鲁科版 (2019)必修 第二册第3章 简单的有机化合物第3节 饮食中的有机化合物第4课时学案

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自主学习
一、蛋白质的组成和结构
1.存在:广泛存在于生物体内,是组成细胞的基础物质。
2.组成:由C、H、O、N、S等元素组成,是相对分子质量很大的一类有机化合物。
3.蛋白质与氨基酸
(1)蛋白质氨基酸。
(2)三种人体中的必需氨基酸。写出结构简式:
缬氨酸:
苏氨酸:
苯丙氨酸:
二、蛋白质的性质
1.蛋白质的盐析和变性
(1)盐析:向(NH4)2SO4饱和溶液中加入鸡蛋清溶液后,有沉淀析出,加入蒸馏水中时,沉淀溶解。
(2)变性
结论:加热、CuSO4溶液、乙醇的水溶液都能使蛋白质的性质发生改变
2.蛋白质的特征反应
(1)显色反应:部分蛋白质遇到浓硝酸变黄色,利用此性质可以鉴别某些蛋白质。
(2)灼烧:蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的特殊气味,用此性质可鉴别毛料纤维和合成纤维。
三、蛋白质在生产、生活中的作用
1.蛋白质是人类必需的营养物质。
2.羊毛、蚕丝的主要成分是蛋白质,二者是重要的天然纺织原料。
3.牛皮可加工成皮革,鱼鳔可熬制成黏合剂等。
1.判断下列说法是否正确:
(1)蛋白质和氨基酸均属于天然高分子化合物。( × )
提示:氨基酸不是高分子化合物。
(2)蛋白质和葡萄糖充分燃烧,二者产物相同。( × )
提示:蛋白质和葡萄糖含有元素种类不一样,充分燃烧,二者产物不相同
(3)缬氨酸分子中含有氨基和羟基两种官能团。( × )
提示:含有氨基和羧基两种官能团。
(4)等质量的油脂和蛋白质完全氧化时生成二氧化碳和水时蛋白质放出的热量高。( × )
提示:油脂完全氧化时生成二氧化碳和水时放出的热量高。
2.教材中提及“人体从食物中摄取的蛋白质在胃肠等消化器官中受蛋白酶的作用水解生成各种氨基酸”,那么水解产生的氨基酸都是α-氨基酸吗?氨基酸能发生哪些类型的反应?
提示:不一定天然蛋白质水解的产物都是α-氨基酸中和反应、取代反应、聚合反应等
3.新冠肺炎向我们袭来的时候,我们都是用酒精或者84消毒液等物质来对环境进行消毒,这样做的依据是什么?
提示:病毒的主要成分是蛋白质,酒精和84消毒液等物质能使蛋白质变性,失去生理活性而导致细菌死亡。
合作探究
蛋白质的性质
蛋白质是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。饮食中的蛋白质主要存在于瘦肉、蛋类、豆类和鱼类中。蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子,蛋白质在酸、碱和酶的作用下发生水解反应,最终得到氨基酸。
蛋白质的性质
1.蛋白质的盐析:向盛有1 mL饱和(NH4)2SO4溶液的试管中缓慢加入几滴鸡蛋清溶液,可以观察到有沉淀析出,然后再向试管中加入蒸馏水,发现沉淀又溶解。该过程只是降低了蛋白质的溶解性并没有影响蛋白质的活性。利用该种方法能分离提纯蛋白质。
2.蛋白质的变性:在紫外线照射、加热或加入有机化合物(如甲醛、酒精、苯甲酸等)、酸、碱、重金属盐(如铜盐、铅盐、汞盐等)的情况下,蛋白质会发生性质上的改变而聚沉。这种聚沉是不可逆的,使蛋白质失去生理活性。
3.蛋白质的显色反应:浓硝酸可以使含有苯环结构的蛋白质变黄,这是蛋白质的特征反应,常用来鉴别部分蛋白质。
4.蛋白质的灼烧:灼烧蛋白质产生烧焦羽毛的气味,利用这一点可以对蛋白质进行检验,或鉴别真丝和人造丝等。
蛋白质的应用
为什么生物实验里常用甲醛溶液保存动物标本?
