人教版選修1 第一章第三節(jié) 生命的基礎——蛋白質 學案.doc

第三節(jié) 生命的基礎蛋白質【學習目標】1、了解蛋白質的組成、結構和用途，掌握蛋白質的性質；2、介紹幾種氨基酸的結構和名稱，了解氨基酸由于羧基和氨基的存在而具有兩性的性質；3、了解肽鍵及多肽的初步知識?！疽c梳理】要點一、蛋白質的組成和結構1蛋白質的組成元素蛋白質是一類結構非常復雜的化合物，含碳、氫、氧、氮及少量的硫，有的還含有微量磷、鐵、鋅、鉬等元素。2蛋白質的物質屬類蛋白質的相對分子質量很大，通常從幾萬到幾十萬，屬于天然有機高分子化合物。3氨基酸組成了蛋白質要點詮釋：（1）羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。-nh2叫氨基，可以看成nh3失一個h原子后得到的，是個堿性基。氨基的電子式：（2）氨基酸至少包含一個氨基和一個羧基，其通式為：（-r表示烴基或氫原子）。由于氨基具有堿性，羧基具有酸性，因此，氨基酸與酸或堿都能發(fā)生反應生成鹽，具有兩性。（3）離羧基最近的碳原子上的氫原子叫-氫原子，次近的碳原子上的氫原子叫-氫原子。羧酸分子里的-氫原子被氨基取代的生成物叫-氨基酸。（4）蛋白質的結構非常復雜，它在酶或酸、堿的作用下能發(fā)生水解反應，最終生成氨基酸。所以說氨基酸是蛋白質的基石。天然蛋白質大都是由-氨基酸組成。常見的氨基酸及其結構簡式如下表：名稱俗稱結構簡式氨基乙酸甘氨酸-氨基丙酸丙氨酸-氨基戊二酸谷氨酸4多肽（1）肽和肽鍵一個分子中的氨基跟另一個分子中的羧基之間消去水分子，經縮合反應而生成的產物叫做肽，其中的酰胺基結構（-co-nh-）叫做肽鍵。肽鍵的形成：（2）二肽、多肽和肽鏈由兩個氨基酸分子消去水分子而形成含有一個肽鍵的化合物是二肽。由多個氨基酸分子消去水分子形成的含有多個肽鍵的化合物是多肽。多肽常呈鏈狀，因此也叫肽鏈。（3）多肽與蛋白質的關系多肽與蛋白質之間沒有嚴格的界限，一般常把相對分子質量小于10 000的叫做多肽。蛋白質水解得到多肽，多肽進一步水解，最后得到氨基酸。上述過程可用下式表示：5蛋白質結構的復雜性氨基酸是蛋白質的基本結構單元，種類很多，組成蛋白質時種類、數量不同，排列的次序差異很大，所以，蛋白質的結構很復雜。一個蛋白質分子可以含有一條或多條肽鏈，肽鏈中有很多肽鍵，一個肽鍵中的氧原子與另一個肽鍵中氨基的氫原子通過氫鍵連接，形成類似于螺旋狀的結構，最后形成具有三維空間結構的蛋白質分子。要點詮釋：氫鍵是一種特殊的靜電吸引作用。f、o、n等非金屬原子的半徑比較小，原子吸引電子的能力很強，能把與它結合的h原子的電子吸引，使h原子幾乎成為“裸露”的質子。這個半徑很小，帶正電的h核，允許帶負電的f、o、n等原子充分接近它，形成氫鍵。氫鍵通常用x-hy表示，其中x、y分別代表f、o、n等原子。6蛋白質分子結構的多樣性與功能的關系蛋白質是生命的基礎，沒有蛋白質就沒有生命。肌肉、血清、蛋白質、毛發(fā)、指甲、角、蹄、蠶絲、蛋白激素、酶等都是由不同的蛋白質組成的，一切重要的生命現(xiàn)象和生理機能都與蛋白質密切相關。蛋白質分子結構的多樣性，決定了蛋白質分子具有多種重要功能。如胰島素調節(jié)功能、酶的催化功能、肌肉的運動功能等。要點二、蛋白質的性質 1溶解性：蛋白質在水中的溶解性不同，有的能溶于水，如雞蛋白；有的難溶于水，如絲、毛等。 2兩性：蛋白質是由氨基酸通過肽鍵構成的高分子化合物，其中存在氨基和羧基，因此，它也有兩性。3鹽析：向蛋白質溶液中加入輕金屬鹽的濃溶液，可以使蛋白質的溶解度變小而從溶液中析出，這種作用叫做鹽析。