精品版高中化学第1章第3节生命的基础蛋白质教师用书新人教版选修6.docx

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精品版高中化学第1章第3节生命的基础蛋白质教师用书新人教版选修6

第三节　生命的基础——蛋白质

1．掌握蛋白质、氨基酸的结构和性质特点，明白肽键的形成和水解，能够用化学方程式表示其过程。

（重难点）

2．了解盐析和变性的区别。

（难点）

3．了解蛋白质在生命活动中的重要作用，人体必需的氨基酸。

（重点）

一、蛋白质的组成和结构

1．蛋白质的组成

蛋白质是一类非常复杂的化合物，由C、H、O、N、S等多种元素组成，有的还含有微量的P、Fe、Zn、Mo等元素。

2．氨基酸组成了蛋白质

（1）结构特点与实例

（2）化学性质

①两性

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

氨基酸分子发生缩合反应可生成二肽、三肽、多肽等，如两分子甘氨酸缩合成二肽的化学方程式为

H2N—CH2—COOH＋H2N—CH2—COOH―→

3．多肽

（1）蛋白质的结构

①氨基酸是蛋白质的基本结构单元。

②多个氨基酸以肽键结合形成肽链。

③一个蛋白质分子可以含一条或多条肽链。

④肽链中有很多肽键，一个肽键中的氧原子与另一个肽键中氨基的氢原子以氢键结合，形成蛋白质的三维空间结构。

（2）多肽与蛋白质的关系

氨基酸

二肽

多肽

蛋白质

1．多肽就是蛋白质吗？

【提示】　不是。

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10000的叫做多肽，而相对分子质量更大的为蛋白质。

二、蛋白质的性质

1．两性

蛋白质由氨基酸通过肽键构成的，其中存在氨基和羧基，具有两性。

2．水解

蛋白质水解最终生成氨基酸。

3．盐析和变性

盐析

变性

变化条件

浓的无机盐

加热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐以及部分有机化合物如甲醛等

变化实质

物理变化（溶解度降低）

化学变化（蛋白质性质改变）

变化过程

可逆

不可逆

用途

分离和提纯蛋白质

杀菌、消毒

4．颜色反应

某些蛋白质遇浓硝酸显黄色，可用于鉴别蛋白质。

2．在临床上解救Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐中毒的病人时，要求病人立即服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等。

为什么？

【提示】　使服用的蛋白质变性，减轻重金属盐对人体蛋白质的伤害。

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，必须由食物获得的氨基酸。

（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。

3．酶作为一种催化剂有什么特点？

【提示】　

（1）条件温和，不需加热。

在30℃～50℃时酶的活性最强。

（2）具有高度的专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。

（3）具有高效催化作用，比普通催化剂高107～1013倍。

氨基酸的组成、结构与性质

第1步导思——问题引入，自主探究

1．既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些？

【提示】　a．某些金属单质（如Al）；

b．两性氧化物（如Al2O3）；

c．两性氢氧化物[如Al（OH）3]；

d．弱酸的酸式盐（如NaHCO3、NaHS等）；

e．弱酸弱碱盐[如（NH4）2CO3等]；

f．氨基酸和蛋白质等。

2．氨基酸为什么具有两性，既能与酸反应又能与碱反应？

【提示】　氨基酸中既含有碱性基团（—NH2）能够与酸反应，又含有酸性基团（—COOH）能够与碱反应，因此氨基酸具有两性。

3．甘氨酸与丙氨酸分子之间脱水能生成几种二肽？

【提示】　甘氨酸与甘氨酸之间生成1种，丙氨酸与丙氨酸之间生成1种，甘氨酸与丙氨酸之间反应生成2种，共4种。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

