高中化学详解 蛋白质的结构与性质
- 格式:doc
- 大小:99.50 KB
- 文档页数:3
高一化学蛋白质知识点蛋白质是构成生物体的重要成分之一,对于高中化学学科来说,蛋白质是一个重要的知识点。
本文将介绍高一化学中与蛋白质相关的几个主要知识点。
希望通过本文的阐述,能够帮助读者更好地理解蛋白质的特性和作用。
一、蛋白质的组成蛋白质是由氨基酸组成的长链状分子。
氨基酸是一种有机化合物,它们通过肽键连接在一起形成多肽链,进一步形成蛋白质的二级、三级或四级结构。
不同的氨基酸组合方式决定了蛋白质的性质和功能。
二、蛋白质的分类根据功能和结构的不同,蛋白质可以分为结构蛋白质、酶类蛋白质、运输蛋白质等多个类别。
结构蛋白质主要负责细胞的支撑和保护作用,如胶原蛋白和肌动蛋白;酶类蛋白质是生物体内的催化剂,可以促进化学反应的发生;运输蛋白质则负责物质的运输和分配。
三、蛋白质的水解反应在一定条件下,蛋白质可以被水解为氨基酸。
这是由于水解反应中酶的作用,将蛋白质分解为更小的单元。
这一过程在消化系统中发生,是为了将蛋白质分解为可以被吸收利用的氨基酸。
四、蛋白质的功能蛋白质在生物体内起着重要的功能作用。
它们参与到免疫系统的抗体生成中,对病原体起到防御作用;同时也参与到细胞信号传导和基因调控中,调节生物体内的生理过程。
另外,蛋白质还可以作为能量来源,提供身体所需的能量。
五、蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成是一个复杂的过程,需要通过基因信息的转录和翻译等步骤来完成。
在细胞核中,DNA被转录成mRNA,然后mRNA通过核糖体的翻译作用将氨基酸连接成多肽链,最终形成蛋白质。
六、蛋白质的变性蛋白质的变性是指在一定的条件下,蛋白质的构象结构发生改变。
这可能是由于温度、pH值、溶剂和离子浓度的变化引起的。
变性会导致蛋白质失去原有的功能和结构,从而影响其作用。
七、蛋白质的鉴定方法鉴定蛋白质的方法有很多,其中常用的方法有SDS-PAGE凝胶电泳和质谱分析。
SDS-PAGE凝胶电泳可以根据蛋白质的分子量和电荷来分离和鉴定蛋白质;质谱分析则可以通过测量蛋白质的质荷比来确定蛋白质的分子量。
1.蛋白质的组成蛋白质中含有碳、氢、氧、氮及少量的硫,有的还含有微量磷、铁、锌、钼等元素,属于天然有机高分子化合物。
2.氨基酸(1)结构特点:①官能团:羧基(—COOH)和氨基(—NH2)。
②通式:(2)常见氨基酸:(3)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:由两个氨基酸分子之间消去水分子发生缩合反应可生成二肽。
多个氨基酸分子缩合消去水分子可形成多肽或蛋白质。
氨基酸分子间相互反应,生成的二肽、多肽或蛋白质中含有的酰胺基()结构,称为肽键。
3.蛋白质的结构特点(1)多个氨基酸以肽键结合形成肽链。
(2)一个蛋白质分子中可含一条或多条肽链。
(3)肽链中或肽链间以氢键结合,形成蛋白质的三维空间结构。
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。
氨基酸、多肽与蛋白质的相互关系:氨基酸缩合水解二肽缩合水解多肽缩合水解蛋白质[跟随名师·解疑难](1)氨基酸分子结构中的—NH2表现为碱性,能与酸反应生成盐。
如:(2)氨基酸分子结构中的—COOH表现为酸性,能与碱反应生成盐。
如:(3)两分子氨基酸发生缩合反应生成二肽。
如:[剖析典例·探技法][例1]苯丙氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸,必须从食物和其他营养品中获取。
苯丙氨酸的结构简式为:(1)苯丙氨酸能发生的化学反应的类型有________。
A.取代反应B.加成反应C.酯化反应D.中和反应(2)苯丙氨酸分子中的碱性基团是__________(填结构简式)。
(3)苯丙氨酸分子中的酸性基团是________(填结构简式),苯丙氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________________。
蛋白质一、蛋白质的组成、结构和性质1.蛋白质是由多种氨基酸结合而成的含氮生物高分子化合物。
