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人教版 (2019)选择性必修3第二节 蛋白质公开课课件ppt
展开1.氨基酸组成和结构(1)组成:可看作是羧酸分子中烃基上的H被____取代得到的化合物。(2)结构:官能团为___________和________________,α-氨基酸的结构简式可表示为_______________________。
2.氨基酸的性质(1)物理性质。天然氨基酸均为________色晶体,熔点__________,除少数外一般都能________水、________乙醇、乙醚。【答案】(1)无 较高 溶于 难溶于
(2)化学性质。①两性:氨基酸分子中含有酸性官能团_________和碱性官能团____________,因此具有两性,可与酸、碱反应生成________________。②成肽反应:两个氨基酸分子,在酸或碱的存在下加热,通过一分子的________和另一分子的__________间缩合脱去水,形成含有____________的化合物,称为成肽反应。如两分子甘氨酸间发生反应方程式为______________________。
【答案】(2)①—COOH —NH2 盐 ②—NH2 —COOH 肽键H2NCH2COOH+H2NCH2COOH―→H2NCH2CONHCH2COOH+H2O
如何理解大多数氨基酸易溶于水。
【答案】氨基酸分子中含有N—H、O—H键,它们均可与水分子形成氢键。
下列物质不能与甘氨酸反应的是( )A.NaHCO3 B.丙氨酸C.K2SO4D.硫酸【答案】C
1.组成主要由_________等元素组成,有些蛋白质还含有____________等元素。【答案】C、H、O、N、S P、Fe、Zn、Cu
2.结构(1)官能团:蛋白质含有—COOH、—NH2、肽键三种官能团。(2)蛋白质的四级结构。蛋白质分子中的__________的排列顺序称为一级结构;多肽链卷曲盘旋和折叠成特定的空间结构称为________级结构;________在二级结构基础上进一步盘曲折叠,形成更复杂的三级结构;多个具有特定三级结构的多肽链通过_________相互作用(如氢键等)排列组装,形成蛋白质的四级结构。【答案】(2)氨基酸单体 二 肽链 非共价键
3.蛋白质的主要化学性质(1)水解:在____________________作用下,蛋白质可逐步水解生成____________或______________________。(2)盐析:某些电解质使蛋白质溶解度________而使其从溶液中析出的变化,向已经发生盐析的体系中再加入一定量蒸馏水,已经凝固的蛋白质_____________________。【答案】(1)酸、碱或酶 多肽 氨基酸 (2)降低 重新溶解
(3)变性: 在某些物理或化学因素的影响下,蛋白质的_______________发生改变的现象。其中化学因素包括____________等。(4)显色反应:向蛋白质溶液中加入浓硝酸会有________________产生,加热后__________________。【答案】(3)性质和生理功能 强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛(4)白色沉淀 沉淀变成黄色
4.酶(1)酶的含义:是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有_____________的一类有机化合物,其中绝大多数是____________。(2)酶的三个特性:__________性、________性、条件温和,一般在接近________________的条件下进行。【答案】(1)催化作用 蛋白质 (2)高效 专一 体温和中性
蛋白质盐析是物理变化还是化学变化?
判断正误。(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)糖类、油脂、蛋白质均只含C、H、O三种元素。( )(2)氨基酸和蛋白质分子中均含—COOH和—NH2。( )(3)二肽是两分子氨基酸缩合而成的化合物。( )(4)医疗器械的高温消毒的实质是蛋白质的变性。( )(5)将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液,都出现沉淀,表明二者均可使蛋白质变性。( )(6)蛋白质的一级结构的主键是肽键。( )【答案】(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)√
任务一 氨基酸的结构与性质