概念

至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）的化合物

通式

化学性质

与碱

反应

与酸

反应

成肽

反应

氨基酸缩合反应的化学方程式为

第3步例证——典例印证，思维深化

　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。

（3）已知氨基酸能与碱反应，写出酪氨酸与足量的NaOH溶液反应的化学方程式：

______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

【解析】　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：

【答案】　

（1）ABCD　

（2）5

有机物的性质是由官能团决定的，判断有机物发生反应的类型首先要找出官能团，看官能团有哪些性质，能发生何种反应。

第4步运用——精选习题，落实强化

1．L多巴是一种有机物，它可用于帕金森综合征的治疗，其结构简式如下：

下列关于L多巴的叙述正确的是（　　）

A．既没有酸性，又没有碱性

B．既具有酸性，又具有碱性

C．只有酸性，没有碱性

D．只有碱性，没有酸性

【解析】　分子中既有氨基又有羧基，因此该物质具有两性。

【答案】　B

蛋白质的性质及应用

第1步导思——问题引入，自主探究

1．在医院打针时要用酒精棉球擦拭皮肤，为什么？

【提示】　酒精使皮肤上的细菌变性，杀菌消毒。

2．某蛋白质的结构片段如下：

它水解后产生几种氨基酸？

分别写出它们的结构简式。

【提示】　三种。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

性质

解释

应用

物理性质

溶解性

有的蛋白质难溶于水，如丝、毛等。

有的蛋白质能溶于水，如鸡蛋清等

—

盐析

大量轻金属盐的浓溶液能使蛋白质溶解度降低，使蛋白质凝聚而从溶液中析出

采用多次盐析来分离和提纯蛋白质

化学性质

两性

蛋白质中含有—COOH、

—NH2，既能与强酸反应，又能与强碱反应

—

变性

蛋白质受热或在其他条件下会发生不可逆的凝固，凝固后不能在水中溶解，这种变化叫做变性

①利用高温或有机物等杀菌消毒

②误服重金属离子后服用鲜牛奶或鸡蛋清缓解毒性

化学性质

水解

反应

蛋白质在酸、碱或酶的作用下发生水解，最终生成氨基酸，天然蛋白质水解的最终产物都是α氨基酸

①人摄取的蛋白质在人体内发生水解反应，生成的α氨基酸又重新缩合成人体所需蛋白质

②食品工业中制取氨基酸

颜色

反应

某些含苯环的蛋白质

遇到浓HNO3显黄色

鉴别蛋白质

灼烧

灼烧时有烧焦羽毛的

气味

鉴别毛料与棉料、化纤

水解反应的实质是“形成的是哪个键，断开的就是哪个键”，故

中的C—N键断裂，

加羟基形成

，—NH—加氢形成—NH2。

第3步例证——典例印证，思维深化

　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与NaOH溶液反应的化学方程式为_________________________________________________，

________________________________________________________________

形成二肽的化学方程式为__________________________________________

_______________________________________________________________。

【解析】　

（1）题给蛋白质结构片段中肽键上的C—N键断裂，依次得到四种氨基酸。

（2）在所得4种氨基酸中，碳、氢原子数比值最大的是

。

【答案】　

第4步运用——精选习题，落实强化

2．下列说法中错误的是（　　）

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，可立即服用牛奶或鸡蛋清

C．用灼烧的方法可鉴别毛织物和棉织物

D．温度越高，酶对某些化学反应的催化性能越高

【解析】　石膏可使豆浆（蛋白质）发生凝聚；误服重金属盐，立即服用大量蛋白质可解毒；毛织物为蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味；酶在高温下变性，会失去催化活性。

【答案】　D

1．小亮同学处于生长发育期，需要补充蛋白质，你建议他平时应多食用下列哪种食物？

（　　）

A．西红柿　　　　　　B．馒头

C．瘦肉D．油脂

【解析】　瘦肉能提供蛋白质。

【答案】　C

2．关于氨基酸的下列叙述中，不正确的是（　　）

A．氨基酸都是晶体，一般能溶于水

B．氨基酸都不能发生水解反应

C．氨基酸具有两性，能与酸、碱反应生成盐

D．天然蛋白质水解最终可以得到α氨基酸、β氨基酸等多种氨基酸

【解析】　氨基酸熔点较高，室温下均为无色晶体，除少数外一般能溶于水而难溶于乙醇、乙醚；氨基酸能与酸、碱反应生成盐，氨基酸分子间能发生成肽反应，但氨基酸都不能发生水解反应；天然蛋白质水解的最终产物是多种α氨基酸。

