4.2蛋白質(zhì)課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修32

第二節(jié)蛋白質(zhì)第四章生物大分子1.能根據(jù)氨基酸、蛋白質(zhì)的官能團(tuán)及官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)不同氨基酸、蛋白質(zhì)及其性質(zhì)上的差異(重點(diǎn))。2.理解氨基酸、多肽和蛋白質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系(難點(diǎn))。3.認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人體的必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但是蛋白質(zhì)的攝入量過(guò)多或過(guò)少都不利于人體健康，要合理安排飲食，注意營(yíng)養(yǎng)搭配。[學(xué)習(xí)目標(biāo)]問(wèn)題導(dǎo)入蛋白質(zhì)是什么？什么叫氨基酸？它有什么官能團(tuán)？氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？氨基酸有沒(méi)有空間異構(gòu)現(xiàn)象？一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)交流思考*****新知學(xué)習(xí)1.概念和結(jié)構(gòu)(1)概念：羧酸分子中烴基上的氫原子被氨基取代的產(chǎn)物。(2)結(jié)構(gòu)：官能團(tuán)：R—CH—COOHNH2α當(dāng)R不是H時(shí)，（即除甘氨酸外），α-碳為手性碳原子α-氨基酸氨基（—NH2）羧基（—COOH）★天然氨基酸大多數(shù)是α-氨基酸，組成蛋白質(zhì)的氨基酸主要是α-氨基酸?！?/p>

α-氨基酸除甘氨酸外，都有手性碳原子，具有對(duì)映異構(gòu)體。一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)組成人體內(nèi)蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其中8種必須通過(guò)食物供給，稱為必需氨基酸。新知學(xué)習(xí)賴氨酸色氨酸苯丙氨酸蛋氨酸蘇氨酸異亮氨酸亮氨酸纈氨酸一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)探究導(dǎo)學(xué)2.常見(jiàn)的氨基酸俗名結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式命名甘氨酸

丙氨酸谷氨酸苯丙氨酸半胱氨酸H2N—CH2—COOH氨基乙酸2-氨基丙酸2-氨基戊二酸2-氨基-3-苯基丙酸2-氨基-3-巰基丙酸CH3—CH—COOHNH2HOOC—(CH2)2—CH—COOHNH2一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)探究導(dǎo)學(xué)天然氨基酸均為無(wú)色晶體，熔點(diǎn)較高，在200~3000C時(shí)熔化分解，一般能溶于水而難溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。3.氨基酸的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)探究導(dǎo)學(xué)(2)化學(xué)性質(zhì)請(qǐng)思考：氨基酸的官能團(tuán)決定了它具有什么樣的化學(xué)性質(zhì)？酸性基團(tuán)堿性基團(tuán)R—CH—COOHNH2①氨基酸的兩性：能與酸堿反應(yīng)甘氨酸與稀鹽酸反應(yīng)：甘氨酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)：CH2COOH+HCl

CH2COOH

NH2NH3Cl

CH2—COOH+NaOH→

CH2—COONa+H2O

NH2NH2一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)新知學(xué)習(xí)②成肽反應(yīng)(取代反應(yīng))氨基酸氨基酸二肽肽鍵兩個(gè)氨基酸分子(可以相同，也可以不同)在一定條件下，通過(guò)氨基與羧基間縮合脫去水，形成含有肽鍵

的化合物，發(fā)生成肽反應(yīng)。斷鍵特點(diǎn)：酸脫羥基，氨脫氫

成肽反應(yīng)是分子間脫水反應(yīng)，屬于取代反應(yīng)。聯(lián)系學(xué)過(guò)的酯化反應(yīng)，大家思考一下，成肽反應(yīng)的機(jī)理與反應(yīng)類型是什么？可簡(jiǎn)寫(xiě)為—CONH—，不能寫(xiě)成“—CNHO—”一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)思考交流1.正誤判斷(1)氨基酸分子中的—COOH能電離出H＋顯酸性，—NH2能結(jié)合H＋顯堿性