要點詮釋：（1）析出的蛋白質仍然具有原來的生理活性，所以說這是一個物理變化。（2）鹽析是可逆的，當加水時，析出的蛋白質又會溶解。因此，可以采用多次鹽析的方法來分離和提純蛋白質。（3）使蛋白質鹽析成功的關鍵有兩點：一是鹽的類型為輕金屬鹽或銨鹽，切不可用重金屬鹽（重金屬鹽能使蛋白質變性）；二是鹽溶液為飽和溶液，且用量要較大。（4）鹽析是物理變化，這一性質體現(xiàn)了蛋白質溶液是膠體。4變性：當向蛋白質溶液中加入重金屬鹽、強酸、強堿、有機物溶液（如甲醛、酒精、苯甲酸等），或者紫外線照射、x射線照射均能使蛋白質發(fā)生不可逆的凝固，凝固后不能在水中溶解，這種變化叫做變性。要點詮釋：（1）蛋白質變性后，不僅喪失了原有的可溶性，同時也失去了生理活性。（2）高溫殺菌消毒就是利用加熱使蛋白質凝固從而使細菌死亡。重金屬鹽（如銅鹽、鉛鹽、汞鹽等）能使蛋白質凝固，所以使人中毒。萬一誤食了重金屬離子，應立即喝大量牛奶等來緩解毒性，以減小人體蛋白質中毒的程度。（3）前生命科學工作者積極展開如何防治衰老保持青春活力，也就是防止蛋白質變性過程的研究。（4）蛋白質的變性屬于化學變化。 5水解反應：蛋白質在酸、堿或酶等的作用下最終水解生成氨基酸。天然蛋白質水解的最終產物為-氨基酸。6顏色反應：蛋白質可以跟許多試劑發(fā)生特殊的顏色反應，如某些蛋白質跟濃硝酸作用會變成黃色。要點詮釋：（1）在使用濃硝酸時，如不慎濺到皮膚上，皮膚會顯黃色，就是蛋白質發(fā)生顏色反應的緣故。但并不是所有的蛋白質都能與濃硝酸發(fā)生顏色反應。（2）可利用蛋白質的反應來鑒別蛋白質。7灼燒：蛋白質易燃燒，燃燒時產生燒焦羽毛的氣味。要點三、人體必需的氨基酸1蛋白質在人體內消化的過程進入人體的蛋白質在胃蛋白酶和胰蛋白酶的作用下，水解生成氨基酸。一部分氨基酸被人體吸收后，重新結合成人體所需的各種蛋白質，構成和修補人體的各種組織；另一部分氨基酸則發(fā)生氧化反應放出熱量，供給人體活動的需要。人體內各種組織的蛋白質也在不斷地分解，最后生成尿素，排出體外。2食物中蛋白質的來源食物中的蛋白質來源可分為兩種：一種是動物性蛋白質，如雞、鴨、魚、肉等；另一種是植物性蛋白質，如谷類、豆類、蔬菜、水果、菌類等。谷類中的蛋白質雖然含量較少，但對于以谷類為主食的家庭，仍然是人體所需蛋白質的主要來源。3人體必需氨基酸人體中共有二十多種氨基酸，其中有幾種是人體自身不能合成的，必須由食物獲得，稱為必需氨基酸。賴氨酸纈氨酸蛋氨酸蘇氨酸亮氨酸苯丙氨酸異亮氨酸色氨酸人體必需氨基酸的種類與結構簡式4合理搭配食物的意義不同的食物中含有的蛋白質的數量及成分不同，即營養(yǎng)價值不同。合理搭配各種食物，可以使氨基酸相互補充，提高膳食中蛋白質的吸收與利用。要點詮釋：（1）食物種類越多越好；（2）植物蛋白與動物蛋白搭配；（3）食物的種屬越遠越好。如雞、魚、肉搭配比雞、鴨搭配好；（4）搭配食物要同時食用。要點四、蛋白質的用途蛋白質不僅是人體必需的營養(yǎng)物質，在工業(yè)上也有廣泛的用途，用于紡織工業(yè)、制革等。白明膠用于照相業(yè)，阿膠是一種藥材。酪素是從牛奶中凝結出來的蛋白質，除用作食品外，還能跟甲醛合成酪素塑料，制生活用品。由蛋白質組成的酶也有廣泛的用途。蛋白質的用途【典型例題】類型一：蛋白質的組成和結構例1、下列說法正確的是（ ）a蛋白質燃燒的產物只有co2和h2ob蛋白質屬于天然高分子化合物，故沒有固定的熔、沸點c天然蛋白質水解的產物只有一種-氨基酸d毛發(fā)和棉花的主要成分都是蛋白質【思路點撥】a項考查的是蛋白質的組成元素；b項考查天然高分子化合物都是混合物這一屬性；c項是對蛋白質水解產物的考查；d項考查常見物質的主要成分。