新教材2023版高中化學(xué)第四章生物大分子第二節(jié)蛋白質(zhì)學(xué)生用書新人教版選擇性必修3

第二節(jié)蛋白質(zhì)課程目標(biāo)1．了解氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要化學(xué)性質(zhì)。2．了解二肽、多肽的概念。3．了解蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。圖說考點(diǎn)必備基礎(chǔ)——自學(xué)·嘗試[新知預(yù)習(xí)]一、氨基酸1．氨基酸的分子結(jié)構(gòu)羧酸分子中______上的氫原子被______取代得到的化合物，分子中既含有______，又含有______，天然氨基酸全為______________，其通式可寫為____________________。2．常見的氨基酸甘氨酸(氨基乙酸)：__________，谷氨酸(2－氨基戊二酸)：________________________________________________________________________，丙氨酸(2－氨基丙酸)：______________，苯丙氨酸(2－氨基－3－苯基丙酸)：________________________________________________________________________。3．氨基酸的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)溶劑水強(qiáng)酸或強(qiáng)堿乙醇、乙醚溶解性__________________(2)化學(xué)性質(zhì)①兩性在氨基酸分子中，—COOH是酸性基團(tuán)，—NH2是堿性基團(tuán)，甘氨酸分別與鹽酸、氫氧化鈉的反應(yīng)為：②成肽反應(yīng)在酸或堿的存在下加熱，兩個氨基酸分子在一定條件下，通過______和______間縮合脫去水，形成含有肽鍵的化合物。例如：→________________________________________________________________________。二、蛋白質(zhì)1．蛋白質(zhì)的組成蛋白質(zhì)的組成元素有________________等，少量蛋白質(zhì)還含有微量________________等，屬于天然有機(jī)高分子化合物。2．蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中的四級結(jié)構(gòu)3．蛋白質(zhì)的性質(zhì)(1)兩性：形成蛋白質(zhì)的多肽是由多個______縮合形成的，在多肽鏈的兩端必然存在著自由的__________，同時側(cè)鏈中也往往存在酸性或堿性基因，因此，蛋白質(zhì)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)。(2)水解：蛋白質(zhì)__________水解______(3)鹽析：少量的鹽[如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等]能促進(jìn)蛋白質(zhì)溶解，當(dāng)鹽在蛋白質(zhì)溶液達(dá)到一定濃度時，蛋白質(zhì)的溶解度________，而從溶液中析出，稱為________。當(dāng)向上述體系中再加入水時，鹽析出的蛋白質(zhì)又會________，所以鹽析是一個________過程。(4)變性：在某些物理或化學(xué)因素的影響下，蛋白質(zhì)的________和________發(fā)生改變，稱為蛋白質(zhì)的變性。蛋白質(zhì)的變性是一個______過程，變性后的蛋白質(zhì)在水中________________，失去________。(5)顯色反應(yīng)：某些蛋白質(zhì)(含有苯環(huán))溶液與______作用，會有白色沉淀產(chǎn)生，加熱后沉淀變____，稱為蛋白質(zhì)的顯色反應(yīng)。(6)蛋白質(zhì)灼燒有________的特殊氣味。三、酶1．概念：酶是一類由________產(chǎn)生的、對生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有________作用的有機(jī)化合物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)。2．催化特點(diǎn)(1)________，不需加熱。在接近體溫和中性的條件下，酶的活性最高。(2)具有________________。例如，蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)，淀粉酶只對淀粉和糖原等多糖的水解起催化作用。(3)具有________________。酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率，比普通催化劑高107倍。[即學(xué)即練]1．判斷正誤(對的在括號內(nèi)打√，錯的在括號內(nèi)打×)。(1)氨基酸一定能發(fā)生縮聚反應(yīng)。()(2)氨基酸分子中的—COOH能電離出H＋顯酸性，—NH2能結(jié)合H＋顯堿性。()(3)成肽反應(yīng)的規(guī)律為—COOH脫—OH，—NH2脫—H。()(4)氨基酸分子、烴分子中的氫原子數(shù)均為偶數(shù)。()(5)磨豆?jié){的大豆富含蛋白質(zhì)，豆?jié){煮沸后蛋白質(zhì)變成了氨基酸。()(6)蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物都只含有一個羧基和一個氨基。()(7)天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是α－氨基酸。()(8)通過鹽析可提純蛋白質(zhì)，并保護(hù)其生理活性。()2．氨基酸不能發(fā)生的反應(yīng)是()A．酯化反應(yīng)B．中和反應(yīng)C．成肽反應(yīng)D．水解反應(yīng)3．有一分子式為C8H14N2O5的二肽，經(jīng)水解得到丙氨酸和另一種氨基酸X，則X的化學(xué)式可能是()A．C3H7NO3B．C5H9NO4C．C5H11NO5D．C5H7NO44．如圖表示蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的一部分，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)時，斷裂的鍵是()A．只有①②B．只有①C．只有②D．①②③④5．下列物質(zhì)能夠自身聚合成高分子化合物的是()6．下列說法中，不正確的是()A．利用鹽析可以分離提純蛋白質(zhì)B．酶在高溫或重金屬鹽作用下其催化效率會降低C．DNA是生物體遺傳信息的載體D．RNA主要存在于細(xì)胞核中，它根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成核心素養(yǎng)——合作·分享提升點(diǎn)一氨基酸的特征反應(yīng)——成肽反應(yīng)例1.(1)α-氨基酸能與HNO2反應(yīng)得到α-羥基酸。如：試寫出下列變化中A、B、C、D四種有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式：A________________、B________________、C________________、D________________。(2)下列物質(zhì)中，既能與NaOH反應(yīng)，又能與硝酸反應(yīng)，還能水解的是________。(填字母)A．①②③④B．④⑤⑥⑦⑨C．③④⑤⑥⑧⑨D．全部[提升1]根據(jù)下圖所示的化合物的結(jié)構(gòu)，分析回答下列問題。(1)該化合物中，①表示______，④表示________，⑦表示________。(2)該化合物由______個氨基酸失去________個水分子而形成。(3)該化合物稱為__________，含__________個肽鍵，編號是__________。狀元隨筆成肽規(guī)律：a．由n個氨基酸分子發(fā)生成肽反應(yīng)，生成一個肽鏈時，會生成(n－1)個水分子和(n－1)個肽鍵。b．在成肽反應(yīng)與酯化反應(yīng)中，羧基的斷鍵位置是相同的，都是斷開的碳氧單鍵。關(guān)鍵能力氨基酸的特征反應(yīng)——成肽反應(yīng)1．定義：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，形成含有肽鍵的化合物，稱為成肽反應(yīng)。2．反應(yīng)規(guī)律：狀元隨筆氨基酸的縮合機(jī)理——羧脫羥基，氨脫氫，脫去一分子水后形成肽鍵(CONH)。肽鍵可簡寫為“—CONH—”，不能寫成“—CNHO—”，兩者的連接方式不同。提升點(diǎn)二蛋白質(zhì)的性質(zhì)例2.(1)從雞蛋白的溶液中提取蛋白質(zhì)的方法有________和________。(2)雞蛋變質(zhì)時，常聞到有刺激性氣味的氣體，該氣體主要是________，說明蛋白質(zhì)中含有________元素。(3)蛋白質(zhì)溶液中含雜質(zhì)Cl－，有人用滴加AgNO3溶液的方法除Cl－，這樣操作錯誤的原因是________________________________________________________________________。(4)濃HNO3濺到皮膚上，使皮膚呈________色，這是由于濃HNO3和蛋白質(zhì)發(fā)生了________反應(yīng)的緣故。