[情境导入]酱油是中国传统的调味品,其成分比较复杂,其中含有多种氨基酸、糖类、色素及香料等成分,以咸味为主,亦有鲜味、香味等,它能增加和改善菜肴的味道,还能增添或改变菜肴的色泽,有助于促进食欲。我国早在三千多年前,就掌握了酱油的生产工艺 (下图为传统的酱油酿造的一个阶段操作)。
(1)为何说氨基酸是两性化合物?【答案】氨基酸中的—NH2可与酸反应生成盐,—COOH可与碱反应生成盐,故它是两性化合物。(2)氨基酸间的缩合反应能否形成环状化合物?【答案】两分子或多分子中,氨基酸分子中的两个官能团分别与另一分子两个官能团发生反应,就可以形成环状肽。
2.氨基酸的化学性质(1)两性:能与酸、碱反应生成盐,也能与碱性氧化物、某些更弱酸的盐反应(如甘氨酸与Na2CO3的反应)。氨基酸与HCl、NaOH等反应的化学方程式:
反应中羧基脱羟基、氨基脱氢(与酯化反应类似),碳、氮元素全部转化到肽或蛋白质中。两分子氨基酸―→二肽―→三肽―→……―→多肽―→蛋白质(相对分子质量大于10 000)。
①2种不同氨基酸(只含一个氨基和一个羧基),脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间,也可以是不同分子之间),如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽:
③氨基酸分子缩聚成高分子。
甘氨酸在一定条件下通过缩合反应得到分子组成为CxH32OyN10的链状物质M。回答下列问题。(1)M是________肽,x=_________,y=____________。(2)该反应的化学方程式为______________________,若某次实验中用1 ml甘氨酸经充分反应后得到50 g M,则M的产率约为________%。【答案】(1)十 20 11 (2)10H2NCH2COOH―→H2NCH2(CONHCH2)9COOH+9H2O 85
【解析】(1)因甘氨酸分子中只有一个氮原子而M分子中有10个氮原子,故M是十肽,甘氨酸缩合时碳原子全部转入M中,故x=20,又每生成1 ml十肽,会生成9 ml H2O,故y=11。甘氨酸缩合过程形成的是肽键,但首尾一端为氨基,另一端是羧基,由此可写出对应方程式。(2)1 ml甘氨酸质量为75 g,完全转化为十肽时可得到58.8 g,故产率为85%。
下列关于氨基酸的叙述中,不正确的是( )A.天然的氨基酸都是晶体,一般能溶于水B.氨基酸都不能发生水解反应 C.氨基酸是两性化合物,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【答案】 D 【解析】天然蛋白质水解的最终产物是多种α-氨基酸,D错误。
[情境导入]结晶牛胰岛素是牛的胰岛素结晶,在医学上有抗炎、抗动脉硬化、抗血小板聚集、治疗骨质增生、治疗精神疾病等作用。牛胰岛素是牛胰脏中胰岛β-细胞所分泌的一种调节糖代谢的蛋白质激素。其一级结构1955年由英国学者桑格发现,桑格因此荣获1958年诺贝尔化学奖。我国科学家经过不懈的努力,在1965年9月17日完成了结晶牛胰岛素的全合成,经过严格鉴定,它的结构、生物活力、物理化学性质、结晶形状都和天然的牛胰岛素完全一样。这是世界上第一个人工合成的蛋白质,为人类认识生命、揭开生命奥秘迈出了可喜的一大步。
(1)蛋白质中有哪些官能团,它们是如何影响蛋白质的化学性质的?【答案】含有—NH2、—COOH,它们使蛋白质具有两性;含有肽键,它使蛋白质在适当条件下能发生水解反应。(2)如何判断盐与蛋白质的作用是使蛋白质变性还是发生盐析?【答案】蛋白质与轻金属盐作用发生的是盐析变化,与重金属盐作用发生的是变性。盐析是可逆的,变性是不可逆的。
[深化理解]1.蛋白质的结构特点(1)官能团种类与性质:蛋白质中含有—NH2、—COOH、肽键三种官能团,前两种官能团的存在使其与氨基酸一样具有两性,肽键的存在使其能发生水解反应。
(2)蛋白质的四级结构。
2.蛋白质的物理性质有一些蛋白质不溶于水,如毛、丝、皮等;也有一些蛋白质溶于水,如鸡蛋白、豆蛋白等,能溶于水的蛋白质形成的蛋白质溶液具有胶体的性质,如能产生丁达尔效应、不能透过半透膜、能发生聚沉。
3.蛋白质的化学性质(1)蛋白质的水解。在酸、碱或酶的作用下,蛋白质水解可生成肽或氨基酸,其中天然蛋白质最终的水解产物是α-氨基酸。水解时肽键断裂,碳原子连接羟基,氮原子连接氢原子,如下图所示:
(2)蛋白质的盐析与变性。蛋白质的盐析与变性是蛋白质在外界因素影响发生的变化,具体情况见下表。
此外还可以利用渗析法提纯蛋白质。
(3)颜色反应:某些蛋白质遇浓硝酸会变色的变化。几种与颜色变化有关的“反应”对比如下。