氨基酸→多肽→蛋白质2.组成:由C、H、O、N、S等元素组成。
二、蛋白质的性质(1)蛋白质的两性:形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸脱水形成的,在多肽链的两端必然存在着自由的氨基与羧基。
而且,侧链中也有酸性或碱性基团。
因此,蛋白质与氨基酸一样也是两性分子,既能与酸又能与碱反应。
(2)蛋白质的水解蛋白质氨基酸(3)蛋白质的灼烧:分别点燃一小段棉线和纯毛线,观察现象并闻气味。
结论:____________。
(4)蛋白质的盐析:在试管里加入1~2ml鸡蛋清的水溶液,然后分别加入少量饱和(NH4)2SO4、Na2SO4溶液,观察现象。
把少量有沉淀的液体倒入另一个盛蒸馏水的试管里,观察现象。
结论:。
(5)蛋白质的变性:①在试管里加入2ml鸡蛋清的水溶液,加热,观察现象。
将试管里的下层絮状蛋白质取出一些放在水中,观察现象。
结论:。
②在试管里加入3ml鸡蛋清溶液,分别加入1ml10%CuSO4溶液、1%的醋酸铅溶液2 滴,观察现象。
将少量沉淀放入水中,观察现象。
③在试管里加入2ml鸡蛋清溶液和2ml甲醛溶液,观察现象。
将少量沉淀放入水中,观察现象。
结论:。
1、下列不属于天然高分子化合物的是()A.淀粉B.氨基酸C.油脂D.蛋白质2、下列变化肯定属于不可逆的是()A.电离B.水解C.盐析D.蛋白质变性3.可以用来分离蛋白质与食盐溶液的方法是()A.渗析B.过滤C.电泳D.分液4.使蛋白质因氧化而变性起到杀菌消毒作用的药物是()A.苯酚B.福尔马林C.食盐D.漂白粉5.下列说法中,正确的是()A.CH3COOC3H7水解后产物中,一定含有1-丙醇B.淀粉水解的最后产物是乙醇C.天然蛋白质水解的最后产物是多种α-氨基酸D.蛋白质溶液中加入硫酸钾溶液后,蛋白质从溶液析出,这种变化叫做变性6.下列各组物质制成的无色透明液体,能通过丁达尔现象鉴别的是()A.葡萄糖和蔗糖B.蛋白质和甘氨酸C.麦芽糖和甘油D.淀粉和蛋白质7.糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。
第三节蛋白质和核酸蛋白质是生物体内一类极为重要的功能高分子化合物,是生命活动的主要物质基础。
它不仅是细胞、组织、肌肉、毛发等的重要组成成分,而且具有多种生物学功能。
一、氨基酸1、氨基酸的分子结构氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基(—NH2)取代后的产物。
氨基酸的命名是以羧基为母体,氨基为取代基,碳原子的编号通常把离羧基最近的碳原子称为α碳原子,离羧基次近碳原子称为β碳原子,依次类推。
2、氨基酸的物理性质常温下状态:无色晶体;熔、沸点:较高;溶解性:能溶于水,难溶于有机溶剂。
3、氨基酸的化学性质(1)甘氨酸与盐酸反应的化学方程式:;(2)甘氨酸与氢氧化钠反应的化学方程式:氨基酸是两性化合物,基中—COOH为酸性基团,—NH2为碱性基团。
(3)成肽反应两个氨基酸分子(可以相同也可以不同)在酸或碱存在下加热,通过一分子的氨基和另一分子的羧基脱去一分子水,缩合形成含有肽键的化合物,称为成肽反应。
二、蛋白质的结构与性质1、蛋白质的结构蛋白质是一类高分子化合物,主要由C、H、O、N、S等元素组成。
蛋白质分子结构的显著特征是:具有独特而稳定的结构。
蛋白质的特殊功能和活性与多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序、特定空间结构相关。
2、蛋白质的性质(1)水解蛋白质在酸、碱或酶的作用下,水解成相对分子质量较小的肽类化合物,最终水解得到各种氨基酸。
(2)盐析少量的盐能促进蛋白质溶解。
当向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时,反而使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,这种作用称为盐析。
盐析是一个可逆过程,不影响蛋白质的活性。
因此可用盐析的方法来分离提纯蛋白质。
