第三节　生命的基础——蛋白质课件配套优秀

第三节

生命的基础——蛋白质

1．掌握蛋白质、氨基酸的结构和性质特点，明白肽键的形成和水解，能够用化学方程式表示其过程。(重难点) 2．了解盐析和变性的区别。(难点) 3．了解蛋白质在生命活动中的重要作用，人体必需的氨基酸。(重点)

一、蛋白质的组成和结构

1．蛋白质的组成

蛋白质是一类非常复杂的化合物，由C、H、O、N、S等多种元素组成，有的还含有微量的P、Fe、Zn、Mo等元素。

2．氨基酸组成了蛋白质

(1)结构特点与实例

(2)化学性质

①两性

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

氨基酸分子发生缩合反应可生成二肽、三肽、多肽等，如两分子甘氨酸缩合成二肽的化学方程式为

H2N—CH2—COOH＋H2N—CH2—COOH―→

3．多肽

(1)蛋白质的结构

①氨基酸是蛋白质的基本结构单元。

②多个氨基酸以肽键结合形成肽链。

③一个蛋白质分子可以含一条或多条肽链。

④肽链中有很多肽键，一个肽键中的氧原子与另一个肽键中氨基的氢原子以氢键结合，形成蛋白质的三维空间结构。

(2)多肽与蛋白质的关系

氨基酸缩合水解

1．多肽就是蛋白质吗？

【提示】

不是。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。

二、蛋白质的性质

1．两性

蛋白质由氨基酸通过肽键构成的，其中存在氨基和羧基，具有两性。

2．水解

蛋白质水解最终生成氨基酸。

3．盐析和变性

盐析

变性

加热、紫外线、X射线、强酸、强碱、变化条件

浓的无机盐

重金属盐以及部分有机化合物如甲醛等

二肽缩合水解多肽缩合水解蛋白质

变化实质

变化过程

用途

物理变化(溶解度降低) 可逆

分离和提纯蛋白质

化学变化(蛋白质性质改变) 不可逆

杀菌、消毒

4．颜色反应

某些蛋白质遇浓硝酸显黄色，可用于鉴别蛋白质。

2．在临床上解救Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐中毒的病人时，要求病人立即服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等。为什么？

【提示】

使服用的蛋白质变性，减轻重金属盐对人体蛋白质的伤害。

三、人体必需的氨基酸

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，必须由食物获得的氨基酸。

(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。

3．酶作为一种催化剂有什么特点？

【提示】

(1)条件温和，不需加热。在30 ℃～50 ℃时酶的活性最强。

(2)具有高度的专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。

(3)具有高效催化作用，比普通催化剂高107～1013倍。

氨基酸的组成、结构与性质

第1步导思——问题引入，自主探究

1．既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些？

【提示】

a．某些金属单质(如Al)；

b．两性氧化物(如Al2O3)；

c．两性氢氧化物[如Al(OH)3]；

d．弱酸的酸式盐(如NaHCO3、NaHS等)；

e．弱酸弱碱盐[如(NH4)2CO3等]；

f．氨基酸和蛋白质等。

2．氨基酸为什么具有两性，既能与酸反应又能与碱反应？

【提示】

氨基酸中既含有碱性基团(—NH2)能够与酸反应，又含有酸性基团(—COOH)能够与碱反应，因此氨基酸具有两性。

3．甘氨酸与丙氨酸分子之间脱水能生成几种二肽？

【提示】

甘氨酸与甘氨酸之间生成1种，丙氨酸与丙氨酸之间生成1种，甘氨酸与丙氨酸之间反应生成2种，共4种。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

概念

至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)的化合物

通式

与碱

反应

化学性质

与酸

反应

成肽

反应

氨基酸缩合反应的化学方程式为

第3步例证——典例印证，思维深化

营养品和药品都是保证人类健康不可缺少的物质，其性质和制法是化学研究的主要内容。 已知酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸，它的结构简式是

(1)酪氨酸能发生的化学反应类型有________。

A．取代反应

C．酯化反应

B．加成反应

D．中和反应

(2)在酪氨酸的同分异构体中，同时满足以下三个条件的，除酪氨酸外还有________种。

①属于氨基酸且“碳骨架”与酪氨酸相同；

②羟基直接连在苯环上；

③氨基(—NH2)不与苯环直接相连。

(3)已知氨基酸能与碱反应，写出酪氨酸与足量的NaOH溶液反应的化学方程式：______________________________________________________________ _______________________________________________________________。

