2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第一章 第三节 生命的基础——蛋白质(含答案)
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2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第一章 第三节 生命的基础——蛋白质(含答案)
蛋白质的组成和结构 [自读教材·夯基础]
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： 名称 甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸
结构简式
(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___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)两分子苯丙氨酸缩合成二肽的反应方程式为_______________________________ ________________________________________________________________________。 [名师解析] 氨基酸中的碱性基团是—NH2，可以与酸反应；酸性基团是—COOH，可
以与NaOH溶液反应，还可以发生酯化反应；另外苯环还可以发生加成反应；一个氨基酸
分子中的—NH2和另一氨基酸分子中的—COOH脱去一分子H2O形成 (肽键)。 [答案] (1)A、B、C、D (2)—NH2 (3)—COOH
[名师点睛] 氨基酸的缩合反应原理 羧基去掉羟基、氨基去掉氢，形成肽键()，表示为：
蛋白质的性质 [自读教材·夯基础]
1．两性 蛋白质是由氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，其中存在羧基和氨基，具有两性。 2．水解 蛋白质在酶的催化作用下发生水解生成氨基酸，断键部位是肽键。即断开肽键时，碳原子上加羟基，氮原子上加氢原子。 3．盐析 (1)少量轻金属盐[如：Na2SO4、(NH4)2SO4
]可促进蛋白质的溶解，浓的上述无机盐可降
低蛋白质的溶解度。 (2)概念：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后，可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出。 (3)利用蛋白质的盐析可分离和提纯蛋白质。 4．变性 蛋白质在一定条件下如加热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐以及一些有机物如甲醛、酒精、苯甲酸等作用下发生变性。 5．颜色反应 某些蛋白质遇浓硝酸显黄色，可用于鉴别蛋白质。 6．灼烧 灼烧蛋白质能产生烧焦羽毛的气味，利用此性质可区分毛线和化纤制品。 [跟随名师·解疑难]
(1)鸡蛋白溶液为胶体，具有丁达尔效应。 (2)蛋白质的盐析是物理变化，是可逆过程。使蛋白质盐析成功的关键有两点： ①盐的类型为轻金属盐或铵盐[如Na2SO4或(NH4)2SO4
]切不可用重金属盐。
②盐的浓度为饱和溶液，且用量较大。 (3)利用蛋白质的盐析，可以采用多次盐析的方法来分离提纯蛋白质。 (4)蛋白质的变性是化学变化，是不可逆过程。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。 (5)高温消毒杀菌，就是利用加热使蛋白质凝固从而使细菌死亡。重金属盐(如可溶性铜盐、铅盐、汞盐等)能使蛋白质变性，失去生理活性而使人中毒。 [剖析典例·探技法]
[例2] 下列关于蛋白质的性质说法正确的是( ) A．蛋白质在人体内经过消化、吸收最终的产物是CO2和H2O B．通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性 C．浓的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出，加水后析出的蛋白质又溶解，但已失去生理活性 D．鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法 [名师解析] 无论何种形式的消毒，其原理都是使细菌中的蛋白质变性而失去原有的生
理活性(死亡)，故B项正确。“人造丝”的成分是纤维素，灼烧时没有烧焦羽毛的气味，故D项正确。 [答案] BD [互动探究1] 误服重金属盐溶液，应如何解毒？ 提示：立即喝大量牛奶或鸡蛋清解毒，并及时送往医院治疗。
人体必需的氨基酸 [自读教材·夯基础]
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。 [跟随名师·解疑难]
(1)酶是一种蛋白质，具有高效的催化作用；酶的催化作用具有高度的专一性，一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。酶的催化条件温和，不需加热，在30～50℃时酶的活性最强。 (2)饮食时要注意蛋白质的互补，要求食物的品种要多，植物蛋白和动物蛋白合理搭配，并且搭配食物要同时食用。 [剖析典例·探技法]
[例3] 酶是蛋白质，因而具有蛋白质的特性，酶又是生物制造出来的催化剂，能在许多有机反应中发挥作用，如图表示温度T与反应速度v的关系曲线中，有酶参加的是( )
[名师解析] 酶在适宜温度下催化效果最好，温度太高，酶(蛋白质)变性失去了生理活性，催化效果下降。 [答案] D [互动探究2] 能否用含有蛋白酶的洗衣粉来洗涤纯毛或真丝衣物？ 提示：不能；原因是蛋白酶能促使蛋白质的水解，而损坏衣物。 盐析和变性的比较 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、酒精、苯甲酸等
变化实质 物理变化(蛋白质的性质不变) 化学变化(蛋白质性质改变) 变化过程 可逆 不可逆 用途 分离、提纯蛋白质 杀菌、消毒
氨基酸脱水生成二肽数目的判断 两种不同的氨基酸(以甘氨酸、丙氨酸为例)脱水最多可生成4种二肽 (1)2分子同种氨基酸的脱水：
(2)不同种氨基酸的脱水： 1．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固然能使蛋白质变性，但其有挥发性与强腐蚀性，不能用作环境消毒剂。 答案：D 2．下列情况没有发生蛋白质变性的是( ) A．用紫外线照射病房 B．用蘸有75%的酒精棉球擦皮肤消毒 C．用福尔马林(甲醛溶液)浸泡标本 D．淀粉和淀粉酶混合后微热 解析：在紫外线、酒精、甲醛等条件下蛋白质能发生变性；淀粉在淀粉酶的作用下发生水解，而不是变性。 答案：D 3．α丙氨酸是组成人体蛋白质的氨基酸之一，右图是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 解析：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。 答案：D 4．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，脱水形成的二肽结构简式为
D．可与NaOH溶液反应放出一种碱性气体 解析：氨基酸同时含有氨基和羧基，是两性物质。氨基酸缩合成肽是一个氨基酸分子中的氨基与另外一个氨基酸分子中的羧基脱去一分子水形成肽键，所以C选项错误。D选项考虑铵盐的性质，与强碱反应生成氨气。 答案：C 5．在鸡蛋清溶液中加入以下各物质时： (1)加入大量饱和硫酸铵溶液，现象为____________。此过程叫做____________。 (2)加入浸制动物标本时用的福尔马林溶液(主要成分为甲醛)，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________反应的缘故。 解析：鸡蛋清溶液为蛋白质，加入铵盐，能发生盐析，即出现沉淀；加入甲醛，能使蛋白质变性；加入浓硝酸，能发生颜色反应，蛋白质变黄色。 答案：(1)产生沉淀 盐析 (2)产生沉淀 变性 (3)变黄色 颜色
