第三节　生命的基础——蛋白质第二课时教学实录

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§1.3

生命的基础－蛋白质

【本节学习目标】

学习目标

1、了解蛋白质的组成、结构和用途，掌握蛋白质的性质；

2、介绍几种氨基酸的结构和名称, 了解氨基酸由于羧基和氨基的存在而具有两性的性质；

3、了解肽键及多肽的初步知识。

学习重点：蛋白质的化学性质；

学习难点：肽键的形成。

【知识要点梳理】

一、氨基酸： 1、定义：

羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。

2、几种简单的氨基酸：

3、氨基酸的结构特点：

结构中均含有-NH2 氨基、-COOH羧基官能团。

4、氨基酸的物理性质：

都是白色晶体，熔点高，易溶于水，难溶于有机溶剂。

5、氨基酸的性质：

（官能团决定有机物的性质）

①既能与酸反应又能与碱反应（具有两性）：以甘氨酸为例

a、与氢氧化钠的反应：

NH2CH2COOH+NaOH→NH2CH2COONa+H2O

b、与盐酸反应：

NH2CH2COOH+HCl→ClNH3CH2COOH

②脱水缩合（氨基酸分子间也能相互反应）：

氨基乙酸与氨基乙酸脱水的方程式： 2NH2CH2COOH→NH2CH2CONHCH2COOH+H2O

6、氨基酸的来源：

二、肽键和多肽

1、肽：

一个分子中的氨基跟另一个分子中的羧基之间消去水分子，经缩合反应生成的产物叫做肽。其中的酰胺基结构（－CO－NH－）叫肽键。

2、二肽：

由两个氨基酸分子消去水分子而形成含有一个肽键的化合物。

3、多肽：

由多个氨基酸分子消去水分子形成的含有多个肽键的化合物。多肽常呈链状，也叫肽链。

说明：多肽与蛋白质没有本质的区别，一般把相对分子质量小于1000的叫多肽。蛋白质水解得到多肽，多肽进一步水解，最后得到氨基酸。

三、蛋白质：

（生命的基础，没有蛋白质就没有生命）

1、氨基酸组成了蛋白质：

氨基酸是蛋白质的基本结构单元，种类很多，组成蛋白质时种类、数量不同，排列的次序差异很大，蛋白质的结构很复杂。蛋白质分子结构的多样性，决定了蛋白质分子具有多种重要功能。

蛋白质的复杂结构

说明：一个蛋白质分子可以含有一条或多条肽链，肽链中有很多肽键，一个肽键中的氧原子与另一个肽键中的氨基的氢原子通过氢键连接，形成类似于螺旋状的结构，最后形成具有三维空间结构的蛋白质分子。

注意：氨、铵、胺的区别，如氨气、氨基、铵根离子、苯胺。

2、蛋白质的组成和结构：

①蛋白质是由C、H、O、N及少量的S组成的有机化合物，其相对分子质量很大，通常从几万到几十万，属于天然的有机高分子化合物。

②存在：动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁及毛、发、蹄、角等，或存在于植物的种子里。

3、蛋白质的性质：

①蛋白质在水中的溶解性不同，有的能溶于水，如鸡蛋白；有的难溶于水，如丝、毛等。

②两性：（既有羧基，也有氨基）

蛋白质是α-氨基酸缩聚的产物，分子中还存在残留的氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，蛋白质也具有两性。

③水解：（水解生成不同的氨基酸）

蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解，水解的最终产物是氨基酸。

④盐析：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。

实验：

说明：蛋白质在浓无机盐溶液中因胶体凝聚而析出，叫做盐析。析出的蛋白质仍然可以溶解在水中，而不影响原来蛋白质的性质，因此盐析是一个可逆的过程（是物理变化），采

用多次盐析的方法可以分离或提纯蛋白质。

⑤蛋白质的变性（化学变化，不可逆）：

说明：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的化学性质和生理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性。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。

