第三节　生命的基础——蛋白质教学设计(第一课时)

第三节

生命的基础——蛋白质

1．了解蛋白质的组成、结构和主要性质。

2．了解氨基酸的结构和性质。

3．能列举人体必需的氨基酸。

4．了解食物合理搭配的方法。

蛋白质是人类必需的营养物质。蛋白质不足，将会造成诸如容易感染、贫血、血压异常、激素分泌不正常、加速老化及食欲不振等症状。蛋白质在人体内的重要作用是什么？

提示：蛋白质在人体内水解后，构成和修补人体的各种组织，发生氧化反应放出能量，供给人体活动的需要。

一、蛋白质的组成和结构

1．蛋白质的组成

含有____________及少量的___________，有的还含有微量___________、__________、锌、钼等元素，属于____________化合物。

2．氨基酸

(1)结构特点。

①官能团：____________和__________。

②通式：__________________________________。

(2)常见氨基酸。

名称

结构

简式

甘氨酸

丙氨酸

谷氨酸

(3)化学性质。

①两性。

氨基酸分子里含有—NH2和—COOH两种官能团，前者使氨基酸具有______，后者使氨基酸具有____________，因此其既能与酸反应，又能与碱反应。

②缩合反应——肽键的形成。

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氨基酸分子发生__________________反应可生成二肽、三肽、多肽等。

多个氨基酸分子缩合消去水分子可形成____________或蛋白质。

多肽或蛋白质中含有酰胺基()结构，称为__________________。

3．蛋白质的结构特点

(1)多个氨基酸分子以____________结合形成肽链。

(2)一个蛋白质分子中可含一条或____________肽链。

(3)肽链中或肽链间以____________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：

思考：甘氨酸与丙氨酸缩合，在一定条件下生成的二肽的结构简式有几种？

二、蛋白质的性质

1．两性

蛋白质由氨基酸通过肽键构成，其中存在__________和__________，具有两性。

2．水解

蛋白质水解最终生成________。

3．盐析

向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4等]溶液后，可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出。

(1)析出的蛋白质____________溶解在水中，不影响原来蛋白质的性质，盐析是一个______的过程。

(2)利用这个性质，可以采用多次盐析的方法来____________和____________蛋白质。

4．变性

蛋白质在一定条件下发生不可逆的凝固，凝固后不能在水中溶解，这种变化叫做变性。变性是______________的过程，蛋白质变性后，不仅失去了原有的______________，同时失去了__________。

5．颜色反应

某些蛋白质遇浓硝酸颜色变____。可用来鉴别蛋白质。

思考：蛋白质变性的性质有何应用？

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__________的氨基酸。

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(2)___________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。

答案:1.碳、氢、氧、氮

硫

磷

铁

天然有机高分子

2．(1)羧基(—COOH) 氨基(—NH2)

(3)碱性

酸性

缩合

多肽

肽键

3．(1)肽键

(2)多条

(3)氢键

思考

提示：缩合方式不同，结构不同。有4种：

二、1.氨基

羧基

2．氨基酸

3．(1)可以

可逆

(2)分离

提纯

4．不可逆

可溶性

生理活性

5．黄

思考

提示：蛋白质变性后，失去了原有的可溶性，同时失去了生理活性，利用这一特点，在实际生活中有许多应用。如高温消毒灭菌、紫外线杀菌、酒精消毒。

三、1.尿素

3．(1)食物获得

(2)八种

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一、氨基酸的组成结构与性质

1．概念

至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)的化合物。

2．通式

(—R表示烃基) 3．化学性质

氨基酸分子里含有羧基和氨基，既表现酸性，又表现碱性。因此，氨基酸与酸或碱都能反应生成盐，具有两性。

(1)与碱反应。

(2)与酸反应。

(3)发生缩合反应。

二、蛋白质的性质

1．两性

蛋白质是氨基酸缩聚的产物，蛋白质分子中还残留氨基和羧基，因此能与酸或碱反应。

2．水解

蛋白质在酶的催化下发生水解生成氨基酸，断键部位是肽键(键。

蛋白质氨基酸人体所需蛋白质

)中的C—N第

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3．特性

蛋白质溶液是胶体，具有胶体的性质。

4．盐析与变性

含义

盐析

在一定条件下，溶液中的蛋白质凝聚为固体析出

浓的轻金属盐和铵盐

变性

在一定条件下，蛋白质失去原有的生理活性、溶解性等性质

加热，紫外线、X射线照射，重金属盐，强酸、强碱，甲醛、苯酚、酒精、苯甲酸等有机物

变化条件

变化特征

重要应用

可逆。蛋白质仍保留原有的生理活性、不可逆。蛋白质失去原有的生理活性、溶解性等性质

溶解性

分离或提纯蛋白质

消毒、灭菌，保存动物标本，缓解重金属盐中毒等

5.颜色反应

具有苯环结构的蛋白质遇浓硝酸变性，产生黄色物质。

6．灼烧气味

灼烧蛋白质产生烧焦羽毛的气味。

三、盐析和渗析的比较

项目

含义

原理

盐析

一般是指溶液中加入无机盐类而使溶解的物质析出的过程

无机盐可以降低分散系中分散质的溶解度而使分散质析出

①加浓(NH4)2SO4溶液使蛋白质凝聚

②皂化反应中加入饱和NaCl溶液，使高级脂肪酸盐析出

渗析

利用半透膜使离子或分子从胶体溶液里分离出来的操作

胶体微粒直径大于溶液中各离子或分子的直径而不能透过半透膜

淀粉溶液中混有NaCl，可用半透膜除去杂质NaCl 实例

知识点1 氨基酸的结构与性质

【例题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

B．加成反应

C．酯化反应

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)该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_____________________________ ________________________________________________________________________。

