1.蛋白质含有C、H、O、N、S等元素,属于天然高分子,在一定条 件下可以发生水解反应得到氨基酸。 2.蛋白质溶液中加入浓的硫酸钠溶液会发生盐析,但若加入硫酸铜 溶液会发生变性。 3.灼烧蛋白质有类似烧焦羽毛的气味,可用于鉴别蛋白质。 -4- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 一、氨基酸 1.结构 -5- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 2.常见的氨基酸 俗名 结构简式 命名 甘氨酸 H2NCH2COOH 氨基乙酸 丙氨酸 2-氨基丙酸 谷氨酸 2-氨基戊二
3、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 -6- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 【微思考1】根据常见的-氨基酸的结构分析,所有的-氨基酸都 存在对映异构体吗? 提示-氨基酸除甘氨酸外,一般分子中含有手性碳原子,具有对映异 构体。 -7- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 3.性质 (1)物理性质 -8- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 (2)化学性质 书写有关化学方程式(以
4、甘氨酸为例): -9- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 4.肽和成肽反应 (1)成肽反应:两个氨基酸分子(可以相同,也可不同)在一定条件下, 通过氨基和羧基间缩合脱去水,形成含有肽键的化合物的反应。 (2)二肽:由两个氨基酸分子缩合后形成的含有肽键的化合物。 (3)多肽:二肽继续与其他氨基酸分子缩合可生成长链的多肽。多 肽常成链状,也叫肽链;一般把相对分子质量在10 000以上,并具有 一定空间结构的多肽称为蛋白质。 -10- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 二、蛋白质
5、1.蛋白质的组成结构 (1)组成元素 蛋白质中主要含有C、H、O、N、S等元素,有些还含有P、Fe、Zn、 Cu等元素。 -11- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 (2)四级结构 -12- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 2.蛋白质的主要性质 (1)两性 形成蛋白质的多肽由多个氨基酸缩合形成,在多肽链的两端存在着 自由的氨基和羧基,侧链中也往往存在酸性或碱性基团。因此,蛋 白质既能与酸反应,又能与碱反应。 -13- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素
6、养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 (2)水解 水解原理: +H2O+ 。 水解过程: 蛋白质多肽氨基酸。 人体内变化: 蛋白质多肽氨基酸人体需要的蛋白质。 -14- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 (3)盐析 实验探究: 实验 操作 实验 现象 试管中出现白色沉淀;试管中白色沉淀消失 -15- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 实验结论: -16- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 (4)变性 实验探究: 实验
7、操作 实验现象 加热后产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀 不溶解 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 -17- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 实验操作 实验现象 加入乙醇后产生白色沉淀,加入蒸馏水后 沉淀不溶解 -18- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 实验结论: -19- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 【微思考2】在临床上解救Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金属离子中毒的 病人时,为什么要
8、求病人服用大量含蛋白质丰富的蛋清、牛奶或豆 浆等? 提示蛋清、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,而减少对病人本身蛋白质的损伤。 -20- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 (5)显色反应 实验探究: 实验结论: 显色反应:含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸呈黄色。除了硝酸,其他 一些试剂也可以与蛋白质作用,呈现特定的颜色,可用于蛋白质的 分析检测。 (6)蛋白质灼烧有类似烧焦羽毛的气味。 实验操作 实验现象 加入浓硝酸后产生白色沉淀,加热后沉淀变黄色 -21- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课
9、前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 3.胰岛素 (1)胰岛素是由胰腺分泌的一种激素,具有调节体内糖类、蛋白质和 脂肪代谢等功能。 (2)结构确定:胰岛素是最先被确定氨基酸序列的蛋白质,其结构由 桑格等于1955年测定。 (3)人工合成 中国科学院生物化学研究所、有机化学研究所和北京大学化学系 等单位的多位科学家经过长期不懈努力,在1965年首先合成了 结晶牛胰岛素。 -22- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 三、酶 -23- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 (1)