【解析】

解答本题应首先明确酪氨酸的结构，根据酪氨酸分子所含官能团推断其性质。—COOH能发生酯化反应、中和反应，含有苯环可发生取代反应和加成反应。符合条件的同分异构体包括：

【答案】

(1)ABCD (2)5

有机物的性质是由官能团决定的，判断有机物发生反应的类型首先要找出官能团，看官能团有哪些性质，能发生何种反应。

第4步运用——精选习题，落实强化

1．L­多巴是一种有机物，它可用于帕金森综合征的治疗，其结构简式如下：

下列关于L­多巴的叙述正确的是(

) A．既没有酸性，又没有碱性

B．既具有酸性，又具有碱性

C．只有酸性，没有碱性

D．只有碱性，没有酸性

【解析】

分子中既有氨基又有羧基，因此该物质具有两性。

【答案】

B

蛋白质的性质及应用

第1步导思——问题引入，自主探究

1．在医院打针时要用酒精棉球擦拭皮肤，为什么？

【提示】

酒精使皮肤上的细菌变性，杀菌消毒。

2．某蛋白质的结构片段如下：

它水解后产生几种氨基酸？分别写出它们的结构简式。

【提示】

三种。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

性质

物溶解解释

有的蛋白质难溶于水，如丝、毛等。应用

—

理性性

有的蛋白质能溶于水，如鸡蛋清等

大量轻金属盐的浓溶液能使蛋白质采用多次盐析来分离和提纯蛋白质

质

盐析

溶解度降低，使蛋白质凝聚而从溶液中析出

蛋白质中含有—COOH、

化学性两性

—NH2，既能与强酸反应，又能与强碱反应

蛋白质受热或在其他条件下会发生—

①利用高温或有机物等杀菌消毒

②误服重金属离子后服用鲜牛奶或鸡蛋清缓解毒性

①人摄取的蛋白质在人体质

变性

不可逆的凝固，凝固后不能在水中溶解，这种变化叫做变性

水解

化学性质

反应

蛋白质在酸、碱或酶的作用下发生水解，最终生成氨基酸，天然蛋白内发生水解反应，生成的α­氨基酸又重新缩合成质水解的最终产物都是α­氨基酸

人体所需蛋白质

②食品工业中制取氨基酸

颜色

某些含苯环的蛋白质

反应

遇到浓HNO3显黄色

灼烧

灼烧时有烧焦羽毛的

气味

鉴别蛋白质

鉴别毛料与棉料、化纤

水解反应的实质是“形成的是哪个键，断开的就是哪个键”，故中的C—N键断裂，加氢形成—NH2。

第3步例证——典例印证，思维深化

某种蛋白质的结构片段如下： 加羟基形成，—NH—

(1)上述蛋白质结构片段完全水解所生成的氨基酸是

_______________________________________________________________。

(2)水解所生成的氨基酸中，碳、氢原子数比值最大的那一种与NaOH溶液反应的化学方程式为_________________________________________________，

________________________________________________________________ 形成二肽的化学方程式为__________________________________________ _______________________________________________________________。

【解析】

(1)题给蛋白质结构片段中肽键上的C—N键断裂，依次得到四种氨基酸。

(2)在所得4种氨基酸中，碳、氢原子数比值最大的是。

【答案】

第4步运用——精选习题，落实强化

2．下列说法中错误的是(

) A．在豆浆中加少量石膏，能使豆浆凝结为豆腐

B．误服可溶性重金属盐，可立即服用牛奶或鸡蛋清

C．用灼烧的方法可鉴别毛织物和棉织物

D．温度越高，酶对某些化学反应的催化性能越高

【解析】

石膏可使豆浆(蛋白质)发生凝聚；误服重金属盐，立即服用大量蛋白质可解毒；毛织物为蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味；酶在高温下变性，会失去催化活性。

【答案】

D

1．小亮同学处于生长发育期，需要补充蛋白质，你建议他平时应多食用下列哪种食物？(

) A．西红柿

C．瘦肉

【解析】

瘦肉能提供蛋白质。

【答案】

C 2．关于氨基酸的下列叙述中，不正确的是(

) A．氨基酸都是晶体，一般能溶于水

B．氨基酸都不能发生水解反应

C．氨基酸具有两性，能与酸、碱反应生成盐

D．天然蛋白质水解最终可以得到α­氨基酸、β­氨基酸等多种氨基酸

【解析】

氨基酸熔点较高，室温下均为无色晶体，除少数外一般能溶于水而难溶于乙醇、乙醚；氨基酸能与酸、碱反应生成盐，氨基酸分子间能发生成肽反应，但氨基酸都不能发生水解反应；天然蛋白质水解的最终产物是多种α­氨基酸。