(2)成肽反應(yīng)的規(guī)律為—COOH脫—OH，—NH2脫—H，是分子間脫水反應(yīng)，屬于取代反應(yīng)

(3)肽鍵易水解生成羧基與氨基

(4)氨基酸能發(fā)生酯化反應(yīng)、成肽反應(yīng)和水解反應(yīng)

√√×√羧基能發(fā)生酯化反應(yīng)，氨基和羧基能發(fā)生成肽反應(yīng)一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)思考交流2.兩種氨基酸(可以是相同分子之間，也可以是不同分子之間)脫水可形成二肽，將甘氨酸()與丙氨酸(

)混合，反應(yīng)生成的二肽有幾種？寫(xiě)出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。4種一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)歸納小結(jié)(1)氨基酸的縮合機(jī)理

一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)歸納小結(jié)②分子間或分子內(nèi)縮合成環(huán)①兩分子間縮合H2NCH2COOH＋H2NCH2COOH—→

＋H2O(2)縮合產(chǎn)物(以氨基乙酸為例)H2NCH2COOH＋H2NCH2COOH—→

＋2H2O③縮聚成高分子(將在第五章中學(xué)到)nH2NCH2COOH—→

＋(n－1)H2O一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(3)有關(guān)多肽結(jié)構(gòu)的計(jì)算規(guī)律歸納小結(jié)假設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，由n個(gè)氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)多肽相對(duì)分子質(zhì)量1n－1n－1na－18(n－1)mn－mn－mna－18(n－m)一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)視頻導(dǎo)學(xué)二、蛋白質(zhì)和酶歸納整理二、蛋白質(zhì)和酶縮合兩分子氨基酸二肽+氨基酸縮合三肽+氨基酸縮合多肽蛋白質(zhì)肽鏈鏈狀盤(pán)曲、折疊相互結(jié)合Mr>10000OOOH2N—CH—CR—N—CH—CR1H—N—CH—C—R2H—N—CH—C—OHRnH…O多肽的性質(zhì)：①