(5)鑒定一種物質(zhì)的成分是真絲還是人造絲，可取一小塊進(jìn)行________，這是因?yàn)開_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)現(xiàn)有淀粉和蛋白質(zhì)膠體的混合液，要把蛋白質(zhì)和淀粉分離開，可進(jìn)行的操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，要檢驗(yàn)其中蛋白質(zhì)的存在，可取混合液體少許，向其中加入1mL________，加熱至沸騰，溶液中生成______________，說明有蛋白質(zhì)存在。[提升2]在澄清的蛋白質(zhì)溶液中加入以下幾種物質(zhì)：(1)加入大量飽和食鹽水，現(xiàn)象為__________________________________，此過程叫做________。(2)加入甲醛溶液，現(xiàn)象為_________________________________________________，此過程稱為蛋白質(zhì)的________。(3)加入濃硝酸并微熱，現(xiàn)象為__________________________________________，這是由于濃硝酸與蛋白質(zhì)發(fā)生了________反應(yīng)的緣故。(4)加熱煮沸，現(xiàn)象為__________________________________________，此過程稱為蛋白質(zhì)的________。關(guān)鍵能力蛋白質(zhì)的性質(zhì)與探究1．蛋白質(zhì)的兩性形成蛋白質(zhì)的多肽是由多個氨基酸發(fā)生成肽反應(yīng)形成的，在多肽鏈的兩端存在著自由的氨基和羧基，側(cè)鏈中也有酸性或堿性基團(tuán)，所以蛋白質(zhì)與氨基酸一樣具有兩性，能與酸或堿反應(yīng)。2．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。n肽完全水解生成(n＋1)個氨基酸分子3．鹽析4．變性5.顯色反應(yīng)步驟現(xiàn)象結(jié)論有白色沉淀產(chǎn)生，加熱，沉淀變黃色含苯基的蛋白質(zhì)遇濃硝酸生成白色沉淀，加熱后，變成黃色不溶物狀元隨筆(1)蛋白質(zhì)的分離與提純①常用鹽析法分離提純蛋白質(zhì)，因?yàn)辂}析是可逆的。②可用滲析法除去蛋白質(zhì)溶液(屬于膠體)中的雜質(zhì)離子，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)屬于高分子化合物，不能透過半透膜，而離子可以通過。(2)蛋白質(zhì)的檢驗(yàn)方法①用濃硝酸使含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)發(fā)生顯色反應(yīng)；②灼燒蛋白質(zhì)時有燒焦羽毛的特殊氣味，如可用于鑒別針織品是棉麻的還是蠶絲或羊毛的。

素養(yǎng)形成——自測·自評1.α-丙氨酸是組成人體蛋白的氨基酸之一，如圖是α-丙氨酸的分子結(jié)構(gòu)模型圖，下列對α-丙氨酸的敘述不正確的是()A．α-丙氨酸分子由碳、氫、氧、氮四種原子構(gòu)成B．α-丙氨酸中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大C．α-丙氨酸的分子式為C3H7O2ND．α-丙氨酸與CH3CH2CH2NO2以及互為同分異構(gòu)體2．能使蛋白質(zhì)變性的是()①硫酸鉀②紫外線照射③氯酸鉀④硝酸汞⑤氯化銨⑥氫氧化鈉A．②④⑥B．①③⑤C．①②③D．③④⑤3．L－多巴胺是一種有機(jī)物，它可用于帕金森綜合癥的治療，其結(jié)構(gòu)如下：下列關(guān)于L－多巴胺的說法正確的是()A．L－多巴胺既有酸性又有堿性，等物質(zhì)的量的L－多巴胺最多消耗NaOH和HCl的物質(zhì)的量之比為1∶1B．1molL－多巴胺最多可與4molH2加成C．L－多巴胺可發(fā)生加聚反應(yīng)形成高分子化合物D．L－多巴胺可使酸性高錳酸鉀溶液褪色4．瑞典皇家科學(xué)院宣布，包括美籍華裔科學(xué)家錢永健在內(nèi)的3名科學(xué)家獲得2008年度諾貝爾化學(xué)獎。幫助他們獲獎的是能發(fā)出鮮艷綠色的綠色熒光蛋白GFP(GreenFluoreseentProtein的英文名稱的縮寫)，下列對GFP的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)預(yù)測錯誤的是()A．GFP可以溶于水，且其水溶液可以通過濾紙B．為了防止GFP變質(zhì)，可以培養(yǎng)在福爾馬林溶液中C．GFP在一定條件下會發(fā)生水解，且水解產(chǎn)物一定只有α-氨基酸D．