【答案】　D

3．下列关于蛋白质的叙述正确的是（　　）

A．加热会使蛋白质变性，因此生吃鸡蛋比熟吃好

B．一束光线照射蛋白质溶液，产生丁达尔效应

C．鸡蛋清中加入食盐，会使蛋白质变性

D．天然蛋白质中仅含C、H、O、N四种元素

【解析】　生鸡蛋中含有抗酶蛋白和抗生物蛋白，前者阻碍人体肠胃中的蛋白酶与蛋白质接触，影响蛋白质的消化、吸收；后者能与食物中的生物素结合，形成人体无法吸收的物质，但此两种物质一旦蒸煮被破坏，就不再影响人体对营养素的吸收；蛋白质溶液是胶体，可以产生丁达尔效应；食盐不是重金属盐，不能使蛋白质变性；鸡蛋中含有蛋白质，它变坏后会产生臭鸡蛋气味的H2S气体，说明此蛋白质中肯定含有S元素。

【答案】　B

4．下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是（　　）

A．蛋白质水解的最终产物是氨基酸

B．氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性

C．α氨基丙酸与α氨基苯丙酸混合物脱水成肽，只生成2种二肽

D．氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子，在电场作用下向负极移动

【解析】　蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的高分子化合物，其水解最终可得氨基酸，A项正确；遇重金属离子变性是蛋白质特有的性质，氨基酸无变性的性质，B项错误；α氨基丙酸与α氨基苯丙酸可以形成的二肽有：

α氨基丙酸自身脱水形成的二肽、α氨基苯丙酸自身脱水形成的二肽、α氨基丙酸脱羧基中的—OH和α氨基苯丙酸脱氨基中的H形成的二肽、α氨基丙酸脱氨基中的H和α氨基苯丙酸脱羧基中的—OH形成的二肽，共4种二肽，C项错误；氨基酸与NaOH溶液反应形成的阴离子，在电场作用下向正极移动，D项错误。

【答案】　A

5．

（1）蛋白质分子中含有______、______、______、______四种元素，有的还含有________等元素。

（2）蛋白质的基本组成单位是氨基酸，其通式为________。

（3）在盛有鸡蛋清溶液的试管中，加入（NH4）2SO4浓溶液，可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用叫做________。

继续加水时，沉淀会______，并不影响原来蛋白质的性质。

（4）在盛有鸡蛋清溶液的试管中，加入CuSO4溶液，蛋白质会发生性质的改变而凝结起来，这种作用叫作________，继续加水时，________恢复为原蛋白质。

【解析】　本题考查了蛋白质的组成、结构与性质。

【答案】　

（1）C　H　O　N　S、P

（3）盐析　溶解

（4）变性　不能

学业分层测评（四）

（建议用时：

30分钟）

[学业达标]