因肽鍵的存在，多肽能進(jìn)行水解。

②因端基存在氨基和羧基，多肽具有兩性。二、蛋白質(zhì)和酶新知學(xué)習(xí)1.蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)(1)定義蛋白質(zhì)是由多種氨基酸通過(guò)肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子，是一般細(xì)胞中含量最多的有機(jī)分子。(2)組成蛋白質(zhì)中主要含有C、H、O、N、S等元素，屬于天然有機(jī)高分子，其溶液具有膠體的某些性質(zhì)。(3)存在蛋白質(zhì)主要存在于生物體內(nèi)，如肌肉、毛發(fā)、皮膚、角、酶、抗體、病毒等；在植物中也很豐富，如大豆、花生、谷物。交流思考二、蛋白質(zhì)和酶人體內(nèi)所具有的蛋白質(zhì)種類達(dá)到了10萬(wàn)種以上。那它們具有什么樣的空間結(jié)構(gòu)呢？多肽鏈的氨基酸種類、數(shù)目及排列順序特定的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)各種蛋白質(zhì)都有其特殊功能和活性一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)(4)結(jié)構(gòu)新知學(xué)習(xí)二、蛋白質(zhì)和酶一級(jí)結(jié)構(gòu)：氨基酸單體的排列順序①一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，對(duì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)和功能起決定性作用。新知學(xué)習(xí)二、蛋白質(zhì)和酶血紅蛋白分子鐮狀細(xì)胞貧血新知學(xué)習(xí)二、蛋白質(zhì)和酶一級(jí)結(jié)構(gòu)②肽鍵中的氧原子與氫原子之間存在氫鍵，會(huì)使肽鏈盤(pán)繞或折疊成特定的空間結(jié)構(gòu)，形成蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)③肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上還會(huì)進(jìn)一步盤(pán)曲折疊，形成更復(fù)雜的三級(jí)結(jié)構(gòu)④多個(gè)具有特定三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵相互作用(如氫鍵等)排列組裝，形成蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)新知學(xué)習(xí)二、蛋白質(zhì)和酶2.蛋白質(zhì)的性質(zhì)(1)兩性蛋白質(zhì)的多肽由多個(gè)氨基酸縮合形成，在多肽鏈的兩端必然存在著自由的氨基與羧基，同時(shí)側(cè)鏈中也往往存在酸性或堿性基團(tuán)。因此，蛋白質(zhì)與氨基酸一樣具有兩性，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)。新知學(xué)習(xí)二、蛋白質(zhì)和酶(2)水解蛋白質(zhì)酶、酸或堿逐步水解多肽酶、酸或堿水解氨基酸(3)鹽析實(shí)驗(yàn)探究二、蛋白質(zhì)和酶少量的某些可溶性鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)能促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解。但當(dāng)這些鹽在蛋白質(zhì)溶液中達(dá)到一定濃度時(shí)，反而使蛋白質(zhì)的溶解度降低而使其從溶液中析出，這種作用稱為鹽析。【結(jié)論】加入飽和(NH4)2SO4溶液，試管內(nèi)產(chǎn)生白色沉淀，加入蒸餾水后沉淀溶解?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】【實(shí)驗(yàn)操作】蛋白質(zhì)的鹽析是一個(gè)可逆過(guò)程，不影響蛋白質(zhì)的活性?！緫?yīng)用】利用多次鹽析和溶解，可分離提純蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)探究二、蛋白質(zhì)和酶三支試管內(nèi)均產(chǎn)生白色沉淀，加入蒸餾水后沉淀不溶解。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其失去原有的生理活性，在水中不能重新溶解，是不可逆過(guò)程。【結(jié)論】【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】【實(shí)驗(yàn)操作】如果加熱或?qū)⒘蛩徜@換成硝酸銀、乙醇滴入蛋白質(zhì)溶液，現(xiàn)象相同嗎？應(yīng)用：在日常生活中有時(shí)需要利用蛋白質(zhì)變性，如食物加熱、消毒等，有時(shí)防止蛋白質(zhì)變性，如疫苗等生物制劑需低溫保存等。(4)變性二、蛋白質(zhì)和酶新知學(xué)習(xí)概念

影響因素物理因素化學(xué)因素特點(diǎn)在某些物理或化學(xué)因素的影響下，蛋白質(zhì)的性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線和放射線、超聲波等強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、乙醇、甲醛、丙酮等變性會(huì)使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其失去原有的生理活性，在水中不能重新溶解，是不可逆過(guò)程二、蛋白質(zhì)和酶歸納總結(jié)

鹽析變性變化條件濃的輕金屬鹽溶液受熱、紫外線、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、某些有機(jī)化合物變化實(shí)質(zhì)物理變化(溶解度降低)化學(xué)變化(蛋白質(zhì)性質(zhì)改變)變化過(guò)程可逆不可逆用途分離提純蛋白質(zhì)殺菌消毒蛋白質(zhì)鹽析和變性的不同點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究二、蛋白質(zhì)和酶(5)顯色如何檢驗(yàn)蛋白質(zhì)？【結(jié)論】【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】【實(shí)驗(yàn)操作】加入濃硝酸后產(chǎn)生白色沉淀，加熱后沉淀變黃色含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸呈黃色，可用于蛋白質(zhì)的分析檢測(cè)。天然蛋白質(zhì)都含苯環(huán)，如皮膚、指甲遇濃硝酸變黃色。新知學(xué)習(xí)二、蛋白質(zhì)和酶3.酶(1)定義一類由細(xì)胞產(chǎn)生的，對(duì)生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)。(2)酶催化作用具有的特點(diǎn)①條件溫和，不需加熱——在接近體溫和接近中性的條件下②具有高度的專一性——每種酶只催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)③具有高效催化作用——相當(dāng)于無(wú)機(jī)催化劑的107~1013倍【注意】使用酶作催化劑時(shí)，反應(yīng)溫度不能過(guò)高，原因是高溫下蛋白質(zhì)變性，

