新教材2023-2024學年高中化學第4章生物大分子第2節(jié)蛋白質(zhì)課件新人教版選擇性必修3

第四章第二節(jié)蛋白質(zhì)基礎(chǔ)落實·必備知識全過關(guān)重難探究·能力素養(yǎng)全提升目錄索引

素養(yǎng)目標1.通過對氨基酸、多肽和蛋白質(zhì)的官能團及結(jié)構(gòu)特點的微觀探析,推測它們的化學性質(zhì),形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念,形成宏觀辨識與微觀探析的學科核心素養(yǎng)。2.通過實驗探究蛋白質(zhì)的性質(zhì),發(fā)現(xiàn)問題并解決問題,得出蛋白質(zhì)檢驗的簡單實驗方案,形成科學探究與創(chuàng)新意識的學科核心素養(yǎng)?；A(chǔ)落實·必備知識全過關(guān)一、氨基酸1.概念和結(jié)構(gòu)氨基

氨基

—COOH2.常見的氨基酸

H2N—CH2—COOH氨基乙酸

2-氨基丙酸

3.性質(zhì)(1)物理性質(zhì)。無

能難(2)化學性質(zhì)。

HOOC—CH2NH3Cl二、蛋白質(zhì)

酶1.蛋白質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)(1)組成元素。蛋白質(zhì)中主要由

等元素組成,有些還含有

、Fe、Zn、Cu等元素。

C、H、O、N、SP(2)四級結(jié)構(gòu)。

排列順序基礎(chǔ)性質(zhì)功能氫鍵空間非共價鍵氫鍵2.蛋白質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用

氨基酸氨基羧基降低物理可逆分離提純性質(zhì)和生理功能加熱強酸強堿化學不可逆不能生理活性黃燒焦羽毛3.酶

催化蛋白質(zhì)專一性催化深度思考1根據(jù)常見的α-氨基酸的結(jié)構(gòu)分析,所有的α-氨基酸都存在對映異構(gòu)嗎?提示

α-氨基酸除甘氨酸外分子中一般含有手性碳原子,具有對映異構(gòu)。

教材拓展11.氨基酸與硝基化合物的關(guān)系分子式相同的氨基酸與硝基化合物為官能團異構(gòu),如H2NCH2COOH與CH3CH2NO2互為同分異構(gòu)體。2.必需氨基酸定義及種類定義:人體內(nèi)不能合成,必須從食物中攝取的一類氨基酸。共有8種,分別是甲硫氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸。易錯辨析1(1)氨基酸是一種既能與強堿反應(yīng)又能與強酸反應(yīng)的有機高分子。(

)(2)組成天然蛋白質(zhì)的氨基酸幾乎都是α-氨基酸。(

)(3)氨基酸分子、烴分子中的氫原子數(shù)均為偶數(shù)。(

)(4)氨基酸能發(fā)生酯化反應(yīng)、成肽反應(yīng)和水解反應(yīng)。(

)(5)甘氨酸(H2N—CH2—COOH)既有酸性,又有堿性,是最簡單的氨基酸。(

)×提示

氨基酸是有機小分子。

√×提示

氨基酸分子中氮原子數(shù)為奇數(shù)時氫原子數(shù)為奇數(shù),氮原子數(shù)為偶數(shù)時氫原子數(shù)為偶數(shù)?！撂崾?/p>

氨基酸不能發(fā)生水解反應(yīng)。

√深度思考21.醫(yī)用酒精、“84”消毒液、紫外線等能殺菌消毒所依據(jù)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豐富蛋白質(zhì)的生雞蛋、牛奶或豆?jié){等?提示

依據(jù)的原理是它們能使細菌、病毒等生物蛋白質(zhì)變性。生雞蛋、牛奶、豆?jié){中含有豐富的蛋白質(zhì),重金屬離子破壞這些食物中的蛋白質(zhì),從而減少對病人本身蛋白質(zhì)的損傷。2.在洗衣服時使用加酶洗衣粉,可以在熱水中溶解嗎?為什么?提示