灼燒GFP會產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味5．含有下列結(jié)構(gòu)片段的蛋白質(zhì)在胃液中水解時，不可能產(chǎn)生的氨基酸是()6．某些兒童偏食，喜歡吃一些豆類作物制成的食品，不喜歡吃肉類食品。豆類作物中含有的天然蛋白質(zhì)在酶的作用下，發(fā)生水解生成A、B兩種有機(jī)物，其中，A的化學(xué)式為C4H7O4N，B的化學(xué)式為C6H14O2N2。已知A、B的分子結(jié)構(gòu)中均不含甲基，且鏈端都有官能團(tuán)。試回答：(1)試判斷A、B的水溶液的酸堿性：A________；B________。(2)寫出A、B的結(jié)構(gòu)簡式：A________________________________________________________________________；B____________________。(3)寫出A與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。第二節(jié)蛋白質(zhì)必備基礎(chǔ)新知預(yù)習(xí)一、1．烴基氨基氨基羧基α－氨基酸2．H2N—CH2—COOH3．(1)大多數(shù)能溶能溶難溶(2)②—NH2二、1．C、H、O、N、SP、Fe、Cu、Zn3．(1)氨基酸氨基與羧基(2)多肽氨基酸(3)降低鹽析溶解可逆(4)性質(zhì)生理功能不可逆不能重新溶解原有的生理活性(5)濃硝酸黃色(6)燒焦羽毛三、1．細(xì)胞催化2．(1)條件溫和(2)高度的專一性(3)高效催化作用即學(xué)即練1．答案：(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√(8)√2．答案：D3．解析：水解方程為，根據(jù)質(zhì)量守恒可得X的化學(xué)式。答案：B4．解析：蛋白質(zhì)是氨基酸中氨基和羧基脫水形成肽鍵而形成的，則蛋白質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)時，是從肽鍵中斷開“C—N”鍵。答案：C5．解析：有機(jī)物分子中同時含有—COOH和—OH或—COOH和—NH2，則能夠自身發(fā)生縮聚反應(yīng)。答案：C6．解析：鹽析不改變蛋白質(zhì)的生理活性，只是使蛋白質(zhì)的溶解度降低，利用多次鹽析和溶解可分離提純蛋白質(zhì)；酶是蛋白質(zhì)，在高溫或重金屬鹽作用下會發(fā)生變性而失去生理活性，從而使其催化效率降低；RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成；DNA大量存在于細(xì)胞核中，它是生物體遺傳信息的載體。答案：D核心素養(yǎng)例1解析：(1)生成A的反應(yīng)顯然是中和反應(yīng)；生成B的反應(yīng)是題給信息的應(yīng)用，只要把—NH2改寫成—OH即可；生成C的反應(yīng)是氨基酸分子間成環(huán)的脫水縮合反應(yīng)。生成D的反應(yīng)從B的結(jié)構(gòu)容易推得是酯化反應(yīng)。(2)Al2O3、Al(OH)3、氨基酸與NaOH、HNO3均能發(fā)生反應(yīng)，但三者均不能發(fā)生水解反應(yīng)；二肽和蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中均含有—NH2、—COOH及，因此與NaOH、HNO3均能發(fā)生反應(yīng)，且均能發(fā)生水解反應(yīng)；中含有—OH和—COONa，酚羥基能與NaOH反應(yīng)，—COONa能與HNO3反應(yīng)，且—COONa能水解；纖維素與NaOH不反應(yīng)。答案：(1)(2)B提升1解析：—NH2為氨基，—CH3為甲基，—COOH為羧基，化合物中有n個肽鍵，就由n＋1個氨基酸失去n個水分子而形成，也叫n＋1肽。答案：(1)氨基甲基羧基(2)43(3)四肽3③⑤⑥例2解析：(1)提取蛋白質(zhì)的方法有兩種：鹽析和滲析。(2)蛋白質(zhì)變質(zhì)分解放出H2S氣體，H2S有臭雞蛋氣味。(3)Ag＋能使蛋白質(zhì)變性凝結(jié)，且Ag＋與Cl－結(jié)合成AgCl沉淀，二者無法分離。(4)蛋白質(zhì)與濃HNO3發(fā)生顯色反應(yīng)。(5)人造絲屬于人造纖維，采用灼燒法區(qū)別真絲和人造絲。(6)利用顏色反應(yīng)鑒別蛋白質(zhì)，利用鹽析法分離蛋白質(zhì)和淀粉溶液。答案：(1)鹽析滲析(2)H2S硫(3)Ag＋能使蛋白質(zhì)變性凝結(jié)，無法與AgCl沉淀分離(4)黃顯色(5)灼燒真絲的主要成分是蛋白質(zhì)，灼燒有燒焦羽毛的氣味(6)向溶液中加入適量(NH4)2SO4或Na2SO4溶液，使蛋白質(zhì)鹽析變成沉淀，過濾，分離出蛋白質(zhì)濃硝酸黃色沉淀提升2解析：蛋白