第三节　生命的基础——蛋白质特级教师教学实录

第三节生命的基础——蛋白质

1．蛋白质的组成

蛋白质中含有碳、氢、氧、氮及少量的硫，有的还含有微量磷、铁、锌、钼等元素，属于天然有机高分子化合物。

2．氨基酸

(1)结构特点：

①官能团：羧基(—COOH)和氨基(—NH2)。

②通式：(2)常见氨基酸：

名称

结构简式

(3)化学性质：

①两性：

甘氨酸

丙氨酸

谷氨酸

氨基酸含有—NH2和—COOH两种官能团，前者使氨基酸具有碱性，后者使氨基酸具有酸性，因此其既能和酸反应，又能和碱反应。

②缩合反应——肽键的形成：

由两个氨基酸分子之间消去水分子发生缩合反应可生成二肽。

多个氨基酸分子缩合消去水分子可形成多肽或蛋白质。

氨基酸分子间相互反应，生成的二肽、多肽或蛋白质中含有的酰胺基(结构，称为肽键。

3．蛋白质的结构特点

(1)多个氨基酸以肽键结合形成肽链。

(2)一个蛋白质分子中可含一条或多条肽链。

(3)肽链中或肽链间以氢键结合，形成蛋白质的三维空间结构。

)从分子结构看，多肽和蛋白质之间没有严格的界限，一般来说，相对分子质量小于10 000的叫做多肽，而相对分子质量更大的为蛋白质。氨基酸、多肽与蛋白质的相互关系：

氨基酸

缩合水解二肽缩合水解多肽缩合水解蛋白质

1

[跟随名师·解疑难]

(1)氨基酸分子结构中的—NH2表现为碱性，能与酸反应生成盐。如：

(2)氨基酸分子结构中的—COOH表现为酸性，能与碱反应生成盐。如：

(3)两分子氨基酸发生缩合反应生成二肽。如：

[剖析典例·探技法]

[例1]

苯丙氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸，必须从食物和其他营养品中获取。苯丙氨酸的结构简式为：

(1)苯丙氨酸能发生的化学反应的类型有________。

A．取代反应

C．酯化反应

B．加成反应

D．中和反应

(2)苯丙氨酸分子中的碱性基团是__________(填结构简式)。

(3)苯丙氨酸分子中的酸性基团是________(填结构简式)，苯丙氨酸与NaOH溶液反应的

化学方程式为___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)两分子苯丙氨酸缩合成二肽的反应方程式为_______________________________ ________________________________________________________________________。

[名师解析]

氨基酸中的碱性基团是—NH2，可以与酸反应；酸性基团是—COOH，可以与NaOH溶液反应，还可以发生酯化反应；另外苯环还可以发生加成反应；一个氨基酸分子中的—NH2和另一氨基酸分子中的—COOH脱去一分子H2O形成[答案]

(1)A、B、C、D

(2)—NH2

(3)—COOH

(肽键)。

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[名师点睛]

氨基酸的缩合反应原理

羧基去掉羟基、氨基去掉氢，形成肽键()，表示为：

蛋白质的性质

[自读教材·夯基础]

1．两性

蛋白质是由氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，其中存在羧基和氨基，具有两性。

2．水解

蛋白质在酶的催化作用下发生水解生成氨基酸，断键部位是肽键。即断开肽键时，碳原子上加羟基，氮原子上加氢原子。

3．盐析

(1)少量轻金属盐[如：Na2SO4、(NH4)2SO4]可促进蛋白质的溶解，浓的上述无机盐可降低蛋白质的溶解度。

(2)概念：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后，可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出。

(3)利用蛋白质的盐析可分离和提纯蛋白质。

3

4．变性

蛋白质在一定条件下如加热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐以及一些有机物如甲醛、酒精、苯甲酸等作用下发生变性。

5．颜色反应

某些蛋白质遇浓硝酸显黄色，可用于鉴别蛋白质。

6．灼烧

灼烧蛋白质能产生烧焦羽毛的气味，利用此性质可区分毛线和化纤制品。

[跟随名师·解疑难]

(1)鸡蛋白溶液为胶体，具有丁达尔效应。

(2)蛋白质的盐析是物理变化，是可逆过程。使蛋白质盐析成功的关键有两点：

①盐的类型为轻金属盐或铵盐[如Na2SO4或(NH4)2SO4]切不可用重金属盐。

②盐的浓度为饱和溶液，且用量较大。

(3)利用蛋白质的盐析，可以采用多次盐析的方法来分离提纯蛋白质。

(4)蛋白质的变性是化学变化，是不可逆过程。蛋白质变性后，不仅丧失了原有的可溶性，同时也失去了生理活性。

(5)高温消毒杀菌，就是利用加热使蛋白质凝固从而使细菌死亡。重金属盐(如可溶性铜盐、铅盐、汞盐等)能使蛋白质变性，失去生理活性而使人中毒。

[剖析典例·探技法]

[例2]

下列关于蛋白质的性质说法正确的是(

) A．蛋白质在人体内经过消化、吸收最终的产物是CO2和H2O B．通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性

C．浓的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出，加水后析出的蛋白质又溶解，但已失去生理活性

D．鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法

[名师解析]

无论何种形式的消毒，其原理都是使细菌中的蛋白质变性而失去原有的生理活性(死亡)，故B项正确。“人造丝”的成分是纤维素，灼烧时没有烧焦羽毛的气味，故D项正确。

[答案]

BD [互动探究1]

误服重金属盐溶液，应如何解毒？

提示：立即喝大量牛奶或鸡蛋清解毒，并及时送往医院治疗。

人体必需的氨基酸

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[自读教材·夯基础]

1．蛋白质在人体内的消化过程

2．蛋白质的生理功能

(1)构成机体和修复组织。

(2)参与生物氧化反应释放热量等。

3．必需氨基酸

(1)定义：人体自身不能合成，必须由食物获得氨基酸。

(2)八种必需氨基酸：

缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸。

[跟随名师·解疑难]

(1)酶是一种蛋白质，具有高效的催化作用；酶的催化作用具有高度的专一性，一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。酶的催化条件温和，不需加热，在30～50℃时酶的活性最强。

(2)饮食时要注意蛋白质的互补，要求食物的品种要多，植物蛋白和动物蛋白合理搭配，并且搭配食物要同时食用。

[剖析典例·探技法]

[例3]

酶是蛋白质，因而具有蛋白质的特性，酶又是生物制造出来的催化剂，能在许多有机反应中发挥作用，如图表示温度T与反应速度v的关系曲线中，有酶参加的是(

)

[名师解析]

酶在适宜温度下催化效果最好，温度太高，酶(蛋白质)变性失去了生理活性，催化效果下降。

[答案]

D [互动探究2]

能否用含有蛋白酶的洗衣粉来洗涤纯毛或真丝衣物？

提示：不能；原因是蛋白酶能促使蛋白质的水解，而损坏衣物。

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