提示:动物标本(动物尸体)发生腐败的主要原因是受到了腐败细菌的作用,甲醛能使构成细菌的蛋白质变性,失去生理活性从而达到保存动物标本的目的。
1.蛋白质的盐析和变性:盐析可逆,是物理变化;变性不可逆,是化学变化。
2.蛋白质的两个特征反应
(1)显色反应:分子中含有苯环的蛋白质与浓硝酸作用时显黄色。
(2)蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味。
思考讨论:
(1)鸡蛋清水溶液中加入食盐水后一定生成沉淀吗?
提示:不一定。蛋白质溶液中加入浓食盐水发生盐析,有沉淀生成,但是稀的食盐水不会。
(2)只要是盐就能使蛋白质发生盐析吗?
提示:不一定。钠盐、铵盐等能使蛋白质发生盐析,铜盐、银盐等重金属盐可以使蛋白质变性。
(3)不小心误服可溶性重金属盐应立即采取什么急救措施呢?
提示:立即服用大量鲜牛奶或豆浆或鸡蛋清等蛋白质含量丰富的食物,可使重金属盐与服用的蛋白质发生变性作用,从而减轻重金属盐对机体的危害。
【典例】下列叙述中正确的是( )
A.天然蛋白质水解的最终产物都是α-氨基酸
B.通过盐析作用析出的蛋白质再难溶于水
C.在蛋白质溶液中加入福尔马林(甲醛溶液) 产生沉淀,再加入大量水,沉淀又溶解
D.蛋白质溶液中的蛋白质能透过半透膜
【答题模板】蛋白质受热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属(如铅、铜、汞等)盐、一些有机物(甲醛、酒精、苯甲酸)等的作用会凝结,这种凝结是不可逆的,即凝结后不能在水中重新溶解,这种变化叫做变性。向蛋白质溶液中加入轻金属盐或(NH4)2SO4的饱和溶液会发生盐析,其过程是可逆的。
解析:选A。盐析是可逆的;甲醛能使蛋白质变性而凝结,变性是不可逆的;蛋白质溶液属于胶体,其胶体微粒蛋白质不能透过半透膜;天然蛋白质是由α-氨基酸缩合而成的,其水解的最终产物都是α-氨基酸。
(1)如何分离提纯含有葡萄糖的鸡蛋清?(关键能力——探究与创新)
提示:采用渗析的方法。
(2)用可见光照射一杯豆浆或者牛奶能够产生什么现象?(关键能力——分析与推测)
提示:丁达尔现象
蛋白质作为生命活动中起重要作用的生物大分子,与一切揭开生命奥秘的重大研究课题都有密切的关系。下列关于蛋白质的叙述中,不正确的是( )
A.蛋白质是一种高分子化合物
B.蛋白质是一种基本营养物质
C.为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是人造丝,可选用灼烧的方法进行鉴别
D.人的皮肤上不慎沾染浓硝酸后变黄是物理变化
解析:选D。蛋白质是由氨基酸结合而成的高分子化合物,故A项正确;蛋白质、油脂、糖类是食物中的基本营养物质,故B项正确;蛋白质灼烧会产生烧焦羽毛的气味,蚕丝的主要成分是蛋白质,而人造丝的主要成分是纤维素,所以可以鉴别,故C项正确;蛋白质的显色反应是化学变化,故D项错误。
【拔高题组】
1.把①乙酸乙酯 ②淀粉 ③蛋白质 ④油脂在稀酸存在下分别进行水解,最后生成物只有一种的是( )
A.①和② B.只有② C.②③和④ D.只有④
解析:选B。①乙酸乙酯水解得到乙酸和乙醇;②淀粉水解后只得到葡萄糖;③蛋白质水解后得到多种氨基酸;④油脂水解后得到高级脂肪酸和甘油。
2.据美国《农业研究》杂志报道,美国的科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病毒感染者的免疫力,对控制艾滋病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为,则下列说法错误的是( )
A.半胱氨酸属于α-氨基酸
B.半胱氨酸是一种两性物质
C.两分子半胱氨酸,脱水形成
D.可与NaOH溶液反应放出一种碱性气体
解析:选C。由半胱氨酸的结构可以看出它属于α-氨基酸,A正确;由于氨基酸中既含有氨基又含有羧基,故是一种两性物质,B正确;两分子半胱氨酸脱水时,应该是一个分子提供羧基另一个分子提供氨基反应,故C错;可以看作是铵盐,故加入氢氧化钠溶液能放出氨气,故D正确。
2020年全球暴发了大规模的新型冠状病毒肺炎疫情。病毒的组成成分中含有蛋白质。下列对蛋白质的理解中正确的是( )