1．渤海特有的黄花鱼、鲈鱼、比目鱼、鱿鱼等能给人们带来的主要营养素是（　　）A．维生素　　　　　　B．蛋白质

C．淀粉D．葡萄糖

【解析】　鱼类含有蛋白质、矿物质等，主要营养素是蛋白质。

【答案】　B

2．蛋白质在胃蛋白酶和胰蛋白酶的作用下变成氨基酸的反应属于（　　）

A．消去反应B．水解反应

C．聚合反应D．酯化反应

【答案】　B

3．α丙氨酸是组成人体蛋白的氨基酸之一，如图是α丙氨酸的分子结构模型图，下列对α丙氨酸的叙述不正确的是（　　）【导学号：

72062104】

A．α丙氨酸分子由碳、氢、氧、氮四种原子构成

B．α丙氨酸中碳元素的质量分数最大

C．α丙氨酸的化学式为C3H7O2N

D．α丙氨酸属于氧化物

【解析】　可由球棍模型写出其分子式为C3H7O2N，可看出碳元素质量分数最大，由C、H、O、N四种原子构成。

由于含有四种元素，不属于氧化物。

【答案】　D

4．在四种化合物：

①NaHCO3　②Al（OH）3

③（NH4）2CO3　④

中跟盐酸和氢氧化钠溶液都能发生反应的是

（　　）

A．只有②④　　　　　B．只有①②

C．只有①②③D．①②③④

【解析】　

【答案】　D

5．要使蛋白质从溶液中析出而又不改变蛋白质的性质，应加入的试剂是

（　　）

A．乙醇B．福尔马林

C．乙酸铅浓溶液D．（NH4）2SO4浓溶液

【解析】　轻金属盐可以使蛋白质发生盐析，乙醇、福尔马林、乙酸铅均使蛋白质变性。

【答案】　D

6．生活中处处有化学，请你根据所学知识，判断下列说法错误的是（　　）

A．为防止流感传染，可将教室门窗关闭后，用食醋熏蒸，进行消毒

B．医疗上常用高温煮蒸的方法对医疗器械进行消毒

C．生活中常用在豆浆中加入少量石膏的方法来使豆浆凝固制作豆腐

D．对环境进行消毒的原理是使细菌变性，可以用浓HNO3代替“84”消毒液

【解析】　浓HNO3虽然能使蛋白质变性，但其有挥发性和强腐蚀性，不能用作环境消毒剂。

【答案】　D

7．如图表示蛋白质分子的一部分，图中A、B、C、D标出分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时断裂的键是（　　）

【解析】　蛋白质水解时，肽键发生断裂。

【答案】　C

8．将淀粉浆和淀粉酶的混合物放入玻璃纸（半透膜）袋中，扎好，浸入流动的温水中，相当长一段时间后，取出袋中液体分别与碘水、新制Cu（OH）2悬浊液（加热）和浓HNO3（微热）作用，其现象为（　　）

A．显蓝色、无现象、显黄色

B．显蓝色、红色沉淀，无现象

C．无现象、无现象、显黄色

D．无现象、红色沉淀、显黄色

【解析】　溶液中的淀粉和淀粉酶均属于胶体，不能透过半透膜，但淀粉在淀粉酶催化下会水解生成麦芽糖，而麦芽糖不能透过半透膜。

【答案】　D

[能力提升]

9．蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。

（1）蛋白质分子中主要含有________四种元素。

（2）蛋白质是人体必需的营养物质之一，下列各类食物中，蛋白质含量最丰富的是________（填字母）。

（3）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，此时应立即做怎样的处理？

________________________________________________________________。

（4）一种二肽的结构简式如图：

合成这种二肽的氨基酸的结构简式是________、________。

【解析】　

（1）蛋白质的主要构成元素有碳、氢、氧、氮，除此之外还有硫、磷、铁、锌等元素；

（2）蛋白质的来源有两种：

一种是动物性蛋白质，如鸡、鸭、鱼、肉、蛋等；另一种是植物性蛋白质，如水果、蔬菜、豆类等，其中以动物性蛋白质含量最为丰富；（3）硫酸铜是重金属盐，误服硫酸铜溶液，应立即喝大量的牛奶来缓解毒性，以减轻人体蛋白质中毒的程度；（4）该物质是由两种氨基酸通过缩合反应生成的，其单体是

【答案】　

（1）碳、氢、氧、氮　

（2）C　（3）喝大量牛奶或鸡蛋清

10．某同学偏食，喜欢吃一些豆类作物制成的食品，不喜欢吃动物性食品。

该豆类作物中含有的天然蛋白质在酶的作用下水解生成A、B两种有机物，其中，A的分子式是C4H7O4N，B的分子式是C6H14O2N2，分子碳链一端为羧基，一端连有氨基，属于α氨基酸。

已知A、B的分子结构中均不含甲基。

（1）写出A、B的结构简式：

A_____________________________________________________________，

B_____________________________________________________________。

（2）该小孩长期偏食，如不加以纠正，将出现什么后果？

________________________________________________________________

________________________________________________________________

（3）题中酶的作用是________________________________________________

_______________________________________________________________，

影响其作用的主要因素有__________________________________________

_______________________________________________________________。

【解析】　天然蛋白质的水解产物都是α氨基酸，故A、B的分子结构中均有结构

。

除此结构以外，A分子中剩下C2H3O2—。

根据已知条件可推知，C2H3O2—只能为—CH2—COOH，则A的结构简式为

，B分子中剩下部分为C4H10N—，碳链一端连有—NH2，且链上无甲基，即为H2N—CH2—CH2—CH2—CH2—，则B的结构简式为

【答案】　

（2）长期偏食，食物种类过于单一，体内形成的氨基酸种类少，导致蛋白质合成受阻，造成营养不良

（3）催化剂　温度和酸碱性