注意：变性的条件：

a、加热、加压、紫外线、X射线、超声波；

b、强酸、强碱、铜、汞、铅等重金属盐类，以及甲醛、酒精、苯酚、苯甲酸等。

⑥蛋白质的颜色反应——特征反应：

实验：

说明：含有苯基的蛋白质均能发生这个反应。蛋白质的颜色反应是检验蛋白质的方法之一，反应的实质就是硝酸作用于含有苯环的蛋白质使它变成黄色的硝基化合物。

注意：蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应，这种反应能用于蛋白质的检验。

⑦灼烧蛋白质会产生烧焦的羽毛味——特征反应：

应用：分别灼烧：羊毛线、棉线现象：羊毛线燃烧时燃烧不快，火焰小，离火即熄灭，燃烧有蛋白质臭味，灰烬呈卷曲状为黑褐色结晶，用手指可碾成粉末；棉线燃烧无气味，烧后成灰。

四、人体必需的氨基酸：

1、蛋白质在人体内的变化及作用：

2、食物中蛋白质的来源：

动物性蛋白质：鸡、鸭、鹅、鱼、肉等；

植物性蛋白质：谷类、豆类、蔬菜、水果、

菌类等。

3、必需氨基酸：

人体中共有二十多种氨基酸，其中有几种是人体自生不能合成的，必需由食物获取，称为必需氨基酸。因此合理搭配食物，使氨基酸相互补充，提高蛋白质的吸收与营养。

几种必需氨基酸

说明：20多种氨基酸跟蛋白质的关系，好像字母跟单词的关系，它们可以形成无数种蛋白质。不同的蛋白质，组成的氨基酸种类和排列顺序各不相同，所以蛋白质的结构是很复杂的。研究蛋白质的合成和结构，从而进一步探索生命的本质，是科学研究的重要课题。1965年我国科学家在世界上第一次人工合成有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素。1971年又合成猪胰岛素，在人类揭开生命奥秘的伟大历程中作出了重要的贡献。

4、合理搭配食物的意义：

不同的食物中含有的蛋白质的数量及成分不同，即营养价值不同。合理搭配各种食物，可以使氨基酸相互补充，提高膳食中蛋白质的吸收与利用。

①食物种类越多越好；②植物蛋白与动物蛋白搭配；③食物的种属越远越好。如鸡、鱼、肉搭配比鸡、鸭搭配好；④搭配食物要同时食用。

五、蛋白质的用途：

六、酶—生物催化剂：

1、酶是一类特殊的、有生物活性蛋白质，对生物体内的化学反应具有催化作用。

2、酶催化作用具有的特点：

①条件温和、不需加热；②具有高度的专一性；

③具有高效的催化性。

【规律方法指导】

1、盐析与变性的比较：

相同点

盐不同

不同点

复原

用途

盐析

加入某种物质后有沉淀生成

加入某些浓盐溶液，如Na2SO4、(NH4)2SO4等

可逆，加水即可

分离、提纯蛋白质

重金属盐、醛、加热或剧烈震动

不可逆

杀菌、消毒、防中毒

变性

2、蛋白质的变性知识的应用：

①误服重金属解毒：误服重金属盐，可以服用大量牛乳、蛋清或豆浆，以吸收重金属盐解毒，免使人体蛋白质变性中毒；

②医院用高温，照紫外线，喷洒苯酚和酒精溶液消毒：医疗上高温消毒杀菌，就是利用加热使蛋白质凝固，从而使细菌死亡。用卫生酒精擦洗皮肤，能使皮肤表面附着的细菌（体内的蛋白质）凝固变性而死亡，达到消毒杀菌，避免感染的目的；