A.蛋白质中只含C、H、O三种元素
B.用福尔马林来浸泡生物标本主要是利用蛋白质变性的性质
C.羊毛、头发、血液、细菌、病毒、抗体、棉花的主要成分都是蛋白质
D.若误服重金属盐引起中毒,可喝大量的水进行解毒
解析:选B。蛋白质中含C、H、O、N等元素,故A错误; 福尔马林的主要成分是甲醛,可使蛋白质变性,浸泡后久置不腐烂,故B正确;棉花的主要成分是纤维素,故C错误;水中不含有蛋白质,无解毒作用,D错误。
课堂测评
1.(水平1)下列各类食物中蛋白质含量最丰富的是( )
解析:选D。 A中主要含有维生素,B中主要含有淀粉,C中主要含有油脂,D中主要含有蛋白质。
2.(水平1)诗句“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中的“丝”和“泪”分别是( )
A.纤维素、脂肪 B.蛋白质、淀粉
C.蛋白质、烃D.淀粉、油脂
解析:选C。诗句中的“丝”含有的物质是蛋白质,诗句中的“泪”指的是液态石蜡,液态石蜡是烃,C项符合题意。
3.(水平1)下列不涉及蛋白质变性的是( )
A.给重金属中毒的病人服用大量牛奶
B.用福尔马林溶液浸泡动物标本
C.在鸡蛋清溶液中加入醋酸铅溶液,有沉淀析出
D.在鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸铵溶液,有沉淀析出
解析:选D。重金属盐溶液能使蛋白质变性,服用牛奶可以缓解中毒,不符合题意,故A错误;福尔马林的成分是甲醛,甲醛能使蛋白质发生变性,不符合题意,故B错误;鸡蛋清溶液中加入醋酸铅溶液,铅属于重金属,发生变性,不符合题意,故C错误;鸡蛋清溶液中加入硫酸铵溶液发生盐析变浑浊,不属于变性,符合题意,故D正确。
补偿训练:
(水平2)蛋白质是重要的营养物质,下列关于蛋白质的叙述不正确的是( )
A.向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,蛋白质析出,如再加水可恢复
B.蛋白质中的蛋白质分子能透过滤纸,但不能透过半透膜
C.重金属盐使蛋白质变性,所以吞服“钡餐”会引起中毒
D.浓硝酸溅在皮肤上呈黄色,是由于蛋白质和浓HNO3发生显色反应
解析:选C。蛋白质的盐析是可逆过程,加水后能溶解,A正确;蛋白质的溶液属于胶体,不能透过半透膜,B正确;“钡餐”用的是BaSO4,难溶于水,不会使人中毒,C错;某些蛋白质遇到浓硝酸呈黄色,这是蛋白质的显色反应,D正确。
4.(水平2)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?___________。
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或鸡蛋清来缓解毒性,以减轻人体蛋白质中毒的程度。
答案:(1)碳、氢、氧、氮 (2)C (3)喝大量牛奶或鸡蛋清
补偿训练:
(水平2)在澄清的蛋白质(分子结构中含有苯环)溶液中加入以下几种物质:
(1)加入大量饱和食盐水,现象为____________,此过程称为____________。
(2)加入甲醛溶液,现象为_____________,此过程称为蛋白质的__________。
(3)加入浓硝酸并微热,现象为_________________,这是由于浓硝酸与蛋白质发生了_______________反应。
解析:饱和NaCl溶液能使蛋白质凝结成固体析出,称为盐析;甲醛能使蛋白质变性,以固体形式析出;蛋白质(含苯环)遇浓硝酸变黄,发生显色反应。
答案:(1)产生白色沉淀 盐析 (2)产生白色沉淀 变性
(3)蛋白质变为黄色 显色
实验
操作
实验
现象
加热后,鸡蛋清沉淀,凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解
加入CuSO4溶液后,鸡蛋清沉淀,凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解
加入乙醇的水溶液后,鸡蛋清沉淀,凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解