高中化学人教版 (新课标)选修1 化学与生活第三节 生命的基础——蛋白质教案及反思

第三节　生命的基础——蛋白质

目标与素养：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和人体必需的氨基酸。(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

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有一条或多条肽链。

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通过氢键连接，形成具有三维空间结构的蛋白质分子。

(2)多肽与蛋白质的关系

氨基酸二肽多肽蛋白质

微点拨：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10 000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

蛋白质是由氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，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

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。

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。

微点拨：酶作为催化剂的特征：

(1)条件温和，不需加热。在30 ℃～50 ℃之间，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。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)氨基酸、纤维素都属于高分子化合物。 (　　)

(2)蛋白质水解的最终产物是多肽。 (　　)

(3)盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性。 (　　)

[答案]　(1)×　(2)×　(3)√

2．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

B　[分子中既有氨基又有羧基，因此该物质具有两性。]

3．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

D　[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。]

1．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)已知氨基酸能与碱溶液反应，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

2．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]　

蛋白质水解的规律

蛋白质水解反应的实质是“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。

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

C　[瘦肉能提供蛋白质。]

2．下列叙述中，不正确的是(　　)

A．天然氨基酸都是晶体，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

D　[天然氨基酸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。]

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

B　[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。]

4．α­丙氨酸是组成人体蛋白质的氨基酸之一，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(　　)

A．α­丙氨酸由碳、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

D　[可由结构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。]

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，这种作用叫做________，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

(2)

(3)盐析　溶解

(4)变性　不能