蛋白質+ 導學案+ 高二化學人教版（2019）選擇性必修3

蛋白質學習目標1.認識氨基酸的組成、結構特點和主要化學性質,知道氨基酸和蛋白質的關系,了解氨基酸、蛋白質與人體健康的關系。2.認識蛋白質的組成和性質特點。認識人工合成多肽、蛋白質等的意義,體會化學科學在生命科學發(fā)展中所起的重要作用。一、氨基酸(一)知識梳理1.氨基酸的組成和結構2.常見的氨基酸俗名結構簡式系統(tǒng)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-巰基丙酸3.氨基酸的物理性質天然氨基酸均為晶體,熔點較高,一般溶于水,而溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。

4.氨基酸的化學性質(1)氨基酸的兩性氨基酸分子中既含有羧基,又含有氨基。是酸性基團,是堿性基團,因此氨基酸是兩性化合物,能與酸、堿反應生成鹽。

①與酸反應:

。

②與堿反應:

。

(2)成肽反應①兩個氨基酸分子(可以相同,也可以不同)在一定條件下,通過氨基與羧基間縮合脫去水,形成含有的化合物,發(fā)生成肽反應。

②由兩個氨基酸分子縮合后形成的含有肽鍵的化合物稱為二肽。二肽還可以繼續(xù)與其他氨基酸分子縮合生成三肽、四肽、五肽,以至生成長鏈的多肽。(二)互動探究營養(yǎng)品和藥品都是保證人類健康不可缺少的物質,其性質和制法是化學研究的主要內容。已知酪氨酸是一種生命活動不可缺少的氨基酸,它的結構簡式如圖。【問題討論】問題1氨基酸能與堿反應,寫出酪氨酸與足量NaOH溶液反應的化學方程式。

問題2兩分子乳酸可發(fā)生酯化反應形成環(huán)酯,兩分子酪氨酸能否發(fā)生反應形成環(huán)狀結構?

問題3有兩種氨基酸,分別是甘氨酸和丙氨酸,兩分子氨基酸之間脫水能形成幾種二肽?試寫出它們的結構簡式。

【探究歸納】1.氨基酸成肽反應原理氨基酸的成肽反應原理是由氨基提供的氫原子與羧基提供的羥基結合生成水。即,脫去一分子水后形成肽鍵()。肽鍵可簡寫為“—CONH—”,不能寫成“—CNHO—”,兩者的連接方式不同。2.氨基酸的縮合反應(1)兩分子間縮合H2N—CH2COOH+H2N—CH2COOH--→+H2O。(2)分子間或分子內縮合成環(huán)--→+2H2O;--→+H2O。1.酪氨酸學名為2-氨基-3-對羥苯基丙酸(相對分子質量為181),它是一種含有酚羥基的芳香族極性氨基酸。其結構如圖所示,下列說法錯誤的是()A.酪氨酸既能發(fā)生取代反應又可以發(fā)生加成反應B.酪氨酸既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉反應,且消耗鹽酸和氫氧化鈉的物質的量之比為2∶1C.酪氨酸中可能共面的碳原子有9個D.酪氨酸沸點比C10H21COOH(相對分子質量為186)高2.榴蓮中的“乙硫氨酸”()是其散發(fā)出特殊氣味的原因。下列有關該物質的敘述錯誤的是()A.能與鹽酸反應B.在一定條件下能生成二肽C.乙硫氨酸的分子式為C6H12NSO2D.1mol該物質與碳酸氫鈉溶液充分反應得到44gCO23.如圖,現有三種氨基酸,最多能合成不同結構的二肽的種類()結構名稱甘氨酸丙氨酸天冬氨酸A.12種 B.9種 C.6種 D.3種【題后歸納】(1)分子式相同的氨基酸與硝基化合物互為同分異構體。(2)二肽是指兩分子氨基酸縮去1分子水形成含有肽鍵的化合物,n肽則是n分子氨基酸縮去n-1分子水形成的含有n-1個肽鍵的化合物。二、蛋白質(一)知識梳理1.蛋白質的組成和結構定義蛋白質是由多種通過等相互連接形成的一類生物大分子。

組成蛋白質中主要含有等元素,屬于天然有機,其溶液具有的某些性質。

結構蛋白質的結構不僅取決于、及,還與其有關。

2.蛋白質的性質3.酶(二)互動探究通過實驗探究蛋白質的性質實驗序號實驗操作①②③④⑤【問題討論】問題1填寫下列表格,完成對應實驗現象。實驗操作實驗現象①試管①中出現;試管②中

②加熱后產生,加入蒸餾水后

③加入硝酸銀溶液后產生,加入蒸餾水后

④加入乙醇后產生,加入蒸餾水后

⑤加入濃硝酸后產生,加熱后

問題2可以采用什么方法檢驗蛋白質?

問題3醫(yī)用酒精、84消毒液、紫外線等能殺菌消毒所依據的原理是什么?在臨床上解救Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金屬鹽中毒的病人時,為什么要求病人服用大量含蛋白質豐富的生雞蛋、牛奶或豆?jié){等?

問題4加酶洗衣粉為何一般不能在70℃以上的水中使用?