酶失去催化活性。新知學(xué)習(xí)二、蛋白質(zhì)和酶(3)應(yīng)用應(yīng)用廣泛，如蛋白酶用于醫(yī)藥、制革等工業(yè)，淀粉酶用于食品、發(fā)酵、紡織等工業(yè)，有的酶還可用于疾病的診斷。新冠病毒主要蛋白酶結(jié)構(gòu)1.正誤判斷(1)向兩份蛋白質(zhì)溶液中分別加入飽和NaCl溶液和CuSO4溶液，均有固體析出，且兩者的原理相同

(2)蛋白質(zhì)遇濃硝酸都會(huì)顯黃色

(3)蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物主要是α-氨基酸

(4)通常用酒精消毒，其原理是酒精使細(xì)菌中的蛋白質(zhì)鹽析而失去生理活性

(5)燙發(fā)時(shí)，主要破壞頭發(fā)中的二硫鍵(—S—S—)(6)蛋白質(zhì)被灼燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味，可用于鑒別合成纖維與蛋白質(zhì)

思考交流二、蛋白質(zhì)和酶鹽析變性×××√√√不同含苯環(huán)的蛋白質(zhì)會(huì)變黃變性思考交流二、蛋白質(zhì)和酶2.做胃部透視時(shí)服用“鋇餐”為何不會(huì)中毒？能否改服BaCO3?胃酸里含有大量鹽酸，鋇餐的成分是BaSO4，BaSO4不溶于水，也不會(huì)和鹽酸反應(yīng)。而B(niǎo)aCO3會(huì)和鹽酸反應(yīng)：BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O，鋇離子是重金屬離子，會(huì)讓蛋白質(zhì)發(fā)生變性，對(duì)人體造成傷害。3.在臨床上如何初步解救誤服重金屬鹽的病人？原理是什么？服用大量生雞蛋、牛奶或豆?jié){。這是因?yàn)樗鼈兒械呢S富蛋白質(zhì)可與重金屬鹽反應(yīng)，起到解毒作用。課堂小結(jié)水解縮聚蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)酶官能團(tuán)結(jié)構(gòu)性質(zhì)兩性水解鹽析變性顯色反應(yīng)高效生物催化劑高效性、專一性、適宜條件羧基氨基能與堿反應(yīng)能與酸反應(yīng)成肽反應(yīng)自我測(cè)試1.α-丙氨酸是組成人體蛋白的氨基酸之一，如圖是α-丙氨酸的分子結(jié)構(gòu)模型圖，下列對(duì)α-丙氨酸的敘述不正確的是

A.α-丙氨酸分子由碳、氫、氧、氮四種元素構(gòu)成B.α-丙氨酸中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大C.α-丙氨酸的分子式為C3H7O2ND.α-丙氨酸與CH3CH2CH2NO2以及

互為同分異構(gòu)體√α-丙氨酸分子式為C3H7NO2；相對(duì)原子質(zhì)量之和：碳原子12×3=36，氫原子1×7=7，氧原子16×2=32，氮原子為14，碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高。碳元素自我測(cè)試2.諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予將“化學(xué)生物學(xué)提升為現(xiàn)代最大科學(xué)”的三位化學(xué)家，利用三人的研究成果，可以迅速地辨識(shí)蛋白質(zhì)，制造出溶液中蛋白質(zhì)分子的三維空間影像。下列關(guān)于蛋白質(zhì)的說(shuō)法不正確的是

A.蛋白質(zhì)在酶的作用下最終水解成氨基酸B.蠶絲的主要成分是纖維素C.向蛋白質(zhì)溶液中加入飽和硫酸鈉溶液，析出蛋白質(zhì)固體，此過(guò)程發(fā)生