酶是具有高效催化作用的蛋白質(zhì),其催化作用條件溫和,不需加熱;若使用熱水溶解,蛋白質(zhì)會變性而失去其生理活性,影響洗滌效果。教材拓展2多肽和蛋白質(zhì)的區(qū)別(1)除相對分子質(zhì)量比蛋白質(zhì)小外,多肽一般沒有嚴密且相對穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu),而蛋白質(zhì)分子則具有相對嚴密、比較穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu),這也是蛋白質(zhì)發(fā)揮生理功能的基礎(chǔ)。(2)多肽和蛋白質(zhì)都是氨基酸的多聚化合物,而多肽又是蛋白質(zhì)不完全水解的產(chǎn)物。教材歸納(1)所學過的既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì):Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的銨鹽[如(NH4)2CO3]、弱酸的酸式鹽(如NaHCO3)、酯類、氨基酸、蛋白質(zhì)等。(2)氨基酸分子可內(nèi)部中和,生成內(nèi)鹽:易錯辨析2(1)通常用酒精消毒,其原理是酒精使細菌中的蛋白質(zhì)變性而失去生理活性。(

)(2)鑒別織物成分是蠶絲還是“人造絲”可采用灼燒聞氣味的方法。(

)(3)蛋白質(zhì)是由多種氨基酸發(fā)生分子間的脫水反應(yīng)形成的有機高分子。(

)(4)酶的催化作用是溫度越高越好。(

)(5)向兩份蛋白質(zhì)溶液中分別加入飽和NaCl溶液和CuSO4溶液,均有固體析出,兩者原理相同。(

)√√√×提示

溫度過高,會使酶失去活性而失去催化作用。

×提示

原理不同,前者是鹽析,后者是變性。

重難探究·能力素養(yǎng)全提升情境探究探究一氨基酸的性質(zhì)根據(jù)防曬霜的防曬原理,可將其分為物理防曬霜和化學防曬霜。半胱氨酸()不僅在化妝品方面有廣泛應(yīng)用,還被用于天然果汁中,以防止維生素C氧化和果汁變成褐色。(1)兩分子半胱氨酸,脫水形成的二肽結(jié)構(gòu)簡式是什么?(2)寫出半胱氨酸分別與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學方程式。

(3)兩分子乳酸發(fā)生酯化反應(yīng)可以形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),兩分子半胱氨酸能否發(fā)生反應(yīng)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)?方法突破氨基酸的性質(zhì)1.兩性2.成肽反應(yīng)

應(yīng)用體驗視角1氨基酸的結(jié)構(gòu)1.脯氨酸的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,下列說法錯誤的是(

)A.脯氨酸的分子式為C6H11NO2B.脯氨酸能與NaHCO3溶液反應(yīng)C.脯氨酸分子含有3種官能團D.脯氨酸能發(fā)生取代反應(yīng)C解析

脯氨酸分子中含羧基和亞氨基2種官能團,C項錯誤。

2.分子式為C4H9NO2且屬于氨基酸的同分異構(gòu)體有(

)A.2種 B.3種C.4種 D.5種D解析

用—NH2取代CH3—CH2—CH2—COOH中烴基上不同類型的H原子可得3種結(jié)構(gòu);用—NH2取代

中烴基上不同類型的H原子可得2種結(jié)構(gòu),共5種。視角2氨基酸的兩性3.甘氨酸在NaOH溶液中存在的形式是(

)D4.某物質(zhì)的球棍模型如圖所示,下列關(guān)于該物質(zhì)的說法不正確的是(

)A.該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為B.該物質(zhì)可以發(fā)生加成反應(yīng)C.該物質(zhì)既可以與強酸反應(yīng)也可以與強堿反應(yīng)D.該物質(zhì)可以聚合成高分子物質(zhì)A解析

題給結(jié)構(gòu)簡式中應(yīng)將六元環(huán)改為苯環(huán),A項錯誤;該氨基酸分子中含有苯環(huán),可與H2發(fā)生加成反應(yīng),B項正確;氨基可與強酸反應(yīng),而羧基可與強堿反應(yīng),C項正確;分子中含有羧基和氨基,故該氨基酸可以聚合成有機高分子,D項正確。視角3氨基酸的成肽反應(yīng)