(3)变性影响蛋白质变性的因素有:物理因素:加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等。
化学因素:强酸、强碱、重金属盐、三氧乙酸、乙醇、丙酮等。
变性是一个不可逆(填“可逆”或“不可逆”)的过程,变性后的蛋白质生理活性也同时失去。
(4颜色反应颜色反应一般是指浓硝酸与含有苯基的蛋白质反应,这属于蛋白质的特征反应。
高中化学蛋白质知识点蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分,机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。
下面是由店铺整理的高中化学蛋白质知识点,希望对大家有所帮助。
高中化学蛋白质知识点篇(一)(1)存在:蛋白质广泛存在于生物体内,是组成细胞的基础物质.动物的肌肉、皮肤、发、毛、蹄、角等的主要成分都是蛋白质.植物的种子、茎中含有丰富的蛋白质.酶、激素、细菌、抵抗疾病的抗体等,都含有蛋白质.(2)组成元素:C、H、O、N、S等.蛋白质是由不同的氨基酸通过发生缩聚反应而成的天然高分子化合物.(3)性质:①水解.在酸、碱或酶的作用下,能发生水解,水解的最终产物是氨基酸.②盐析.向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐(如铵盐、钠盐等)溶液,可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出.说明a.蛋白质的盐析是物理变化.b.蛋白质发生盐析后,性质不改变,析出的蛋白质加水后又可重新溶解.因此,盐析是可逆的.例如,向鸡蛋白溶液中加入(NH4)2SO4的饱和溶液,有沉淀生成,再加入水,生成的沉淀又溶解.c.利用蛋白质的盐析,可分离、提纯蛋白质.③变性.在热、酸、碱、重金属盐、紫外线、有机溶剂的作用下,蛋白质的性质发生改变而凝结.说明蛋白质的变性是化学变化.蛋白质变性后,不仅丧失了原有的可溶性,同时也失去了生理活性.因此,蛋白质的变性是不可逆的,经变性析出的蛋白质,加水后不能再重新溶解.④颜色反应.含苯环的蛋白质与浓HNO3作用后,呈黄色.例如,在使用浓HNO3时,不慎将浓HNO3溅到皮肤上而使皮肤呈现黄色.⑤灼烧蛋白质时,有烧焦羽毛的味.利用此性质,可用来鉴别蛋白质与纤维素(纤维素燃烧后,产生的是无味的CO2和H2O).高中化学蛋白质知识点篇(二)蛋白质结构与功能的关系不同的蛋白质,由于结构不同而具有不同的生物学功能。
蛋白质的生物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的性质,功能与结构密切相关。
1.一级结构与功能的关系3蛋白质的一级结构与蛋白质功能有相适应性和统一性,可从以下几个方面说明:(1)一级结构的变异与分子病蛋白质中的氨基酸序列与生物功能密切相关,一级结构的变化往往导致蛋白质生物功能的变化。
高一生物必修知识点:2.2.2蛋白质的结构和功能【必修一】高中生物必备知识点:2.2.2蛋白质的结构和功能1、组成及特点:(1) 蛋白质是由C(碳)、H(氢)、O(氧)、N(氮)组成,一般蛋白质可能还会含有P(磷)、S(硫)、Fe(铁)、Zn(锌)、Cu(铜)、B(硼)、Mn(锰)、I(碘)、Mo(钼)等。
这些元素在蛋白质中的组成百分比约为:碳50% 氢7% 氧23% 氮16% 硫0~3% 其他微量。
(2) 一切蛋白质都含N元素,且各种蛋白质的含氮量很接近,平均为16%。
(3) 氨基酸分子相互结合的方式是:一个氨基酸分子的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(— NH 2 )相连接,同时脱去一分子水,这种结合方式叫做脱水缩合。
连接两个氨基酸分子的化学键 (-NH-CO-)叫做肽键。
有两个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做二肽。
肽链能盘曲、折叠、形成有一定空间结构的蛋白质分子。
2、蛋白质的性质:(1) 两性:蛋白质是由α-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物,在蛋白质分子中存在着氨基和羧基,因此跟氨基酸相似,蛋白质也是两性物质。
