蛋白質(zhì)+ 導(dǎo)學(xué)案+ 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修3

蛋白質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要化學(xué)性質(zhì),知道氨基酸和蛋白質(zhì)的關(guān)系,了解氨基酸、蛋白質(zhì)與人體健康的關(guān)系。2.認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的組成和性質(zhì)特點(diǎn)。認(rèn)識(shí)人工合成多肽、蛋白質(zhì)等的意義,體會(huì)化學(xué)科學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用。一、氨基酸(一)知識(shí)梳理1.氨基酸的組成和結(jié)構(gòu)2.常見(jiàn)的氨基酸俗名結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式系統(tǒng)命名甘氨酸H2N—CH2COOH丙氨酸2-氨基丙酸谷氨酸苯丙氨酸2-氨基-3-苯基丙酸半胱氨酸2-氨基-3-巰基丙酸3.氨基酸的物理性質(zhì)天然氨基酸均為晶體,熔點(diǎn)較高,一般溶于水,而溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。

4.氨基酸的化學(xué)性質(zhì)(1)氨基酸的兩性氨基酸分子中既含有羧基,又含有氨基。是酸性基團(tuán),是堿性基團(tuán),因此氨基酸是兩性化合物,能與酸、堿反應(yīng)生成鹽。

①與酸反應(yīng):

。

②與堿反應(yīng):

。

(2)成肽反應(yīng)①兩個(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,形成含有的化合物,發(fā)生成肽反應(yīng)。

②由兩個(gè)氨基酸分子縮合后形成的含有肽鍵的化合物稱(chēng)為二肽。二肽還可以繼續(xù)與其他氨基酸分子縮合生成三肽、四肽、五肽,以至生成長(zhǎng)鏈的多肽。(二)互動(dòng)探究營(yíng)養(yǎng)品和藥品都是保證人類(lèi)健康不可缺少的物質(zhì),其性質(zhì)和制法是化學(xué)研究的主要內(nèi)容。已知酪氨酸是一種生命活動(dòng)不可缺少的氨基酸,它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖?！締?wèn)題討論】問(wèn)題1氨基酸能與堿反應(yīng),寫(xiě)出酪氨酸與足量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。

問(wèn)題2兩分子乳酸可發(fā)生酯化反應(yīng)形成環(huán)酯,兩分子酪氨酸能否發(fā)生反應(yīng)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)?

問(wèn)題3有兩種氨基酸,分別是甘氨酸和丙氨酸,兩分子氨基酸之間脫水能形成幾種二肽?試寫(xiě)出它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

【探究歸納】1.氨基酸成肽反應(yīng)原理氨基酸的成肽反應(yīng)原理是由氨基提供的氫原子與羧基提供的羥基結(jié)合生成水。即,脫去一分子水后形成肽鍵()。肽鍵可簡(jiǎn)寫(xiě)為“—CONH—”,不能寫(xiě)成“—CNHO—”,兩者的連接方式不同。2.氨基酸的縮合反應(yīng)(1)兩分子間縮合H2N—CH2COOH+H2N—CH2COOH--→+H2O。(2)分子間或分子內(nèi)縮合成環(huán)--→+2H2O;--→+H2O。1.酪氨酸學(xué)名為2-氨基-3-對(duì)羥苯基丙酸(相對(duì)分子質(zhì)量為181),它是一種含有酚羥基的芳香族極性氨基酸。其結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.酪氨酸既能發(fā)生取代反應(yīng)又可以發(fā)生加成反應(yīng)B.酪氨酸既能與鹽酸反應(yīng)又能與氫氧化鈉反應(yīng),且消耗鹽酸和氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比為2∶1C.酪氨酸中可能共面的碳原子有9個(gè)D.酪氨酸沸點(diǎn)比C10H21COOH(相對(duì)分子質(zhì)量為186)高2.榴蓮中的“乙硫氨酸”()是其散發(fā)出特殊氣味的原因。下列有關(guān)該物質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是()A.能與鹽酸反應(yīng)B.在一定條件下能生成二肽C.乙硫氨酸的分子式為C6H12NSO2D.1mol該物質(zhì)與碳酸氫鈉溶液充分反應(yīng)得到44gCO23.如圖,現(xiàn)有三種氨基酸,最多能合成不同結(jié)構(gòu)的二肽的種類(lèi)()結(jié)構(gòu)名稱(chēng)甘氨酸丙氨酸天冬氨酸A.12種 B.9種 C.6種 D.3種【題后歸納】(1)分子式相同的氨基酸與硝基化合物互為同分異構(gòu)體。(2)二肽是指兩分子氨基酸縮去1分子水形成含有肽鍵的化合物,n肽則是n分子氨基酸縮去n-1分子水形成的含有n-1個(gè)肽鍵的化合物。二、蛋白質(zhì)(一)知識(shí)梳理1.蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)定義蛋白質(zhì)是由多種通過(guò)等相互連接形成的一類(lèi)生物大分子。