【探究歸納】1.蛋白質的水解反應蛋白質的水解:在酸、堿或酶的作用下,肽鍵斷裂,碳原子連接羥基,氮原子連接氫原子。肽鍵水解原理示意圖如下:2.蛋白質的鹽析和變性鹽析變性概念少量的某些可溶性鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)在蛋白質溶液中達到一定濃度時,使蛋白質的溶解度降低而使其從溶液中析出,這種作用稱為鹽析在某些物理或化學因素的影響下,蛋白質的性質和生理功能發(fā)生改變的現象稱為蛋白質的變性特征可逆不可逆條件堿金屬、鎂、鋁等輕金屬鹽或銨鹽的濃溶液加熱等物理因素;強酸、強堿、強氧化劑、重金屬鹽、乙醇等化學因素用途分離提純蛋白質殺菌、消毒注意通常認為鹽析是物理變化,變性是化學變化,但是教材中對于蛋白質變性屬于化學變化并沒有明確的說法。實際上有些變性主要是破壞次級鍵不涉及一級結構的改變,有些變性因素比如尿素或β-巰基乙醇等除去變性因素是可以“復性(可逆的)”,其他因素輕度變性也是可以復性(可逆)。即從中學對化學反應本質的認識角度講,大多數變性屬于物理變化才是合適的。4.我國為人類科技發(fā)展作出巨大貢獻。下列成果研究的物質屬于蛋白質的是()A.陶瓷燒制 B.黑火藥C.造紙術 D.合成結晶牛胰島素5.(2024·湖北武漢新洲區(qū)高二期末)下列對氨基酸和蛋白質的描述正確的是()A.大豆富含蛋白質,豆?jié){煮沸后蛋白質變成氨基酸B.氨基酸和蛋白質遇重金屬離子均會變性C.α-氨基丙酸與α-氨基苯丙酸混合物脫水可生成4種二肽D.酶均是生物體對復雜反應具有高效催化作用的蛋白質蛋白質一、(一)1.氨基氨基2.氨基乙酸2-氨基戊二酸3.無色能難4.(1)羧基氨基①+HCl--→②+NaOH--→+H2O(2)①肽鍵()(二)問題1+2NaOH--→+2H2O。問題2能。產物為。問題3甘氨酸兩分子脫水形成二肽:;丙氨酸兩分子脫水形成二肽:;甘氨酸與丙氨酸分子間脫水形成兩種二肽:,,共形成四種二肽。對點訓練1.B[酪氨酸有羥基、羧基、氨基都能發(fā)生取代反應,有苯環(huán)可以發(fā)生加成反應,故A正確;酪氨酸含有氨基能與鹽酸反應,有酚羥基、羧基又能與氫氧化鈉反應,且消耗鹽酸和氫氧化鈉的物質的量之比為1∶2,故B錯誤;酪氨酸中支鏈上的碳都可能與苯環(huán)共面,故可能共面的碳原子有9個,故C正確;C10H21COOH的相對分子質量為186,但酪氨酸分子間能形成多個氫鍵,導致酪氨酸的沸點遠高于C10H21COOH,D項正確。]2.C[該物質中含有氨基,氨基顯堿性,能與鹽酸反應,A正確;該結構中含有氨基、羧基,可發(fā)生分子間取代生成二肽,B正確;由結構簡式可知該物質的分子式為C6H13NSO2,C錯誤;1mol該物質中含有1mol—COOH,能消耗1mol碳酸氫鈉,生成1mol二氧化碳,即44gCO2,D正確。]3.B[由兩個氨基酸分子縮合后形成的含肽鍵的化合物稱為二肽;三種氨基酸形成二肽時,若由同種氨基酸分子形成的二肽,則有三種;若由兩種不同的氨基酸分子形成二肽,甘氨酸與丙氨酸形成兩種,甘氨酸與天冬氨酸形成兩種,丙氨酸與天冬氨酸形成兩種;故形成的二肽最多有3+2+2+2=9種;答案選B。]二、(一)1.氨基酸肽鍵C、H、O、N、S高分子膠體多肽鏈的氨基酸種類數目排列順序特定的空間結構排列順序氫鍵空間結構三級結構2.酸、堿或酶氨基酸堿酸苯環(huán)3.催化蛋白質專一性(二)問題1實驗操作實驗現象①試管①中出現白色沉淀;試管②中白色沉淀消失②加熱后產生白色沉淀,加入蒸餾水后沉淀不溶解③加入硝酸銀溶液后產生白色沉淀,加入蒸餾水后沉淀不溶解④加入乙醇后產生白色沉淀,加入蒸餾水后沉淀不溶解⑤加入濃硝酸后產生白色沉淀,加熱后沉淀變黃色問題2(1)顯色反應:向溶液中加入濃硝酸會有白色沉淀產生,加熱后沉淀變黃色。(2)灼燒法:灼燒,可聞到燒焦羽毛氣味。問題3依據的原理是它們能使細菌、病毒等生物蛋白質變性。生雞蛋、牛奶、豆?jié){中含有豐富的蛋白質,重金屬離子破壞這些食物中的蛋白質,而減少對人的傷害。問題4洗衣粉中有酶存在,超過適宜的溫度,酶將失去活性。對點訓練4.D[A.陶瓷的主要成分是硅酸鹽,陶瓷燒制研究的物質是硅的化合物,A不符合題意;B.黑火藥研究的物質是硫、碳和硝酸鉀,B不符合題意;C.造紙術研究的物質是纖維素,C不符合題意;D.胰島素的主要成分是蛋白質,故合成結晶牛胰島素研究的物質是蛋白質,D符合題意。]5.C