(2) 水解反应:蛋白质在酸、碱或酶的作用下发生水解反应,经过多肽,最后得到多种α-氨基酸。
(3) 胶体性质:有些蛋白质能够溶解在水里(例如鸡蛋白能溶解在水里)形成溶液。
蛋白质的分子直径达到了胶体微粒的大小(10-9~10-7m)时,所以蛋白质具有胶体的性质。
(4) 盐析:少量的盐(如硫酸铵、硫酸钠等)能促进蛋白质的溶解。
如果向蛋白质水溶液中加入浓的无机盐溶液,可使蛋白质的溶解度降低,而从溶液中析出。
这样盐析出的蛋白质仍旧可以溶解在水中,而不影响原来蛋白质的性质,因此盐析是个可逆过程.利用这个性质,采用分段盐析方法可以分离提纯蛋白质。
(5) 变性:在热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作作用下,蛋白质会发生性质上的改变而凝结起来.这种凝结是不可逆的,不能再使它们恢复成原来的蛋白质.蛋白质的这种变化叫做变性。
高中化学蛋白质知识点(2)组成元素:C、H、O、N、S等.蛋白质是由不同的氨基酸通过发生缩聚反应而成的天然高分子化合物.(3)性质:①水解.在酸、碱或酶的作用下,能发生水解,水解的最终产物是氨基酸.②盐析.向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐(如铵盐、钠盐等)溶液,可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出.③变性.在热、酸、碱、重金属盐、紫外线、有机溶剂的作用下,蛋白质的性质发生改变而凝结.说明蛋白质的变性是化学变化.蛋白质变性后,不仅丧失了原有的可溶性,同时也失去了生理活性.因此,蛋白质的变性是不可逆的,经变性析出的蛋白质,加水后不能再重新溶解.④颜色反应.含苯环的蛋白质与浓HNO3作用后,呈黄色.例如,在使用浓HNO3时,不慎将浓HNO3溅到皮肤上而使皮肤呈现黄色.⑤灼烧蛋白质时,有烧焦羽毛的味.利用此性质,可用来鉴别蛋白质与纤维素(纤维素燃烧后,产生的是无味的CO2和H2O).蛋白质结构与功能的关系不同的蛋白质,由于结构不同而具有不同的生物学功能。
蛋白质的生物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的性质,功能与结构密切相关。
1.一级结构与功能的关系3蛋白质的一级结构与蛋白质功能有相适应性和统一性,可从以下几个方面说明:(2)一级结构与生物进化研究发现,同源蛋白质中有许多位置的氨基酸是相同的,而其它氨基酸差异较大。
如比较不同生物的细胞色素C的一级结构,发现与人类亲缘关系接近,其氨基酸组成的差异越小,亲缘关系越远差异越大。
(3)蛋白质的激活作用在生物体内,有些蛋白质常以前的形式合成,只有按一定方式裂解除去部分肽链之后才具有生物活性,如酶原的激活。
2.蛋白质空间结构与功能的关系蛋白质的空间结构与功能之间有密切相关性,其特定的空间结构是行使生物功能的基础。
以下两方面均可说明这种相关性。
(1).核糖核酸酶的变性与复性及其功能的丧失与恢复核糖核酸酶是由124个氨基酸组成的一条多肽链,含有四对二硫键,空间构象为球状分子。
第二课时
[板书]二、蛋白质的结构与性质
[讲解]请同学们回忆胶体性质的本质特征是什么?胶体的分类?
[回答]是胶粒的大小。
即10-9m<d<10-7m
[讲述]蛋白质分子的直径很大。
一般10-9m<d<10-7m的为分子胶体。
如:鸡蛋白溶液。
所以蛋白质溶液应具有胶体性质。
[板书]蛋白质的两性:蛋白质是由氨基酸缩聚而成,但其分子中仍有多余的羧基与氨基,所以会使蛋白质具有酸、碱性。
1、水解:同多肽。
2.蛋白质的盐析
[指导实验4-2] 1.取20mL鸡蛋白溶液放入试管;
2.然后再向试管中加入饱和Na2SO4,若现象不明显可滴入少量CH3COOH。
思考得出结论:向蛋白质溶液中加(NH4)2SO4、Na2SO4等盐溶液时,会使蛋白质从溶液沉淀出来,此现象叫蛋白质的盐析。
盐析是可逆的。
3.蛋白质的变性
[指导实验4-3]按下列方案进行实验,并与盐析现象比较,思考
再溶解。
[设问]从本实验中可观察到什么现象?从而得出什么结论?