對以上要點有所了解后，就能做對該題?！敬鸢浮縝【解析】a項，蛋白質的組成元素除c、o、h外還有n、s等，故燃燒產物不可能只有co2和h2o；天然高分子化合物都是混合物，混合物都沒有固定熔、沸點，b項正確；c項，蛋白質是由多種氨基酸組成的，故水解產物不可能只有一種；d項中棉花的主要成分是纖維素?！究偨Y升華】高分子化合物都是混合物，混合物沒有固定的熔、沸點。天然蛋白質屬于高分子化合物，其水解產物為-氨基酸，-氨基酸的通式為（-r表示烴基或氫原子）。舉一反三：【變式1】生物體內的蛋白質千差萬別，其原因不可能是（ ）a組成肽鍵的化學元素不同b組成蛋白質的氨基酸種類和數量不同c氨基酸排列順序不同d蛋白質的空間結構不同【答案】a【解析】氨基酸在組成蛋白質時，由于種類、數量、排列次序不同以及蛋白質的空間結構不同，而使生物體內的蛋白質千差萬別。組成肽鍵的化學元素均為c、h、o、n。類型二：蛋白質的性質例2、要使蛋白質從水溶液中析出而又不改變蛋白質的主要性質，最好加入（ ）a飽和(nh4)2so4溶液b稀naoh溶液c飽和cuso4溶液d稀氯化鋇溶液 【思路點撥】根據題目要求，使蛋白質從水溶液中析出而又不改變蛋白質的主要性質，這一變化應該是物理變化。鹽析是物理變化，使蛋白質鹽析的是輕金屬鹽或銨鹽?！敬鸢浮縜 【解析】稀naoh溶液、cuso4溶液、氯化鋇溶液均會使蛋白質發(fā)生變性，失去其生理活性?！究偨Y升華】鹽析是一個可逆的過程，可以采用多次鹽析的方法來分離、提純蛋白質。舉一反三：【變式1】下列關于蛋白質的敘述中不正確的是（ ）。 a蛋白質溶液中加入飽和硫酸銨溶液，蛋白質析出，若再加水析出的蛋白質又溶解了 b蛋白質溶液中的蛋白質分子能透過濾紙，但不能透過半透膜 c重金屬鹽使蛋白質變性，所以吞服“鋇餐”會引起中毒 d濃硝酸濺在皮膚上，能使皮膚呈黃色是因為蛋白質和濃硝酸發(fā)生了顏色反應【答案】c【解析】往蛋白質溶液中加入飽和硫酸銨溶液，使蛋白質發(fā)生鹽析，鹽析是一個可逆的過程，所以蛋白質析出后，加水會再溶解，則a項正確；蛋白質溶液是膠體，膠體能透過濾紙而不能透過半透膜，則b項正確；蛋白質遇可溶性的重金屬鹽會變性，而鋇餐中的baso4是不溶于胃酸的，故不會引起中毒，即c項錯誤；某些蛋白質遇濃硝酸會發(fā)生顏色反應而呈黃色，則d項正確。例3、為了鑒別某白色紡織品的成分是蠶絲還是“人造絲”，通常選用的方法是（ ）a滴加濃硝酸 b滴加濃硫酸 c滴加酒精 d抽絲在火焰上灼燒【思路點撥】蠶絲的主要成分是蛋白質，人造絲的主要成分是纖維素。利用蛋白質的特性就可以鑒別二者，比如滴加濃硝酸、灼燒等?！敬鸢浮縟【解析】該題要求選擇各方法中相比較更為常用的方法，其實就是要求大家選擇操作步驟少、操作簡單、條件易于實現(xiàn)、現(xiàn)象更為明顯的方法。因此，灼燒更容易實現(xiàn)，故選d。【總結升華】做此題時一定要留意題中的要求，要求選擇通常選用的方法，有些題目也以要求選擇最好的方法的說法出現(xiàn)。舉一反三：【變式1】區(qū)別棉花和羊毛的最簡單的方法是（ ）a加入稀硫酸后加熱使之水解，檢驗水解產物能否發(fā)生銀鏡反應 b浸入濃硝酸中，觀察其顏色是否變?yōu)辄S色 c在火中灼燒，聞其是否有燒焦羽毛的氣味d通過化學方法測其組成中是否含有硫、氮等元素【答案】c【解析】棉花是纖維素，羊毛是蛋白質，區(qū)別二者的最簡單的方法是灼燒法。類型三：人體必需的氨基酸例4、下列哪種氨基酸不屬于必需氨基酸（ ）a蛋氨酸 b谷氨酸 c亮氨酸 d賴氨酸【思路點撥】本題屬于識記類題目，記住