第三节　生命的基础——蛋白质ppt课件课堂实录

第三节

生命的基础——蛋白质

[学习目标]

1.认识蛋白质的组成和结构。2.了解氨基酸的结构和性质特点。3.知道蛋白质在人体的重要作用。4.能列举人体必需的氨基酸。

一、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

甘氨酸

。

丙氨酸

谷氨酸

氨基酸与酸或碱都能反应生成盐，具有两性。

(1)与碱反应

＋NaOH―→(2)与酸反应

＋H2O ＋HCl―→(3)发生缩合反应

H2N—CH2COOH＋H2N—CH2COOH―→

＋H2O 【思考·讨论】

既能和酸反应又能与碱反应的物质有哪些？

答案

(1)某些单质，如Al、Si(注Si和HF反应)。

(2)两性氧化物、氢氧化物，如Al2O3、Al(OH)3。

(3)弱酸的酸式盐，如NaHCO3、NaHS、NH4HSO3等。

(4)弱酸的铵盐，如(NH4)2CO3、(NH4)2S等。

(5)氨基酸或蛋白质。

二、肽和肽键

二肽：由两个氨基酸分子消去一个水分子而形成含一个肽键的化合物。

三肽：由三个氨基酸分子消去两个水分子而形成含两个肽键的化合物。

多肽：由多个氨基酸分子消去多个水分子而形成的含多个肽键的化合物。多肽常呈链状，因此也叫肽链。

肽键(—CO—NH—)的形成如下所示

【思考·讨论】

有一多肽的结构如下

该化合物属于几肽？有几个氨基和几个羧基？构成该化合物的氨基酸有几种？

答案

该化合物属于四肽，有1个氨基，2个羧基，构成该化合物的氨基酸有3种。

三、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，属于天然高分子化合物。

2．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。

3．蛋白质的性质

(1)两性

蛋白质是由氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，其中存在氨基和羧基，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。

(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。

【思考·讨论】

1．氨基羧、多肽和蛋白质是什么关系？

答案

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

2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。

(1)鸡蛋白溶液具有丁达尔效应(

√

) (2)蛋白质的盐析、变性均发生化学变化(

×

)

(3)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(

√

) (4)氨基酸、淀粉均属于高分子化合物(

×

) (5)若两种二肽互为同分异构体，则二者的水解产物不一致(

×

) (6)蛋白质水解的最终产物是多肽(

×

) (7)盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性(

√

) (8)用甘氨酸(

×

) 和丙氨酸缩合最多可形成两种二肽(9)用试管、醋酸铅溶液、鸡蛋白溶液能进行蛋白质的盐析实验(

×

) 四、人体必需的氨基酸

1．蛋白质在人体内的消化过程

分解构成、修补――→各种组织尿素胃蛋白酶和蛋白质―氨基酸――――――――――→

氧化胰蛋白酶（水解）――→提供能量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。

【思考·讨论】

1．蛋白质在人体内有什么生理作用？

答案

蛋白质的主要功能是构成机体和修复组织。进入人体内的蛋白质有一部分参与生物氧化反应，释放出热能。1 g 蛋白质在体内氧化时可产生约16.7 kJ的热能。一般来说，人体所需的热能有10%～15%来自蛋白质的氧化。

2．如何做到蛋白质互补？

答案

①食物品种越多越好。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、鹅搭配好。④搭配食物要同时食用。

3．酶的催化作用有什么特征？

答案

酶是一种特殊的蛋白质，具有蛋白质的通性。酶的催化作用有以下特征：

(1)条件温和、不需加热，接近中性的条件下，在30～50 ℃之间，酶的活性最强，超过适宜温度时，酶会失去活性。

(2)具有高度的专一性，例如，蛋白酶只催化蛋白质的水解反应；淀粉酶只催化淀粉的水解。

(3)具有高效催化作用，酶对化学反应的催化效率远远高于普通催化剂。

二肽的形成和数目的判断

两种不同的氨基酸(以甘氨酸、丙氨酸为例)脱水最多可生成4种二肽

(1)2分子同种氨基酸的脱水：

(2)不同种氨基酸的脱水：

＋H2O，

【例】

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

B．加成反应

C．酯化反应

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。

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：

5种。

答案

(1)ABCD

(2)5 变式

蛋白质是人体生命活动的基础，没有蛋白质就没有生命，请回答下列问题：

(1)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，此时应立即作怎样的处理？

____________________________________________________________________。

(2)某种蛋白质的结构片段如下：

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形成二肽的化学方程式为_________________________________________________________________。