【答案】

D 3．下列关于蛋白质的叙述正确的是(

) A．加热会使蛋白质变性，因此生吃鸡蛋比熟吃好

B．一束光线照射蛋白质溶液，产生丁达尔效应

C．鸡蛋清中加入食盐，会使蛋白质变性

D．天然蛋白质中仅含C、H、O、N四种元素

B．馒头

D．油脂

【解析】

生鸡蛋中含有抗酶蛋白和抗生物蛋白，前者阻碍人体肠胃中的蛋白酶与蛋白质接触，影响蛋白质的消化、吸收；后者能与食物中的生物素结合，形成人体无法吸收的物质，但此两种物质一旦蒸煮被破坏，就不再影响人体对营养素的吸收；蛋白质溶液是胶体，可以产生丁达尔效应；食盐不是重金属盐，不能使蛋白质变性；鸡蛋中含有蛋白质，它变坏后会产生臭鸡蛋气味的H2S气体，说明此蛋白质中肯定含有S元素。

【答案】

B 4．下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是(

) A．蛋白质水解的最终产物是氨基酸

B．氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性

C．α­氨基丙酸与α­氨基苯丙酸混合物脱水成肽，只生成2种二肽

D．氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子，在电场作用下向负极移动

【解析】

蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的高分子化合物，其水解最终可得氨基酸，A项正确；遇重金属离子变性是蛋白质特有的性质，氨基酸无变性的性质，B项错误；α­氨基丙酸与α­氨基苯丙酸可以形成的二肽有：α­氨基丙酸自身脱水形成的二肽、α­氨基苯丙酸自身脱水形成的二肽、α­氨基丙酸脱羧基中的—OH和α­氨基苯丙酸脱氨基中的H形成的二肽、α­氨基丙酸脱氨基中的H和α­氨基苯丙酸脱羧基中的—OH形成的二肽，共4种二肽，C项错误；氨基酸与NaOH溶液反应形成的阴离子，在电场作用下向正极移动，D项错误。

【答案】

A 5．(1)蛋白质分子中含有______、______、______、______四种元素，有的还含有________等元素。

(2)蛋白质的基本组成单位是氨基酸，其通式为________。

(3)在盛有鸡蛋清溶液的试管中，加入(NH4)2SO4浓溶液，可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用叫做________。继续加水时，沉淀会______，并不影响原来蛋白质的性质。