10、氨基酸是一种既能与强碱反应又能与强酸反应的有机高分子。 ( ) 提示。氨基酸是有机小分子。 (2)酶的催化作用是温度越高越好。( ) 提示。温度过高,会使酶失去活性而失去催化作用。 (3)蛋白质遇浓硝酸都会显黄色。( ) 提示。含有苯环的蛋白质遇浓硝酸才会显黄色。 (4)硫酸铵溶液会使蛋白质发生变性。( ) 提示。硫酸铵浓溶液会使蛋白质发生盐析。 -24- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课前篇素养初探 知识铺垫 必备知识 正误判断 (5)氨基酸分子、烃分子中的氢原子数均为偶数。( ) 提示。氨基酸分子中的氢原子数通常为奇数。 (6)氨基酸能发生酯化反应、成肽反应和水解反应。(
11、 ) 提示。氨基酸不能发生水解反应。 (7)向两份蛋白质溶液中分别加入饱和NaCl溶液和CuSO4溶液,均有 固体析出,两者原理相同。( ) 提示。原理不同,前者是盐析,后者是变性。 -25- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 氨基酸的两大性质氨基酸的两大性质 问题探究 1.氨基酸脱水形成二肽的反应,属于取代反应吗? 提示属于。因为从反应过程看,氨基酸缩聚可以看成氨基上的H被 取代,也可以看成羧基上的羟基被取代。 2.3个甘氨酸分子发生缩合反应最多可以生成几个水分子? 提示3个。氨基酸分子缩合既可形成链状结构也可以形成环状结 构
12、,其中形成环状结构时可以产生3个水分子。 -26- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 3.甘氨酸和丙氨酸的混合物在一定条件下能形成几种二肽?写出可 能形成的二肽的结构简式。 提示4种。结构简式为 、 、。 -27- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 深化拓展 1.两性 (表现酸性) -28- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 2.成肽反应 (1)肽键 氨基酸分子的羧基与氨基酸分子的氨基可脱水形成肽键
13、(与酯化反 应类似)。 (2)成环分子内或分子间脱水成环 +2H2O; +H2O。 -29- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 (3)氨基酸分子缩聚成高分子 +(n-1)H2O。 -30- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例1(2020河北邯郸高二检测)科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病 病毒感染者的免疫力,对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱 氨酸的结构简式为 ,则下列说法错误的 是( ) A.半胱氨酸属于-氨基酸 B.半胱氨酸既能跟强酸反应,又能跟
14、强碱反应 C.半胱氨酸不能与NaOH溶液反应放出碱性气体 D.两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为 -31- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案D 解析A项,半胱氨酸可以看作是HSCH2CH2COOH中-碳原子上的氢 原子被氨基取代的产物,是-氨基酸;B项,半胱氨酸既含有羧基又含 有氨基,既能跟强碱反应又能跟强酸反应;C项,半胱氨酸与NaOH溶 液反应只能生成半胱氨酸钠,不能生成氨气;D项,两分子半胱氨酸 脱水形成的二肽结构简式应为 。 -32- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务
15、二 素养脉络 随堂检测 变式训练1下列关于氨基酸的叙述中,不正确的是( ) A.天然氨基酸都是晶体,一般能溶于水 B.氨基酸都不能发生水解反应 C.氨基酸是两性化合物,能与酸、碱反应生成盐 D.氨基酸的官能团有氨基和羟基 答案D 解析天然氨基酸熔点较高,室温下均为晶体,一般能溶于水而难溶 于乙醇、乙醚;氨基酸含有氨基和羧基,是两性化合物,能与酸、碱 反应生成盐;氨基酸分子间能发生成肽反应,但氨基酸都不能发生 水解反应。 -33- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 蛋白质的性质蛋白质的性质 问题探究 1.可以采用什么方法检验蛋白质
16、? 提示显色反应。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。灼烧法。灼烧,可闻到类似烧焦羽毛气味。 2.如何分离提纯蛋白质? 提示常用盐析法来分离提纯蛋白质,因为盐析过程是可逆的。 对于蛋白质溶液(属于胶体),可用渗析法除去其中的杂质离子。 -34- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 深化拓展 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: -35- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素
17、养脉络 随堂检测 2.蛋白质的盐析和变性的比较 名称 盐析 变性 定义 当某些可溶性盐(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,会使蛋白质的溶解 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 实质 溶解度降低,物理变化 结构、性质改变,化学变化 -36- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 名称 盐析 变性 条件 碱金属、镁、铝等轻 金属盐或铵盐的浓溶 液 加热、加压、振荡、超声波、放射线、 紫外线、