③用甲醛保存动物标本：甲醛使蛋白质凝固变性，使标本透明而不浑浊，说明甲醛溶液能长期保存标本，不影响展示效果；

④在农业上用硫酸铜溶液、生石灰和水制成波尔多液，用来防治病虫害。

由蛋白质变性引起的蛋白质凝结是不可逆的。蛋白质变性凝结后丧失可溶性，还失去生理活性。

【经典例题透析】

类型一：氨基酸的结构与性质

题1、下列物质中，既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的是

（

）

A、乙酸乙酯

B、氨基乙酸

C、淀粉

D、碳酸钠

思路点拨：准确判断所给物质的结构，观察是否含有既能与酸反应，又能与碱反应的结构。

解析：乙酸乙酯在酸性或碱性环境下能够发生水解，其产物高级脂肪酸只能与氢氧化钠溶液反应；氨基乙酸含有羧基和氨基官能团，既能与酸反应，又能与碱反应；淀粉只能在酸

性环境下发生水解反应；碳酸钠只能与酸反应。

【答案】B

总结升华：既能与强酸，又能与强碱反应的物质的总结：一般既能与稀H2SO4反应又能与氢氧化钠反应的有：①单质：如Al，Zn；②两性氧化物：如A12O3，ZnO；③两性氢氧化物：如Al(OH)3，Zn(OH)2；

④弱酸的酸式盐：如NaHCO3，NaHSO3，NaHS；⑤弱酸的铵盐：如(NH4)2CO3，(NH4)2SO3，NH4HS；⑥具有双官能团的有机物：如氨基酸，蛋白质等。

举一反三：

【变式1】某期刊封面上有如右图所示的一个分子的球棍模型图，图中“棍”代表单键或双键或三键。不同颜色的球代表不同元素的原子。该模型图可代表一种（

）

A、卤代羧酸

B、酯

C、氨基酸

D、醇钠

解析：不同颜色的球代表不同元素的原子，而“棍”表示连接，可能是单键、双键或三键，根据不同原子所连价键数目不同确定原子。观察模型可知，绿球和绿球相连，而且绿球还连接了其他球，可以初步推断，绿球代表碳原子或氮原子。再由5个白球都处于末端，它们分别都只跟一个球相连，可以推断，白球代表氢原子。红球既可只连绿球，又可一端连绿球一端连白球（氢原子），可以推断为氧原子。蓝球连了两个氢原子后再连在绿球上，而这个绿球已经连了3个球（至少4价），由此排除绿球是氮原子，确定是碳原子，可得蓝球是氮原子。该模型代表甘氨酸（氨基乙酸）

【答案】C

类型二：蛋白质的结构与性质

题2、

下列关于蛋白质的叙述中，错误的是（

）

A、蛋白质溶液里加(NH4)2SO4溶液可提纯蛋白质

B、在豆浆中加少量石膏，能使豆浆凝结为豆腐

C、温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高

D、人工合成的具有生命活性的蛋白质——结晶牛胰岛素是我国科学家1965年首次合成的

思路点拨：本题是对蛋白质的考查，考查的知识有盐析、变性以及具有高效催化作用的蛋白质——酶。

解析：A项说法正确，利用某些浓的盐溶液可以提纯蛋白质；B项说法正确，豆浆是胶

体，加入电解质会使胶体发生聚沉，凝结为豆腐；C项说法错误，适宜温度可以提高酶的催化效率，温度过高，会发生蛋白质的变性，使酶失去催化活性；D说法正确。

【答案】C

总结升华：蛋白质是由α-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，在蛋白质分子中存在着氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，蛋白质也是两性物质。另外蛋白质本身还有一些独特的性质，如可发生水解反应、具有胶体的性质、加入电解质可产生盐析作用、蛋白质的变性、颜色反应、灼烧时可以产生烧焦羽毛的气味。

举一反三：

【变式2】误食重金属盐会使人中毒，可以解毒的急救措施是（

）

A、服大量食盐水

B、服用葡萄糖

C、服用适量的泻药

D、服用鸡蛋清

【答案】D

【变式3】

下列物质中，①K2SO4②福尔马林③MgSO4④Hg(NO3)2⑤NH4Cl⑥KOH⑦波尔多液⑧酒精能使蛋白质变性的是

A、②④⑥⑦⑧

B、①③⑤⑧

C、①②③⑦

D、④⑤⑥⑦⑧

【答案】A