組成蛋白質(zhì)中主要含有等元素,屬于天然有機(jī),其溶液具有的某些性質(zhì)。

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)。

2.蛋白質(zhì)的性質(zhì)3.酶(二)互動(dòng)探究通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究蛋白質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作①②③④⑤【問(wèn)題討論】問(wèn)題1填寫(xiě)下列表格,完成對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①試管①中出現(xiàn);試管②中

②加熱后產(chǎn)生,加入蒸餾水后

③加入硝酸銀溶液后產(chǎn)生,加入蒸餾水后

④加入乙醇后產(chǎn)生,加入蒸餾水后

⑤加入濃硝酸后產(chǎn)生,加熱后

問(wèn)題2可以采用什么方法檢驗(yàn)蛋白質(zhì)?

問(wèn)題3醫(yī)用酒精、84消毒液、紫外線(xiàn)等能殺菌消毒所依據(jù)的原理是什么?在臨床上解救Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金屬鹽中毒的病人時(shí),為什么要求病人服用大量含蛋白質(zhì)豐富的生雞蛋、牛奶或豆?jié){等?

問(wèn)題4加酶洗衣粉為何一般不能在70℃以上的水中使用?

【探究歸納】1.蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)蛋白質(zhì)的水解:在酸、堿或酶的作用下,肽鍵斷裂,碳原子連接羥基,氮原子連接氫原子。肽鍵水解原理示意圖如下:2.蛋白質(zhì)的鹽析和變性鹽析變性概念少量的某些可溶性鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)在蛋白質(zhì)溶液中達(dá)到一定濃度時(shí),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(chēng)為鹽析在某些物理或化學(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)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性特征可逆不可逆條件堿金屬、鎂、鋁等輕金屬鹽或銨鹽的濃溶液加熱等物理因素;強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、重金屬鹽、乙醇等化學(xué)因素用途分離提純蛋白質(zhì)殺菌、消毒注意通常認(rèn)為鹽析是物理變化,變性是化學(xué)變化,但是教材中對(duì)于蛋白質(zhì)變性屬于化學(xué)變化并沒(méi)有明確的說(shuō)法。實(shí)際上有些變性主要是破壞次級(jí)鍵不涉及一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變,有些變性因素比如尿素或β-巰基乙醇等除去變性因素是可以“復(fù)性(可逆的)”,其他因素輕度變性也是可以復(fù)性(可逆)。即從中學(xué)對(duì)化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)角度講,大多數(shù)變性屬于物理變化才是合適的。4.我國(guó)為人類(lèi)科技發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。下列成果研究的物質(zhì)屬于蛋白質(zhì)的是()A.陶瓷燒制 B.黑火藥C.造紙術(shù) D.合成結(jié)晶牛胰島素5.(2024·湖北武漢新洲區(qū)高二期末)下列對(duì)氨基酸和蛋白質(zhì)的描述正確的是()A.大豆富含蛋白質(zhì),豆?jié){煮沸后蛋白質(zhì)變成氨基酸B.氨基酸和蛋白質(zhì)遇重金屬離子均會(huì)變性C.α-氨基丙酸與α-氨基苯丙酸混合物脫水可生成4種二肽D.