18、强酸、强碱、重金属盐、甲 醛、乙醇等 用途 分离、提纯蛋白质 杀菌、消毒 实例 硫酸铵、硫酸钠等盐 的浓溶液使蛋白质发 生盐析 重金属盐(例如硫酸铜)溶液使蛋白质 变性 -37- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例2某蛋白质的结构片段如下: (1)上述蛋白质的结构片段的水解产物中不属于-氨基酸的结构简 式是 。 -38- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 (2)上述蛋白质的结构片段水解后的氨基酸中,某氨基酸分子中碳、 氢原子数比值最大。 该氨基酸与N
19、aOH反应的化学方程式 为 。 两分子该氨基酸缩合形成环状物质的分子式为 。 (3)已知上述蛋白质结构片段的相对分子质量为364,则水解生成的 各种氨基酸的相对分子质量之和为 。 -39- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案(1) (2) +NaOH+H2O C16H14N2O2 (3)436 -40- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 解析(1)根据蛋白质的水解规律,可得该蛋白质的结构片段水解生成 的氨基酸如下: 、 、H2NCH2COOH,其中 不属于 -
20、氨基酸。 -41- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 (2) 分子中碳、氢原子数比值最大,其分子式为 C8H9NO2,两分子缩合形成环状物质时应脱去两分子H2O,根据原子 守恒可知所得缩合物的分子式为C16H14N2O2。 (3)水解生成了4种氨基酸,相应地增加了4个H2O分子的相对分子质 量,即水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为364+72=436。 -42- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 变式训练2下列关于乙肝病毒的主要成分的说法不正确的是( ) A
21、.属于高分子 B.水解的最终产物能与酸或碱反应 C.遇浓硝酸会变性 D.水解时碳氧键断裂 答案D 解析蛋白质是高分子,A正确;蛋白质水解的最终产物是氨基酸, 能与酸或碱反应,B正确;C正确;水解时肽键断裂( 中的 CN),D错误。 -43- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 -44- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 1.某有机化合物含有C、H、O、N等元素,该有机化合物在水中形 成的分散系无丁达尔效应,则该有机化合物可能是( ) A.脂肪 B.淀粉 C.蛋白质
22、D.氨基酸 答案D 解析物质中含有N元素,则可能为氨基酸或蛋白质。蛋白质溶于水 形成胶体,有丁达尔效应,该有机化合物可能是氨基酸。 -45- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 2.绝大多数的酶是蛋白质,能催化多种化学反应。下列表示温度与 化学反应速率的关系曲线中,以酶作催化剂的是( ) 答案C 解析酶的催化作用需要适宜的温度,在合适温度下催化效率最高, 当温度超过一定范围会失去催化作用。 -46- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 3.(2020安徽芜湖高二检测)
23、天然蛋白质水解得到的-氨基酸的结构 如图所示,下列有关-氨基酸的说法中错误的是( ) A.-氨基酸既能与酸反应,又能与碱反应 B.-氨基酸在酸溶液中主要以阳离子形式存在 C.-氨基酸在碱溶液中主要以阴离子形式存在 D.-氨基酸难溶于水 答案D 解析氨基酸中官能团有羧基和氨基,既有酸性又有碱性,故能与酸、 碱发生反应。氨基和羧基是亲水官能团,故可以溶于水,D错误。 -47- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 4.下列现象不属于蛋白质变性的是( ) A.利用紫外线对医疗器械进行消毒 B.用稀的福尔马林浸泡种子 C.用波尔多液防治作物
24、虫害 D.蛋白质溶液加入食盐变浑浊 答案D 解析紫外线能使细菌蛋白质变性,可以消毒,故A错误;稀的福尔马 林即甲醛稀溶液,能使蛋白质变性,从而达到驱虫杀菌的效果,故B错 误;波尔多液中含有Cu2+,能使蛋白质变性,从而达到防治作物虫害 作用,故C错误;蛋白质溶液中加入食盐变浑浊的过程是盐析的过程, 没有破坏蛋白质的活性,故D正确。 -48- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 5.请根据所示化合物的结构简式回答问题: -49- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 (1
25、)该化合物中,官能团的名称是 ,官能团的电子式 是 。 (2)该化合物是由 个氨基酸分子脱水形成的。分子结构 中含有 个肽键,称为 肽。 (3)写出该化合物水解生成的氨基酸的结构简式: (任写一种),并写出此氨基酸与盐酸反应的化学方程 式: 。 -50- 第二节 蛋白质 课前篇素养初探 课堂篇素养提升 课堂篇素养提升 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案(1)羧基 H (2)4 3 四 (3)H2NCH2COOH H2NCH2COOH+HClHOOCCH2NH3Cl(答案 合理即可) 解析观察结构可知,是氨基,是羧基。分子结构中共有3 个肽键,故该物质是四肽。 它水解后生成 4 种氨基酸:H2NCH2COOH、 、 。 氨基酸与盐酸反应,只有氨基发 生反应而羧基不反应。