了物理變化D.每種蛋白質(zhì)分子都有特定的四級(jí)結(jié)構(gòu)√蛋白質(zhì)鹽析自我測(cè)試3.(2023·重慶高二檢測(cè))2018年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的一半獎(jiǎng)金授予美國(guó)科學(xué)家弗朗西斯·阿諾德(FrancesH.Arnold)，獎(jiǎng)勵(lì)她的工作實(shí)現(xiàn)了酶的定向進(jìn)化。弗朗西斯·阿諾德開(kāi)發(fā)酶的應(yīng)用包括發(fā)展更加環(huán)保的化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)方式，如制藥工業(yè)、生物工程，造福更加綠色的交通出行。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.酶的定向進(jìn)化可以為有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域提供有用的生物催化劑B.溫度越高，越有利于加強(qiáng)酶的催化效果C.絕大多數(shù)的酶是具有高效催化功能的蛋白質(zhì)D.在人的消化液中，蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解，脂肪酶只能催化脂肪

的水解√高溫下會(huì)變性失活本節(jié)內(nèi)容結(jié)束目標(biāo)一答案1.概念和結(jié)構(gòu)—NH2—COOH目標(biāo)一答案2.常見(jiàn)的氨基酸俗稱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式系統(tǒng)命名甘氨酸H2N—CH2COOH__________丙氨酸_____________谷氨酸

_____________苯丙氨酸

_________________2-氨基-3-苯基丙酸氨基乙酸2-氨基戊二酸2-氨基丙酸目標(biāo)一答案半胱氨酸

2-氨基-3-巰基丙酸3.氨基酸的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)天然氨基酸均為

色晶體，熔點(diǎn)較

，多在200～300℃熔化時(shí)分解。一般能溶于

，而難溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。無(wú)高水目標(biāo)一答案(2)化學(xué)性質(zhì)HOOC—CH2NH3ClH2N—CH2—COONa+H2O二肽目標(biāo)二答案1.蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)(1)定義蛋白質(zhì)是由多種

通過(guò)

等相互連接形成的一類生物大分子。(2)組成蛋白質(zhì)中主要含有

等元素，屬于

，其溶液具有

的某些性質(zhì)。氨基酸肽鍵C、H、O、N、S天然有機(jī)高分子膠體目標(biāo)二答案(3)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不僅取決于

、

及

，還與其

有關(guān)。多肽鏈的氨基酸種類數(shù)目排列順序特定的空間結(jié)構(gòu)非共價(jià)鍵蛋白質(zhì)分子中氨基酸單體的排列順序決定性氫鍵空間肽鏈目標(biāo)二答案2.蛋白質(zhì)的性質(zhì)(1)兩性形成蛋白質(zhì)的多肽是由多個(gè)氨基酸縮合形成的，在多肽鏈的兩端必然存在著自由的

與

，側(cè)鏈中也往往存在

或

基團(tuán)，所以蛋白質(zhì)與氨基酸一樣具有

，能與酸、堿反應(yīng)。氨基羧基酸性堿性兩性目標(biāo)二答案(2)水解肽鍵水解原理示意圖如下：目標(biāo)二答案(3)鹽析①概念：少量的某些可溶性鹽(如

、

、

等)能促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解。但當(dāng)這些鹽在蛋白質(zhì)溶液中達(dá)到一定

時(shí)，反而使蛋白質(zhì)的溶解度

而使其從溶液中析出，這種作用稱為鹽析。硫酸銨硫酸鈉氯化鈉濃度降低目標(biāo)二答案②實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)操作如圖。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加入飽和(NH4)2SO4溶液，產(chǎn)生

，加入H2O之后，

。結(jié)論：蛋白質(zhì)的鹽析是一個(gè)

過(guò)程，鹽析出的蛋白質(zhì)在水中仍能溶解，并不影響其