酶均是生物體對(duì)復(fù)雜反應(yīng)具有高效催化作用的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)一、(一)1.氨基氨基2.氨基乙酸2-氨基戊二酸3.無(wú)色能難4.(1)羧基氨基①+HCl--→②+NaOH--→+H2O(2)①肽鍵()(二)問(wèn)題1+2NaOH--→+2H2O。問(wèn)題2能。產(chǎn)物為。問(wèn)題3甘氨酸兩分子脫水形成二肽:;丙氨酸兩分子脫水形成二肽:;甘氨酸與丙氨酸分子間脫水形成兩種二肽:,,共形成四種二肽。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.B[酪氨酸有羥基、羧基、氨基都能發(fā)生取代反應(yīng),有苯環(huán)可以發(fā)生加成反應(yīng),故A正確;酪氨酸含有氨基能與鹽酸反應(yīng),有酚羥基、羧基又能與氫氧化鈉反應(yīng),且消耗鹽酸和氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比為1∶2,故B錯(cuò)誤;酪氨酸中支鏈上的碳都可能與苯環(huán)共面,故可能共面的碳原子有9個(gè),故C正確;C10H21COOH的相對(duì)分子質(zhì)量為186,但酪氨酸分子間能形成多個(gè)氫鍵,導(dǎo)致酪氨酸的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于C10H21COOH,D項(xiàng)正確。]2.C[該物質(zhì)中含有氨基,氨基顯堿性,能與鹽酸反應(yīng),A正確;該結(jié)構(gòu)中含有氨基、羧基,可發(fā)生分子間取代生成二肽,B正確;由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知該物質(zhì)的分子式為C6H13NSO2,C錯(cuò)誤;1mol該物質(zhì)中含有1mol—COOH,能消耗1mol碳酸氫鈉,生成1mol二氧化碳,即44gCO2,D正確。]3.B[由兩個(gè)氨基酸分子縮合后形成的含肽鍵的化合物稱(chēng)為二肽;三種氨基酸形成二肽時(shí),若由同種氨基酸分子形成的二肽,則有三種;若由兩種不同的氨基酸分子形成二肽,甘氨酸與丙氨酸形成兩種,甘氨酸與天冬氨酸形成兩種,丙氨酸與天冬氨酸形成兩種;故形成的二肽最多有3+2+2+2=9種;答案選B。]二、(一)1.氨基酸肽鍵C、H、O、N、S高分子膠體多肽鏈的氨基酸種類(lèi)數(shù)目排列順序特定的空間結(jié)構(gòu)排列順序氫鍵空間結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)2.酸、堿或酶氨基酸堿酸苯環(huán)3.催化蛋白質(zhì)專(zhuān)一性(二)問(wèn)題1實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①試管①中出現(xiàn)白色沉淀;試管②中白色沉淀消失②加熱后產(chǎn)生白色沉淀,加入蒸餾水后沉淀不溶解③加入硝酸銀溶液后產(chǎn)生白色沉淀,加入蒸餾水后沉淀不溶解④加入乙醇后產(chǎn)生白色沉淀,加入蒸餾水后沉淀不溶解⑤加入濃硝酸后產(chǎn)生白色沉淀,加熱后沉淀變黃色問(wèn)題2(1)顯色反應(yīng):向溶液中加入濃硝酸會(huì)有白色沉淀產(chǎn)生,加熱后沉淀變黃色。(2)灼燒法:灼燒,可聞到燒焦羽毛氣味。問(wèn)題3依據(jù)的原理是它們能使細(xì)菌、病毒等生物蛋白質(zhì)變性。生雞蛋、牛奶、豆?jié){中含有豐富的蛋白質(zhì),重金屬離子破壞這些食物中的蛋白質(zhì),而減少對(duì)人的傷害。問(wèn)題4洗衣粉中有酶存在,超過(guò)適宜的溫度,酶將失去活性。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4.D[A.陶瓷的主要成分是硅酸鹽,陶瓷燒制研究的物質(zhì)是硅的化合物,A不符合題意;B.黑火藥研究的物質(zhì)是硫、碳和硝酸鉀,B不符合題意;C.造紙術(shù)研究的物質(zhì)是纖維素,C不符合題意;D.胰島素的主要成分是蛋白質(zhì),故合成結(jié)晶牛胰島素研究的物質(zhì)是蛋白質(zhì),D符合題意。]5.C