解析

(1)误服使蛋白质变性的物质，可立即补充大量的蛋白质，肥皂水有催吐作用。

(2)题给蛋白质结构片段中肽键上的C—N键断裂，依次得到的氨基酸是：

在所得4种氨基酸中，碳、氢原子数比值最大的是答案

(1)喝大量的牛奶(或豆浆或鸡蛋清或灌肥皂水)

1．氨基酸不能发生的反应是(

) A．酯化反应

B．与碱溶液的反应

C．缩合反应

D．水解反应

解析

氨基酸分子中含有COOH—，可发生酯化反应和中和反应；含有NH2—和COOH—，可发生缩合反应；氨基酸是构成蛋白质的基础物质，不能发生水解反应。

答案

D 2．甘氨酸与丙氨酸混合，在一定条件下发生缩合反应生成的二肽共有(

) A．1种

B．2种

C．3种

D．4种

解析

甘氨酸与丙氨酸是两种不同的氨基酸，在一定条件下缩合时可发生同分子之间的缩合与不同的两分子之间的缩合，其中不同的两分子之间的去水方式也有两种。

答案

D 3．误食重金属盐会引起中毒，下列措施中不能用来解毒的是(

) A．服大量鸡蛋清

B．服用豆浆

C．喝大量牛奶

D．喝白开水

解析

重金属盐可使蛋白质变性，称为重金属中毒。误食重金属盐，立即服用蛋白质可缓解人体蛋白质中毒的程度。

答案

D

4．春季来临时需要给树木的根部刷石灰，以防止树木的病虫害，这利用了蛋白质的(

) A．变性

B．水解

C．盐析

D．颜色反应

解析

石灰可以使病虫的蛋白质变性，失去生理活性。

答案

A 5．L­多巴是一种有机物，它可用于帕金森综合症的治疗，其结构简式如下：

下列关于L-多巴酸碱性的叙述正确的是(

) A．既没有酸性，又没有碱性

B．既有酸性，又有碱性

C．只有酸性，没有碱性

D．只有碱性，没有酸性

解析

分析L-多巴的结构简式可知，分子中含有羧基(—COOH)、酚羟基，该物质应具有酸性；L-多巴分子中还含有氨基(—NH2)，所以又具有碱性。

答案

B 6．阿斯巴甜(Aspartame)具有清爽的甜味，甜度约为蔗糖的200倍，其结构简式如下：

有关阿斯巴甜的说法不正确的是(

) A．阿斯巴甜的分子式为：C14H17N2O5

B．分子结构中含有一个酯基

C．水解产物中含有2种氨基酸分子

D．阿斯巴甜在一定条件下既能与酸反应，又能与碱反应

解析

选项A，根据有机物的结构简式可得阿斯巴甜的分子式为C14H18N2O5；选项B，分子中—COOCH3为酯基；选项C，水解时该有机物中的肽键和酯基断裂生成2种不同的氨基酸；选项D，阿斯巴甜含有氨基和羧基具有“两性”，在一定条件下既能与酸反应也能与碱反应。

答案

A

7．(1)蛋白质是由________通过________构成的________，其中存在________和________，因此，它也具有________；如图所示的蛋白质，水解时断裂的键是______(填代号)。

(2)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。如淀粉酶、胃蛋白酶在消化中的________功能，胰岛素可以对糖类物质的代谢具有________功能，免疫球蛋白在人体中的________功能等。

解析

蛋白质是由氨基酸缩合而成的高分子化合物，缩合后仍含有羧基和氨基，具有两性。蛋白质还能发生盐析、变性、颜色反应等，在酶的催化下能够水解生成氨基酸。蛋白质发生水解时断开的是肽键答案