A.3種

B.9種

C.6種

D.5種

B解析

甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸本身兩兩縮合生成的“二肽”有3種,3種氨基酸各2種兩兩縮合得到的“二肽”有2種,計6種,因此三種氨基酸混合縮合生成“二肽”的種類最多可有9種。【變式設(shè)問】(1)甘氨酸和苯丙氨酸組成的混合物,發(fā)生反應(yīng)生成的“二肽”有幾種?提示

由上述分析可知,2種氨基酸發(fā)生分子間脫水生成的“二肽”有4種。

(2)試寫出甘氨酸與丙氨酸可能形成的“二肽”的結(jié)構(gòu)簡式。

6.下列關(guān)于

的說法不正確的是(

)A.可以脫水生成碳碳雙鍵B.可以脫水生成肽鍵C.可以脫水生成環(huán)酯D.1mol該物質(zhì)最多可與3molNaOH發(fā)生反應(yīng)D解析

情境探究探究二蛋白質(zhì)的性質(zhì)實驗序號實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論1(1)在試管中加入2

mL飽和(NH4)2SO4溶液,向其中加入幾滴雞蛋清溶液,振蕩,觀察現(xiàn)象(2)再繼續(xù)加入蒸餾水,振蕩,觀察現(xiàn)象有乳白色的沉淀析出,加入蒸餾水后,沉淀逐漸溶解

實驗序號實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論2(1)取一支試管加入2

mL雞蛋清溶液,把試管放在酒精燈上加熱(2)再向試管中加入蒸餾水,觀察現(xiàn)象試管中的蛋白質(zhì)凝結(jié)。加入蒸餾水后,凝結(jié)的蛋白質(zhì)不溶解

實驗序號實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論3(1)取一支試管加入2

mL雞蛋清溶液,用滴管滴入硝酸銀溶液(2)再向試管中加入蒸餾水,觀察現(xiàn)象試管中的蛋白質(zhì)凝結(jié)。加入蒸餾水后,凝結(jié)的蛋白質(zhì)不溶解

4取一支試管加入2

mL的雞蛋清溶液,用滴管滴入5滴濃硝酸,振蕩,用酒精燈微熱后,觀察實驗現(xiàn)象蛋白質(zhì)凝結(jié),變黃

請思考并回答以下問題:1.依據(jù)上述實驗現(xiàn)象,你得出的實驗結(jié)論是什么?提示

實驗1:蛋白質(zhì)遇鹽溶液發(fā)生鹽析;鹽析是個可逆過程。實驗2:蛋白質(zhì)受熱后會發(fā)生變性;受熱作用下蛋白質(zhì)的變性是不可逆的。實驗3:蛋白質(zhì)在重金屬鹽的作用下發(fā)生變性;重金屬鹽作用下蛋白質(zhì)的變性是不可逆的。實驗4:濃硝酸能使蛋白質(zhì)變性,且硝酸能使蛋白質(zhì)變黃。2.如何鑒別蛋白質(zhì)?如何分離提純蛋白質(zhì)?提示

(1)鑒別蛋白質(zhì)的主要依據(jù)有①有些蛋白質(zhì)分子中有苯環(huán)存在,這樣的蛋白質(zhì)與濃硝酸反應(yīng)時呈黃色。②蛋白質(zhì)灼燒時有燒焦羽毛的氣味(常以此來區(qū)別毛紡物和棉紡物、合成纖維等)。(2)常用鹽析來分離提純蛋白質(zhì)。因為鹽析是可逆的,在蛋白質(zhì)溶液中加入濃的輕金屬鹽溶液,蛋白質(zhì)的溶解度降低從而從溶液中析出,析出的蛋白質(zhì)又能溶于水中,并不影響它原來的性質(zhì)。3.為什么醫(yī)院一般使用酒精、蒸煮、高壓或紫外線等方法進行消毒殺菌?為什么用福爾馬林(35%的甲醛溶液)保存尸體?為什么農(nóng)業(yè)上用波爾多液(由CuSO4、CaO和H2O制成)來消滅病蟲害?提示

(1)酒精、蒸煮、高壓和紫外線等方法可以使細菌、病毒中的蛋白質(zhì)變性死亡,起到消毒、殺菌作用。(2)用福爾馬林(35%的甲醛溶液)保存尸體,也是利用甲醛可以使蛋白質(zhì)變性從而殺滅細菌的原理防止尸體腐爛變質(zhì)。波爾多液中的重金屬鹽(CuSO4)可使蛋白質(zhì)凝結(jié)而達到消滅病蟲害的目的。4.下面是蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的一部分,其中標出了分子中不同的鍵,當?shù)鞍踪|(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)時,斷裂的是下列哪些標號中的化學鍵?提示