(4)灼烧。蛋白质灼烧时,会产生有烧焦羽毛的特殊气味。生活中常利用此方法区别动物皮毛与合成纤维。
4.酶由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机化合物,大多数是蛋白质。催化特性:(1)条件温和、不需加热。(2)具有高度的专一性。(3)具有高效催化作用。
A是某天然蛋白质X在一定条件下发生水解得到的产物之一。经测定:A的相对分子质量不超过200,其中氧元素所占质量分数约为26.5%;等物质的量的A分别与NaOH、Na充分反应,消耗两者的物质的量之比为1∶2;经仪器分析A分子中含有苯环,不含—CH2—和—CH3基团。(1)测定A的相对分子质量的仪器是______________,A的摩尔质量为______________________。
(2)A的同分异构体有多种,写出符合下列条件的所有异构体的结构简式:_______________。①与A具有相同的官能团,是二取代苯,且苯环上的一溴代物有两种②催化氧化产物能发生银镜反应③分子中氨基与羧基的位置关系与A分子中的氨基与羧基的位置不同(3)若另一水解产物是甘氨酸,请写出X中水解时能生成A与甘氨酸的结构片段结构简式______________________________。
下列关于蛋白质的叙述中不正确的是( )A.蚕丝、酶、病毒的主要成分一般是蛋白质B.蛋白质的官能团有肽键、氨基、羧基C.皮肤上不慎沾有浓硝酸时会变成黄色,这是因为蛋白质与浓硝酸发生了颜色反应D.蛋白质遇饱和盐溶液凝聚析出后均不能再溶解【答案】D
产物种类分析中的误区例1 甘氨酸和丙氨酸混合在一定条件下发生缩合反应生成二肽化合物共有( )A.4种 B.3种 C.2种D.1种错解:B或C或D
错因分析:忽视同种氨基酸分子间可缩合成二肽而错选D;忽视不同种氨基酸分子之间可形成二肽而错选C;忽视甘氨酸与丙氨酸间可形成两种二肽会错选B。两个甘氨酸分子间可形成一种二肽,两个丙氨酸分子缩合可得到一种二肽;甘氨酸、丙氨酸分子间可形成两种二肽,故共可得到4种二肽。
满分策略:氨基酸分子之间发生缩合反应时,缩合反应既可发生在同种分子之间,也可发生在不同分子之间,发生在不同分子之间时,某一种氨基酸分子可以是提供—COOH缩合,也可以是提供氨基缩合。正解:A
蛋白质水解产物组成判断中的误区例2 含有下列结构片段的蛋白质在胃液中水解时,不可能产生的氨基酸是( )
满分策略:肽键水解断裂的化学键是C-N键;解析时首先观察题给结构简式,找出肽键位置,然后进行分析。正解:D
1.有人分析一些小而可溶的有机分子样品,发现它们含有C、H、O、N等元素,这些样品很可能是( )A.脂肪酸 B.氨基酸 C.葡萄糖D.核糖【答案】B 【解析】选项物质中只有氨基酸中含有N元素,B正确。
2.糖类、油脂、蛋白质是食物中的基本营养物质。下列说法中,正确的是( )A.蛋白质中只含C、H、O、N四种元素B.油脂在人体中发生水解的产物是氨基酸C.糖类、油脂、蛋白质都是高分子D.纤维素属于糖类,但不能直接被消化成为人体的营养物质【答案】D
【解析】 蛋白质分子中还可能含有S、P等元素,A错误;油脂水解的产物是高级脂肪酸和甘油,B错误;油脂和糖类中的单糖等都不是高分子,C错误。
3.棉花和羊毛都具有的特点是( )A.都溶于水B.灼烧后有烧焦羽毛的气味C.燃烧产物只有CO2和H2OD.在一定条件下发生水解【答案】D 【解析】棉花的主要成分是纤维素,羊毛主要成分是蛋白质,二者在一定条件下均可水解,D正确。
4.面筋是面粉去除了淀粉后剩余的蛋白质。为了检验湿面筋中是否还含有淀粉,可选用下列试剂中的( )A.酚酞溶液B.碘酒C.浓硝酸D.石蕊溶液【答案】B 【解析】检验淀粉的试剂是I2,碘酒是碘的酒精溶液,B正确。
5.化学反应经常伴随着颜色变化,下列有关反应获得的颜色不正确的是( )①红 ②橙 ③黄 ④绿 ⑤青 ⑥蓝 ⑦紫A.蛋白质遇浓硝酸~③B.碘遇淀粉~⑥C.苯酚遇FeCl3溶液~④D.热的氧化铜遇酒精~①【答案】C 【解析】C中应呈紫色,D中热的CuO被酒精还原为单质铜,C正确。
6.为保障全民健康,公共场所要定期进行消毒;毛巾等个人用品要经常用开水蒸煮;被褥要放在太阳光下直射,其目的是( )A.使多糖水解B.使油脂水解C.使氨基酸变性D.使蛋白质变性【答案】D
7.(1)蛋白质溶液中含有氯离子,有人用滴加AgNO3溶液再过滤的方法除去氯离子,这种做法是错误的。理由是:__________________,鸡蛋清可作为误服CuSO4后的家用紧急解毒剂,原理是_____________。
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