(1)氨基酸

肽键

高分子化合物

氨基

羧基

两性

③

(2)催化

调节

免疫

课时作业

[基础题组] 1．下面哪种氨基酸不属于人体必需氨基酸(

) A．蛋氨酸

B．谷氨酸

C．亮氨酸

D．赖氨酸

，所以断键的位置是③。

解析

本题属于识记类题目，记住8种必需氨基酸就可作答。

答案

B 2．关于生物体内氨基酸的叙述错误的是(

) A．构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是

B．人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素

C．人体内所有氨基酸均可以互相转化

D．两分子氨基酸通过脱水缩合可以形成二肽

解析

部分氨基酸可以在人体内相互转化，但是有几种是在人体内不能合成的，必须从食物中获得，它们被称为必需氨基酸。

答案

C 3．据最近的美国《农业研究》杂志报道，美国的科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为：

则下列说法错误的是(

) A．半胱氨酸属于氨基酸

B．半胱氨酸是一种两性物质

C．两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为

D．HS—CH2—CH2—COONH4可与NaOH溶液反应放出一种碱性气体

解析

解题时充分迁移COOH—与OH—、COOH—与NH2—的脱水原理。半胱氨酸缩水成二肽应是羧基与氨基间缩水形成肽键，而C项中的硫羟基与羧基缩水成答案

C 。

4．有一种二肽，分子式为C8H14N2O5，发生水解后得到丙氨酸和另一种氨基酸，则另一种氨基酸的化学式为(

) A．C4H7NO4

B．C5H7NO3

C．C5H9NO4

D．C5H11NO5

解析

C8H14N2O5＋H2O―→C3H7NO2＋氨基酸，根据原子守恒，此氨基酸的分子式应为C5H9NO4。

答案

C 5．下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是(

)

A．进入人体内的蛋白质水解为氨基酸后，全部发生氧化反应放出能量，供给人体的需要

B．蛋白质在胃蛋白酶和胰蛋白酶的作用下水解变成氨基酸，而动植物蛋白质混合摄入，更能增强蛋白质的营养作用

C．加热使食物中的蛋白质变性，有利于消化和吸收

D．浓硝酸使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应

解析

进入人体内的蛋白质水解为氨基酸后，部分氨基酸直接被人体吸收，重新结合形成人体所需的氨基酸，部分氨基酸被氧化，释放能量。

答案

A 6．下列关于蛋白质的性质说法正确的是(

) ①蛋白质在人体内经过消化、吸收最终的产物是CO2和H2O ②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

③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

④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

A．①④

B．②④

C．①③

D．②③

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恬性(死亡)，故②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④正确。

答案

B 7．在下列物质中：①K2SO4

②HCHO

③Na2SO4

④Hg(NO3)2

⑤NH4Cl

⑥KOH，能使蛋白质盐析的是(

) A．②④⑥

B．①③⑤

C．①②③

D．④⑤⑥

解析

向蛋白质中加入某些浓的无机盐溶液，可使蛋白质盐析，如K2SO4、Na2SO4、NH4Cl等。而向蛋白质中加入HCHO、重金属盐如Hg(NO3)2、强酸、强碱时能使蛋白质变性。

答案

B 8．下列说法错误的是(

)

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，立即服用大量牛奶、蛋清或豆浆解毒

C．用灼烧的方法可鉴别毛织物

D．在较高温度的水中，使用加酶洗衣粉，洗涤效果更好

解析

豆浆中加少量石膏，能使豆浆凝结为豆腐，这是胶体的聚沉，A项正确。可溶性重金属盐会造成蛋白质变性，误服后可饮用大量牛奶等富含蛋白质的物质，减轻造成的伤害，B项正确。蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味，若毛织物中含有蛋白质，可以用灼烧的方法鉴别，C项正确。酶在催化时条件温和，不需要加热，如果温度太高，则导致酶的催化效果降低，D项错误。

答案

D [能力题组] 9．下列结构片断的蛋白质在胃中水解时，不可能产生的氨基酸是(

)

解析

蛋白质水解时化学键断裂的部位是肽键中的碳氨键：

然后在羰基的部位补充(—OH)，氮原子的部位补充氢原子。

答案

C 10．欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质，应加入(

) A．福尔马林溶液(35%～40%的甲醛溶液) B．18.4 mol·L－1的浓硫酸溶液

C．饱和Na2SO4溶液

D．1.0 mol·L－1的CuSO4溶液

解析

福尔马林溶液(甲醛)、浓硫酸、重金属盐(CuSO4)溶液均能使蛋白质变性而改变它的性质。

答案

C 11．酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸，它的结构简式为

(1)酪氨酸能发生的化学反应类型有________(填字母)。

A．取代反应

B．还原反应

C．酯化反应

D．中和反应

(2)已知氨基不能与碱反应，写出酪氨酸与足量的NaOH溶液反应的化学方程式：_____________________________________________________________________。