蛋白質(zhì)水解斷鍵后所得到的水解產(chǎn)物一定是氨基酸,即水解產(chǎn)物分子中既含有氨基,又含有羧基,由此可知應(yīng)在③處斷鍵。方法突破1.蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)蛋白質(zhì)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(zhì)的鹽析和變性的比較

名稱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(zhì)溶液中達到一定濃度時,會使蛋白質(zhì)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(zhì)的性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性特征可逆不可逆實質(zhì)溶解度降低,物理變化結(jié)構(gòu)、性質(zhì)改變,化學變化名稱鹽析變性條件堿金屬、鎂、鋁等輕金屬鹽或銨鹽的濃溶液加熱、加壓、攪拌、振蕩、超聲波、放射線、紫外線、強酸、強堿、重金屬鹽、甲醛、乙醇等用途分離、提純蛋白質(zhì)殺菌、消毒實例硫酸銨、硫酸鈉等鹽的濃溶液使蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析重金屬鹽(例如硫酸銅)溶液使蛋白質(zhì)變性微點撥

淀粉、蛋白質(zhì)分子直徑較大,在1~100

nm之間,它們?nèi)苡谒纬傻牡矸廴芤?、蛋白質(zhì)溶液都屬于膠體。應(yīng)用體驗視角1蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1.下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述錯誤的是(

)A.蛋白質(zhì)是兩性化合物B.與肽鍵的形成有關(guān)是蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)C.天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是α-氨基酸D.蛋白質(zhì)分子中的重要化學鍵是肽鍵()B解析

蛋白質(zhì)分子中各種氨基酸的連接方式形成肽鍵和排列順序是蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。視角2蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)2.某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)片段如下:(1)上述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)片段的水解產(chǎn)物中不屬于α-氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式是

。

(2)上述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)片段水解后的氨基酸中,某氨基酸分子中碳、氫原子數(shù)比值最大。①該氨基酸與NaOH反應(yīng)的化學方程式為

。

②兩分子該氨基酸縮合形成環(huán)狀物質(zhì)的分子式為

。

(3)已知上述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)片段的相對分子質(zhì)量為364,則水解生成的各種氨基酸的相對分子質(zhì)量之和為

。

C16H14N2O2436解析

(1)根據(jù)蛋白質(zhì)的水解規(guī)律,可得該蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)片段水解生成的氨基酸如下:(2)分子中碳、氫原子數(shù)比值最大,其分子式為C8H9O2N,兩分子縮合形成環(huán)狀物質(zhì)時應(yīng)脫去兩分子H2O,根據(jù)原子守恒可知所得縮合物的分子式為C16H14N2O2。(3)水解生成了4種氨基酸,相應(yīng)地增加了4個H2O分子的相對分子質(zhì)量,即水解生成的各種氨基酸的相對分子質(zhì)量之和為364+72=436。視角3蛋白質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用3.關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述不正確的是(

)A.人工合成具有生命活力的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素是我國科學家1965年首次合成的B.在蛋白質(zhì)溶液中加入飽和硫酸銨溶液,蛋白質(zhì)析出,若再加水,也不溶解C.重金屬鹽類能使蛋白質(zhì)凝結(jié)變性,所以誤食重金屬鹽能使人中毒D.濃硝酸濺在皮膚上能使皮膚呈現(xiàn)黃色,是因為濃硝酸和蛋白質(zhì)發(fā)生了顯色反應(yīng)B解析

1965年,中國首次人工合成了具有生物活性的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素,具有與天然牛胰島素相同的生物活性和結(jié)晶狀態(tài),故A正確;在蛋白質(zhì)溶液中加入飽和硫酸銨溶液,蛋白質(zhì)析出,說明飽和硫酸銨溶液可使蛋白質(zhì)的溶解性變小,此過程叫做蛋白質(zhì)的鹽析,屬于物理變化,若再加水,析出的蛋白質(zhì)還