[讲解]蛋白质的这种改变叫蛋白质的变性。
还有哪些因素可使蛋白质变性?请同学们阅读课本第89页。
阅读总结得出:通过实验得出在蛋白质溶液中加入重金属盐、醛或加热均会使蛋白质凝结成沉淀。
此过程不可逆。
[讲述]世界上在化学科学上有成就的不光是洋人。
最早曾被国际公认的蛋白质变性学说是1931年我国学者吴宪提出的。
[思考与交流]思考下列问题并交流
(1) 在临床上解救误服Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金属盐中毒时,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。
为什么?
(2)医院一般使用酒精、蒸煮、高压和紫外线等方法进行消毒杀菌。
为什么?
(3)松花蛋的腌制原理是什么?
回答:会让病人喝牛奶或吃鸡蛋;热消毒、酒精消毒……。
目前生命科学工作者积极展开如何防治衰老保持青春活力,也就是防止蛋白质变性过程的研究。
各种各样的化妆品,防衰老保健品应运而生,如大宝SOD蜜等。
4.蛋白质的颜色反应
[指导实验4-4]进行如下实验,并填写下表
的蛋白质使它变成黄色的硝基化合物。
[提问[日常生活中鉴别毛织物和棉织物的方法是什么?
[板书]三、酶
四、核酸
[指导阅读提纲]了解核酸、酶在生物体中的作用;
针对以下问题阅读有关核酸与酶的知识。
1、酶的催化作用特点:(1) (2) (3) 。
2、核酸是一类 的化合物,具有 性。
根据组成分为: 和 。
34[小结]学生归纳总结后打出投影。
[投影
]
蛋白质的主要化学性质:水解、盐析、变性、颜色反应。
[作业]课本第93页第3、4、6题。
[课堂练习]
一、选择题
1.下列过程中,不可逆的是
A 、蛋白质的盐析
B 、酯的水解
C 、蛋白质的变性
D 、氯化铁的水解
2.为了鉴别某白色纺织物成分是蚕丝还是人造丝,可以选用的方法是
A 、滴加浓硝酸
B 、滴加浓硫酸
C 、滴加酒精
D 、灼烧
3.欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质应加入
A 、甲醛溶液
B 、CuSO 4溶液
C 、饱和Na 2SO 4溶液
D 、浓硫酸
4.下图表示蛋白质分子结构的一部分,图中(A )、(B )、(C )、(D )标出了分子中不同的键,当蛋白质发生解时,断裂的键是
二、填空题
5.蛋白质、淀粉、脂肪是三种重要的营养物质,其中______不是高分子化合物,这三种物质水解的最终产物分别是蛋白质→________淀粉→_________;脂肪→_________;在蛋白质水解的最终产物分子中,含有_________官能团。
6.若将氨基乙酸和丙氨酸混合反应(在一定条件下)最多可得_______种二肽。
7.某天然蛋白质遇浓HNO3显黄色,水解产物中含有A;A由C、H、O、N元素组成;A能与盐酸或烧碱反应。
一定条件下,两分子A发生缩合反应生成B和一个分子水,B的式量为312。
据此推断A和B的结构简式。
8.A、B两种有机化合物,分子式都是C9H11O2N.
(1)化合物A是天然蛋白质的水解产物,光谱测定显示,分子结构中不存在甲基.化合物A的结构简式为__________
(2)化合物B是某种芳香烃硝化的推一产物(硝基连在苯环上)。
化合物B的结构简式是__________。
三、计算题
9.某蛋白质含氮量为15%,若从食物摄取的蛋白质经过人体的新陈代谢后,完全变成尿素排出体外,若排出的尿素为25g时,则应从食物中摄取的蛋白质是几克?
参考答案:
1.(C)2.(D)3.(C)4.(C)
5.脂肪氨基酸葡萄糖硬(软)脂酸和甘油氨基和羧基
6.4种7.
8. (1) (2)
9.解答:CO(NH2)2的相对分子质量为60,含N为2×14份。
设含N为x g:
蛋白质的质量为: 11.667÷15%=77.1(g)。