(4)在盛有鸡蛋清溶液的试管中，加入CuSO4溶液，蛋白质会发生性质的改变而凝结起来，这种作用叫作________，继续加水时，________恢复为原蛋白质。

【解析】

本题考查了蛋白质的组成、结构与性质。

【答案】

(1)C H O N S、P

(3)盐析

溶解

(4)变性

不能

学业分层测评(四) (建议用时：30分钟) [学业达标] 1．渤海特有的黄花鱼、鲈鱼、比目鱼、鱿鱼等能给人们带来的主要营养素是(

) A．维生素

C．淀粉

B．蛋白质

D．葡萄糖

【解析】

鱼类含有蛋白质、矿物质等，主要营养素是蛋白质。

【答案】

B 2．蛋白质在胃蛋白酶和胰蛋白酶的作用下变成氨基酸的反应属于(

) A．消去反应

C．聚合反应

【答案】

B 3．α­丙氨酸是组成人体蛋白的氨基酸之一，如图是α­丙氨酸的分子结构模型图，下列对α­丙氨酸的叙述不正确的是(

) B．水解反应

D．酯化反应

A．α­丙氨酸分子由碳、氢、氧、氮四种原子构成

B．α­丙氨酸中碳元素的质量分数最大

C．α­丙氨酸的化学式为C3H7O2N D．α­丙氨酸属于氧化物

【解析】

可由球棍模型写出其分子式为C3H7O2N，可看出碳元素质量分数最大，由C、H、O、N四种原子构成。由于含有四种元素，不属于氧化物。

【答案】

D 4．在四种化合物：①NaHCO3

②Al(OH)3

③(NH4)2CO3

④中跟盐酸和氢氧化钠溶液都能发生反应的是

(

) A．只有②④

C．只有①②③

【解析】

B．只有①②

D．①②③④

【答案】

D 5．要使蛋白质从溶液中析出而又不改变蛋白质的性质，应加入的试剂是

(

) A．乙醇

C．乙酸铅浓溶液

B．福尔马林

D．(NH4)2SO4浓溶液

【解析】

轻金属盐可以使蛋白质发生盐析，乙醇、福尔马林、乙酸铅均使蛋白质变性。

【答案】

D 6．生活中处处有化学，请你根据所学知识，判断下列说法错误的是(

) A．为防止流感传染，可将教室门窗关闭后，用食醋熏蒸，进行消毒

B．医疗上常用高温煮蒸的方法对医疗器械进行消毒

C．生活中常用在豆浆中加入少量石膏的方法来使豆浆凝固制作豆腐

D．对环境进行消毒的原理是使细菌变性，可以用浓HNO3代替“84”消毒液

【解析】

浓HNO3虽然能使蛋白质变性，但其有挥发性和强腐蚀性，不能用作环境消毒剂。

【答案】

D 7．如图表示蛋白质分子的一部分，图中A、B、C、D标出分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时断裂的键是(

)

【解析】

蛋白质水解时，肽键发生断裂。

【答案】

C 8．将淀粉浆和淀粉酶的混合物放入玻璃纸(半透膜)袋中，扎好，浸入流动的温水中，相当长一段时间后，取出袋中液体分别与碘水、新制Cu(OH)2悬浊液(加热)和浓HNO3(微热)作用，其现象为(

) A．显蓝色、无现象、显黄色

B．显蓝色、红色沉淀，无现象

C．无现象、无现象、显黄色

D．无现象、红色沉淀、显黄色

【解析】

溶液中的淀粉和淀粉酶均属于胶体，不能透过半透膜，但淀粉在淀粉酶催化下会水解生成麦芽糖，而麦芽糖不能透过半透膜。

【答案】

D [能力提升] 9．蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。

(1)蛋白质分子中主要含有________四种元素。

(2)蛋白质是人体必需的营养物质之一，下列各类食物中，蛋白质含量最丰富的是________(填字母)。

(3)蛋白质在一定条件下能发生变性，从而失去生理活性。万一误服硫酸铜溶液，此时应立即做怎样的处理？

________________________________________________________________。

(4)一种二肽的结构简式如图：

合成这种二肽的氨基酸的结构简式是________、________。

【解析】

(1)蛋白质的主要构成元素有碳、氢、氧、氮，除此之外还有硫、

磷、铁、锌等元素；(2)蛋白质的来源有两种：一种是动物性蛋白质，如鸡、鸭、鱼、肉、蛋等；另一种是植物性蛋白质，如水果、蔬菜、豆类等，其中以动物性蛋白质含量最为丰富；(3)硫酸铜是重金属盐，误服硫酸铜溶液，应立即喝大量的牛奶来缓解毒性，以减轻人体蛋白质中毒的程度；(4)该物质是由两种氨基酸通过缩合反应生成的，其单体是

【答案】

(1)碳、氢、氧、氮

(2)C (3)喝大量牛奶或鸡蛋清

10．某同学偏食，喜欢吃一些豆类作物制成的食品，不喜欢吃动物性食品。该豆类作物中含有的天然蛋白质在酶的作用下水解生成A、B两种有机物，其中，A的分子式是C4H7O4N，B的分子式是C6H14O2N2，分子碳链一端为羧基，一端连有氨基，属于α­氨基酸。已知A、B的分子结构中均不含甲基。 (1)写出A、B的结构简式：

A_____________________________________________________________，

B_____________________________________________________________。

(2)该小孩长期偏食，如不加以纠正，将出现什么后果？

________________________________________________________________ ________________________________________________________________ (3)题中酶的作用是________________________________________________ _______________________________________________________________，

影响其作用的主要因素有__________________________________________ _______________________________________________________________。

【解析】

天然蛋白质的水解产物都是α­氨基酸，故A、B的分子结构中均有结构。除此结构以外，A分子中剩下C2H3O2—。根据已知条件可推知，C2H3O2—只能为—CH2—COOH，则A的结构简式为，B分子中剩下部分为C4H10N—，碳链一端连有—NH2，且链上无甲基，即为H2N—CH2—CH2—CH2—CH2—，则B的结构简式为

【答案】

(2)长期偏食，食物种类过于单一，体内形成的氨基酸种类少，导致蛋白质合成受阻，造成营养不良

(3)催化剂

温度和酸碱性