解析

(1)—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。

(2)分子中含有酚羟基和羧基，能与NaOH的反应。

答案

(1)ABCD (2)

＋2NaOH―→＋2H2O 12．(1)α­氨基酸能与HNO2反应得到α­羟基乙酸。如：

试写出下列变化中A、B、C、D四种有机物的结构简式：

A____________________、B____________________、

C____________________、D____________________。

(2)下列物质中，既能与NaOH反应，又能与硝酸反应，还能水解的是________(填选项号)。

①Al2O3

②Al(OH)3

③氨基酸

④二肽

⑤⑩NH4I A．①②③④

B．④⑤⑥⑦⑨⑩

C．③④⑤⑥⑧⑨

D．全部

(3)下列有关蛋白质的叙述中正确的是________(填序号)。

①蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出，再加入水，也不溶解；

②温度越高，酶催化的化学反应越快；

③天然蛋白质水解的最终产物均为α­氨基酸；

④重金属盐能使蛋白质变性，所以误食重金属盐会中毒；

⑤氨基酸和蛋白质均是既能与酸反应又能与碱反应的两性物质；

⑥通常用酒精消毒是因为酒精能使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性；

⑦鉴别织物是蚕丝还是人造丝，可用灼烧闻气味的方法。

解析

(1)生成A的反应显然是中和反应。生成B的反应是题给信息的应用，只要把—NH2改写成—OH即可。生成C的反应从题目容易知道是氨基酸的缩合反应。生成D的反应从B的结构容易推得是普通的酯化反应。

(2)Al2O3、Al(OH)3、氨基酸与NaOH、HNO3均能发生反应，但三者均不能发生

⑥(NH4)2CO3

⑦NaHCO3

⑧纤维素

⑨蛋白质

水解反应；二肽和蛋白质分子结构中均含有—NH2、—COOH及，因此与NaOH、HNO3均能发生反应，且均能发生水解反应；(NH4)2CO3为弱酸弱碱盐，既能水解，又能与HNO3和NaOH反应；HCO－3可水解，既能与NaOH反应，

－又能与HNO3反应，NH＋I－被HNO3氧化，NH＋(3)①4与OH反应，4能水解故选B。为蛋白质盐析，是可逆，错误；②高温、蛋白酶变性，无催化作用，错误。

答案

(2)B

(3)③④⑤⑥⑦

13．做以下实验可证明氨基乙酸晶体中同时存在羧基和氨基，请填空：

(1)在一支试管中加入2 mL蒸馏水，再加入1滴极稀的烧碱溶液，在此溶液中加入两滴酚酞试液，此时溶液稍显粉红色，然后加入一小粒氨基乙酸晶体，溶液的粉红色褪去。说明氨基乙酸分子中有________基，显示出了________性，反应的离子方程式为_________________________________________________________ _____________________________________________________________________，

此时生成的盐仍含有________基，而具有________性。

(2)同样在盛有蒸馏水的试管中加入紫色石蕊试液及一滴稀盐酸，使溶液稍显红色，然后加入一小粒氨基乙酸晶体，溶液由红色转变为紫色，说明了氨基乙酸分子中有__________基，显示出了________性，反应的离子方程式为____________ __________________，此时生成的盐因仍含有________基，而具有________性。

解析

氨基乙酸具有—NH2和—COOH，当滴入含酚酞的NaOH溶液时红色褪去，说明碱被中和了，即—COOH反应了，—NH2存在；当滴加有石蕊的盐酸时，红色变为紫色，说明酸被中和，即—NH2参与了反应，保留有—COOH。

答案

(1)羧

酸

＋OH－―→＋H2O

氨

碱

(2)氨

碱

羧

酸

14．现有一种多肽，其化学式为C55H70O19N10，已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸：甘氨酸(H2NCH2COOH)、丙氨酸(CH3CH(NH2)COOH)、苯丙氨酸和谷氨酸[HOOCCH2CH2CH(NH2)COOH]。

(1)上述四种氨基酸结构可用通式____________________________________表示。

(2)多肽中连接两个氨基酸之间的键是________，结构表示为________。

(3)氨基酸结合形成多肽的方式是________，该多肽是________肽。

解析

(1)氨基酸通过脱水缩合方式形成多肽，由该肽的化学式知，该多肽含10个N原子，而上述氨基酸分子中都只含有一个氨基，故该肽是十肽。

答案

(1)

(2)肽键

(3)脱水缩合

十