第三节　生命的基础——蛋白质名师教学设计

第三节

生命的基础——蛋白质

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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

(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(【议一议】

)结构，称为肽键。

1．以甘氨酸为例，按要求书写化学方程式

(1)和HCl的反应

(2)和NaOH的反应

(3)生成二肽

2．既能和酸反应又能与碱反应的物质有哪些？

答案

(1)某些金属单质，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、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。

【议一议】

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：

2．蛋白质的结构为什么很复杂？

答案

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，所以，蛋白质的结构很复杂。

3．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(肽。(

×

) )和丙氨酸()缩合最多可形成两种二(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。(

×

) 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。

【议一议】

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。

4．能否用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤纯毛或真丝衣物？

答案

不能；原因是蛋白酶能促使蛋白质的水解，而损坏衣物。

氨基酸脱水生成二肽数目的判断

【例】

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

答案

D 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。

规律方法

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：

变式训练

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_______________________________。

答案

(1)喝大量的牛奶(或豆浆或鸡蛋清或灌肥皂水)

解析

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

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

答案

D 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。

2．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

答案

A

解析

石灰可以使病虫的蛋白质变性，失去生理活性。

3．某期刊封面上有如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．羧酸类

B．酯

C．氨基酸

D．醇类

答案

C 解析

观察模型可见，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，而认定它是碳原子，于是可得蓝球是氮原子。该模型代表甘氨酸(氨基乙酸)

4．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

答案

A 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。

5．“克隆”的关键技术之一是找到一些特殊的酶，这些酶能激活普通体细胞使之像生殖细胞一样发育成个体。有关酶的叙述错误的是(

)

A．高温或重金属盐能降低酶的活性

B．酶的催化作用具有选择性和专一性

C．酶是具有催化作用的蛋白质

D．酶只有在强酸或强碱条件下才有催化作用

答案

D 解析

酶属于蛋白质类，具有催化作用，而酶的催化具有温和性、选择性和高效性等特点，所以B、C均正确。重金属盐、高温、强酸、强碱等均能使蛋白质变性，使酶失去活性，所以A对，D错。

6．(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。

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

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，所以断键的位置是③。