高二化學(xué)魯科版選修五講義第2章第4節(jié)第2課時(shí)氨基酸和蛋白質(zhì)

第2課時(shí)氨基酸和蛋白質(zhì)[課標(biāo)要求]1．了解氨基酸、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要性質(zhì)。2．了解酶的催化作用的特點(diǎn)。3．了解我國(guó)科學(xué)家在生命科學(xué)研究領(lǐng)域中的貢獻(xiàn)，體會(huì)化學(xué)科學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中的重要作用。1.氨基酸是氨基取代了羧酸分子中烴基上的氫原子形成的取代羧酸，其官能團(tuán)是—NH2和—COOH。2．氨基酸具有酸堿兩性，分子間脫水可形成肽類(lèi)化合物。3．蛋白質(zhì)是由α-氨基酸按一定的順序、以肽鍵連接起來(lái)的生物大分子，能水解為多種α-氨基酸。eq\a\vs4\al(氨基酸和多肽)1．氨基酸(1)分子結(jié)構(gòu)①氨基酸是氨基取代了羧酸分子中烴基上的氫原子形成的取代羧酸。②官能團(tuán)：—NH2，—COOH。③α-氨基酸：氨基和羧基連在同一個(gè)碳原子上的氨基酸。(2)常見(jiàn)的α-氨基酸(3)氨基酸的性質(zhì)①氨基酸分子中既含有氨基又含有羧基，是一種兩性化合物，通常以兩性離子形式存在，根據(jù)溶液的pH不同，可以發(fā)生不同的解離。2．多肽(1)肽一個(gè)α-氨基酸分子的羧基與另一個(gè)α-氨基酸分子的氨基脫去一分子水所形成的酰胺鍵稱為肽鍵，生成的化合物稱為肽。(2)官能團(tuán)酰胺鍵，又叫肽鍵，表示為。(3)分類(lèi)由兩個(gè)氨基酸分子脫水縮合形成的是二肽，由三個(gè)氨基酸分子脫水縮合形成的是三肽，三肽以上可稱為多肽。如二分子甘氨酸生成二肽表示為：H2N—CH2—COOH＋H2N—CH2—COOH→H2N—CH2—CO—NH—CH2—COOH＋H2O。1.某期刊封面上有如圖一個(gè)分子的球棍模型圖，圖中“棍”代表單鍵或雙鍵或叁鍵，不同顏色的球代表不同元素的原子，該模型圖可代表一種()A．鹵代羧酸 B．酯C．氨基酸 D．醛解析：選C由模型可知，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為NH2CH2COOH，為氨基酸。2．關(guān)于生物體內(nèi)氨基酸的敘述錯(cuò)誤的是()A．構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式可表示為B．人體內(nèi)氨基酸的分解代謝最終產(chǎn)物是水、二氧化碳和尿素C．人體內(nèi)所有氨基酸均可以相互轉(zhuǎn)化D．兩分子氨基酸通過(guò)脫水縮合可以形成二肽解析：選C部分氨基酸可以在人體內(nèi)相互轉(zhuǎn)化，但是有幾種氨基酸在人體內(nèi)不能合成，必須從食物中獲得，稱為必需氨基酸。A．1 B．2C．4 D．3解析：選C氨基酸形成二肽，就是兩個(gè)氨基酸分子脫去一個(gè)水分子。當(dāng)同種氨基酸脫水時(shí)，生成2種二肽；當(dāng)異種氨基酸脫水時(shí)，可以是甘氨酸脫去羥基，丙氨酸脫去氫，也可以是丙氨酸脫去羥基，甘氨酸脫去氫，生成2種二肽，所以共有4種。4．褪黑素是一種內(nèi)源性生物鐘調(diào)節(jié)劑，在人體內(nèi)由食物中的色氨酸轉(zhuǎn)化得到。下列說(shuō)法不正確的是()A．色氨酸分子中存在氨基和羧基，可形成內(nèi)鹽，具有較高的熔點(diǎn)B．在色氨酸水溶液中，可通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH使其形成晶體析出C．在一定條件下，色氨酸可發(fā)生縮聚反應(yīng)D．褪黑素與色氨酸結(jié)構(gòu)相似，也具有兩性化合物的特性解析：選D色氨酸分子中存在氨基和羧基，可以分子內(nèi)脫水形成內(nèi)鹽，色氨酸分子間可以形成氫鍵，具有較高的熔點(diǎn)，A對(duì)；色氨酸含有氨基和羧基，能與酸、堿反應(yīng)，因此調(diào)節(jié)pH能使其形成晶體析出，B對(duì)；色氨酸含有氨基和羧基，分子間可發(fā)生縮聚反應(yīng)，C對(duì)；色氨酸含有氨基和羧基，褪黑素含有酰胺鍵，二者的結(jié)構(gòu)不相似，但都既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，D錯(cuò)。5．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)半胱氨酸能增強(qiáng)艾滋病病毒感染者的免疫力，對(duì)控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()解析：選C依據(jù)半胱氨酸的結(jié)構(gòu)來(lái)判斷。由所給結(jié)構(gòu)知，—NH2在—COOH的α位，A正確?！狽H2為堿性基團(tuán)，而—COOH為酸性基團(tuán)，B正確。兩分子半胱氨酸6．苯丙氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(1)該分子中的堿性基團(tuán)是________，苯丙氨酸與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)該分子中的酸性基團(tuán)是________，苯丙氨酸與NaOH(aq)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)—NH2eq\a\vs4\al(蛋白質(zhì)和酶)1．蛋白質(zhì)(1)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)：α-氨基酸。蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)：α-氨基酸分子脫水縮合形成多肽時(shí)是按一定線性順序排列的，這種順序就是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，也稱蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。(2)性質(zhì)2．酶大多數(shù)酶都屬于蛋白質(zhì)。酶催化的主要特點(diǎn)：(1)需要比較溫和的條件(如適宜的溫度等)。(2)具有高度的專(zhuān)一性。(3)效率非常高。1．向兩份蛋白質(zhì)溶液中分別滴加飽和NaCl溶液和CuSO4溶液，均有固體析出，原理相同嗎？提示：不相同，前者屬于蛋白質(zhì)的鹽析，后者屬于蛋白質(zhì)的變性。2．蛋白質(zhì)水解的實(shí)質(zhì)是什么？提示：肽鍵的水解1．蛋白質(zhì)的鹽析和變性的區(qū)別鹽析變性內(nèi)涵在蛋白質(zhì)溶液中加濃的無(wú)機(jī)鹽溶液，會(huì)使其溶解度降低而析出蛋白質(zhì)在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、加熱、重金屬鹽等條件下聚沉，失去原有的生理活性條件堿金屬、鎂、鋁等輕金屬鹽，銨鹽的濃溶液加熱、紫外線、X射線、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、重金屬鹽、甲醛、酒精、苯酚等特點(diǎn)可逆，蛋白質(zhì)仍然保持原有的性質(zhì)不可逆，蛋白質(zhì)失去原有的生理活性實(shí)質(zhì)物理變化(溶解度降低)化學(xué)變化(結(jié)構(gòu)、性質(zhì)發(fā)生改變)用途分離、提純蛋白質(zhì)殺菌，消毒，緩解重金屬鹽中毒等2．常見(jiàn)的能水解的有機(jī)物(1)鹵代烴在堿性條件下水解生成相應(yīng)的醇，其水解方程式為R—Cl＋NaOHeq\o(→,\s\up7(△))R—OH＋NaCl。(3)糖類(lèi)的水解：雙糖、多糖在酸性條件下均能發(fā)生水解反應(yīng)。(5)油脂的水解在酸性條件下，油脂水解可以生成高級(jí)脂肪酸和甘油。在堿性條件下，油脂水解生成高級(jí)脂肪酸鹽和甘油。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)制作豆腐，酒精消毒殺菌都屬于蛋白質(zhì)變性()(2)酶是一種氨基酸()(3)蛋白質(zhì)、乙酸和葡萄糖均屬電解質(zhì)()(4)蛋白質(zhì)屬于高分子化合物，分子中都含有C、H、O、N四種元素()(5)蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物都含有羧基和羥基()解析：(1)制作豆腐加熱過(guò)程、酒精消毒殺菌都能使蛋白質(zhì)變性。(2)酶是一種蛋白質(zhì)。(3)蛋白質(zhì)屬高分子化合物，是混合物，不屬于電解質(zhì)，葡萄糖溶于水和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電，為非電解質(zhì)，乙酸屬于電解質(zhì)。(4)蛋白質(zhì)是氨基酸縮合而成的高分子化合物，都含有C、H、O、N四種元素。(5)蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物是氨基酸，含有羧基和氨基。答案：(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×2．下列關(guān)于蛋白質(zhì)的說(shuō)法正確的是()A．蛋白質(zhì)屬于天然高分子化合物，組成元素只有C、H、O、NB．用濃Na2SO4、CuSO4溶液或濃HNO3使蛋清發(fā)生鹽析，進(jìn)而分離、提純蛋白質(zhì)C．蛋白酶是蛋白質(zhì)，它不僅可以催化蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)，還可以催化淀粉的水解反應(yīng)D．蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的甘氨酸(H2N—CH2—COOH)既顯酸性，又顯堿性，是最簡(jiǎn)單的氨基酸解析：選D蛋白質(zhì)的組成元素除有C、H、O、N外，還有S等元素，A錯(cuò)；濃CuSO4溶液和濃HNO3均會(huì)使蛋白質(zhì)變性，不能用于蛋白質(zhì)的分離、提純，B錯(cuò)；酶的催化作用具有高度的專(zhuān)一性，蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)，不能催化其他反應(yīng)，C錯(cuò)。3．下面是蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的一部分，其中標(biāo)出了分子中不同的鍵，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)時(shí)，斷裂的鍵是()A．① B．②C．③ D．④解析：選C蛋白質(zhì)水解斷鍵后所得到的水解產(chǎn)物一定是氨基酸，即水解產(chǎn)物分子中既含有氨基，又含有羧基，由此可知應(yīng)在③處斷鍵。4．把①蔗糖、②淀粉、③蛋白質(zhì)、④油脂在稀酸存在的條件下分別進(jìn)行水解，最后生成物只有一種的是()A．①和② B．只有②C．②③和④ D．只有④解析：選B蔗糖水解產(chǎn)物為果糖和葡萄糖；淀粉最終水解產(chǎn)物只有葡萄糖；蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物為氨基酸，但是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有多種；油脂水解產(chǎn)物為高級(jí)脂肪酸和甘油。5．在下列物質(zhì)中能使蛋白質(zhì)變性的是()①K2SO4②HCHO③MgSO4④Hg(NO3)2⑤NH