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，可以与第

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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)ABCD (2)—NH2

(3)—COOH

(肽键)。

点拨：有机物的性质是由其官能团决定的，判断有机物发生反应的类型首先要找出其官能团，看该官能团有哪些性质，能发生何种反应。

知识点2 蛋白质的结构和性质

【例题2】

下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是(

)。

A．天然蛋白质的水解产物都是α氨基酸

B．蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质析出，再加水也不溶解

C．重金属盐能够使蛋白质凝聚，所以误食重金属盐会使人中毒

D．浓硝酸溅到皮肤上能够使皮肤显黄色，这是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应

解析：本题重点考查蛋白质的性质。天然蛋白质都是由α氨基酸构成的，因此天然蛋白质水解后生成的氨基酸都是α氨基酸，A正确；硫酸铵不属于重金属盐，因此在蛋白质中加入硫酸铵后，蛋白质发生的是盐析作用，加入水后，析出的蛋白质能够溶在水中，B错误；重金属盐能够使蛋白质发生变性作用，误食重金属盐后，重金属盐在人体内会使人体内的蛋白质发生变性，使人中毒，此时可以服用牛奶进行解毒，并及时送医院救治，C正确；颜色反应是蛋白质的性质之一，D正确。

答案：B 点拨：氨基酸、蛋白质、酶的区别与联系见下表。

氨基酸

蛋白质

概念

羧酸分子中烃基上的H原子被—NH2取代后的产物

氨基酸通过肽键缩合结构特点

分子里既有氨基又有羧基的化合物

分子中存在肽键，端主要性质

与酸反应生成胺盐

与碱反应生成羧酸盐

发生缩合反应形成肽

既可以与酸反应又可第

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聚合成的高分子化合物

基是氨基和羧基

以与碱反应

水解的最终产物是氨基酸

溶于水形成胶体，具有胶体的性质

盐析

变性

颜色反应

灼烧有烧焦羽毛味

变性

生物催化剂(条件温和，效率高，选择性、专一性强) 酶

具有催化作用的蛋白质

具有蛋白质的通性，同时具有独特的生理活性

1 下列关于蛋白质的叙述中，正确的是(

)。

A．蛋白质溶液里加入(NH4)2SO4溶液可提纯蛋白质

B．重金属盐使蛋白质变性，所以吞服“钡餐”会引起中毒

C．温度越高，酶对某些反应的催化效率越高

D．任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色

2 下图是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(

)。

A．α丙氨酸由碳、氢、氧、氮四种元素组成

B．α丙氨酸中碳元素的质量分数最大

C．α丙氨酸的分子式为C3H7O2N D．α丙氨酸属于氧化物

3下列关于蛋白质的说法错误的是(

)。

A．食物中的蛋白质，先水解成氨基酸才能被人体吸收

B．氨基酸是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的产物

C．绝大多数酶本身就是蛋白质

D．多肽和蛋白质在结构上有严格的区别

4(1)从鸡蛋清的溶液中提取蛋白质的方法有____________和____________。

(2)鸡蛋腐败时，常闻到刺激性气味，该气体主要是____________，说明蛋白质中含有________元素。

(3)误食重金属盐会中毒，这是因为____________________________________。

(4)浓硝酸溅到皮肤上，使皮肤呈现____________色，这是由于浓硝酸和蛋白质发生了____________反应的缘故。

(5)鉴定一种织物的成分是真丝还是人造丝，可各取一小块进行____________，这是因第

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为________________________________________________________________________。

答案：1．A (NH4)2SO4溶液使蛋白质溶液发生盐析，多次进行盐析，即可提纯蛋白质，A正确；“钡餐”主要成分是BaSO4，难溶于水和酸，溶液中重金属离子浓度非常低，不会使蛋白质变性，B错误；酶是蛋白质，加热变性后失去催化作用，C错误；只有含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸会变黄色，D错误。

2．D 可由结构模型写出其分子式为C3H7O2N，可得出碳元素质量分数最大，由C、H、O、N四种元素组成。由于α丙氨酸含有四种元素，不属于氧化物。

3．D A、B、C均正确。多肽和蛋白质在结构上是相同的，仅仅是构成多肽或蛋白质的氨基酸数目多少不同而已。

4．答案：(1)盐析

渗析

(2)H2S S (3)重金属盐会使蛋白质变性

(4)黄

颜色

(5)灼烧

真丝灼烧时有烧焦羽毛的气味

解析：(1)盐析和渗析的方法都可以提纯蛋白质。(2)蛋白质中含有硫元素，腐败时会产生H2S。(3)重金属盐使蛋白质变性。(4)含苯环的蛋白质分子遇到浓硝酸会变黄色。(5)鉴别真丝与人造丝可用灼烧的方法。真丝成分是蛋白质，人造丝成分是纤维素。

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