第四章　生物大分子\n第二节　蛋白质\n学习目标核心素养1.认识蛋白质的组成和性质特点。2．认识氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。3．知道氨基酸和蛋白质的关系。4．了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。1.科学探究与创新意识：通过实验探究蛋白质的性质，并得出蛋白质检验的简单实验方案。2．宏观辨识与微观探析：从官能团的角度认识氨基酸、蛋白质的结构和性质，形成“结构决定性质的观念”。3．科学态度与社会责任：通过了解人工合成多肽、蛋白质等在生命科学发展中所起的重要作用，认识化学在生产、生活中的重大贡献。\n课前素能奠基课堂素能探究课堂达标验收新课情境呈现名师博客呈现\n新课情境呈现\n蛋白质是一类含氮的生物高分子化合物，三聚氰胺(结构简式如下图所示)是一种重要的化工原料，可用于阻燃剂、水泥减水剂和高分子合成等领域。一些不法分子却往牛奶中加入三聚氰胺，以提高奶制品的含氮量。\n三聚氰胺是一种蛋白质吗？三聚氰胺是高分子化合物吗？三聚氰胺分子中含有碳碳双键吗？三聚氰胺的分子式是C3H6N6吗？在医院里用高温蒸煮、紫外线照射、喷洒消毒液，在伤口处涂抹酒精溶液等方法来杀菌、消毒。你知道其中所依据的原理是什么？请让我们一起走进教材第二节：蛋白质。\n课前素能奠基\n一、氨基酸1．结构新知预习氨基氨基—COOH\n2．常见的氨基酸俗名结构简式系统命名甘氨酸________________________氨基乙酸丙氨酸__________________2－氨基丙酸H2N—CH2—COOH\n\n无能难\n(2)化学性质书写有关化学方程式(以甘氨酸为例)：\n4．肽和成肽反应(1)成肽反应：两个氨基酸分子(可以相同，也可不同)在一定条件下，通过________和________间缩合脱去水形成含有________的化合物的反应。(2)二肽：由______个氨基酸分子缩合形成的含有________的化合物。(3)多肽：二肽继续与其他氨基酸分子缩合生成长链的多肽。多肽常呈链状，也叫________；一般把相对分子质量在10000以上，并具有一定空间结构的多肽称为__________。氨基羧基肽键两肽键肽链蛋白质\n二、蛋白质1．蛋白质的组成结构(1)组成元素：蛋白质中主要含有______________________等元素，有些蛋白质还含有______、Fe、Cu、Zn等元素，属于天然__________化合物。C、H、O、N、SP高分子\n(2)四级结构排列顺序基础性质功能氢键空间三级结构非共价键氢键\n2．蛋白质的主要性质(1)两性蛋白质的多肽由氨基酸脱水形成，在多肽链的两端存在着自由的______________，侧链中也往往存在酸性或碱性基团，因此，蛋白质既能与______反应，又能与______反应。氨基和羧基酸碱\n氨基酸氨基酸\n白色沉淀白色沉淀\n某些可溶性盐溶液降低可逆溶解活性分离提纯\n白色沉淀沉淀不溶解\n白色沉淀沉淀不溶解白色沉淀沉淀不溶解\n性质和生理功能加热强酸强碱不能生理活性\n白色沉淀沉淀变黄色\n②实验结论显色反应：含有_______的蛋白质遇到浓硝酸加热后呈_______。除了浓硝酸，其他一些试剂也可以与蛋白质作用，呈现特定的________，可用于蛋白质的分析检测。(6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。苯环黄色颜色\n催化蛋白质专一性催化\n预习自测1．某有机物含有C、H、O、N等元素，该有机物在水中形成的分散系无丁达尔效应，则该有机物可能是()A．脂肪B．淀粉C．蛋白质D．氨基酸解析：物质中含有N元素，则可能为氨基酸或蛋白质。蛋白质溶于水形成胶体，有丁达尔效应，该有机物只能是氨基酸。D\n2．天然蛋白质水解的最终产物是α－氨基酸，结构如图所示，下列有关α－氨基酸的说法中错误的是()A．α－氨基酸既能与酸反应，又能与碱反应B．α－氨基酸在酸溶液中主要以阳离子形式存在C．α－氨基酸在碱溶液中主要以阴离子形式存在D．α－氨基酸难溶于水D\n3．人类肝脏蛋白质两谱三图三库基本架构已完成，它将为肝脏疾病的预警、预防、诊断和治疗提供科学依据。下列关于乙肝病毒中的蛋白质说法不正确的是()A．属于生物大分子B．水解的最终产物不能与碱反应C．遇浓硝酸会变性D．水解时碳氧键断裂BD\n解析：乙肝病毒中的蛋白质是生物大分子，故A正确；蛋白质水解的最终产物为氨基酸，氨基酸含氨基能与酸反应，含羧基能与碱反应，故B错误；浓硝酸是强酸，蛋白质遇浓硝酸会变性，故C正确；蛋白质水解时断裂碳氮键，故D错误。\n要点归纳\n课堂素能探究\n知识点问题探究：(1)氨基酸脱水形成二肽的反应，属于取代反应吗？(2)3个甘氨酸分子发生缩合反应最多可以生成几个水分子？探究提示：(1)属于。因为从反应过程看，氨基酸脱水形成二肽，可以看成氨基上的H被取代，也可以看成羧基上的羟基被取代。(2)3个。氨基酸分子缩合既可形成链状也可以形成环状，其中形成环状时可以产生更多的水分子。氨基酸的两大性质\n知识归纳总结：1．两性\n2．成肽反应(1)二肽①两分子氨基酸发生脱水缩合时，一个分子中的羧基脱去羟基，一个分子中的氨基脱去氢原子，形成肽键。②两个不同的氨基酸分子缩合时，可产生不同的二肽，所以在判断产物时要考虑生成肽键的官能团位置。\n\n\n做以下实验可证明氨基乙酸晶体中同时存在羧基和氨基，请填空：(1)在一支试管中加入2mL蒸馏水，再加入1滴极稀的烧碱溶液，在此溶液中加入两滴酚酞试液，此时溶液稍显粉红色，然后加入一小粒氨基乙酸晶体，溶液的粉红色褪去。说明氨基乙酸分子中有______基，显示出了______性，反应的离子方程式为__________________________________________________________，此时生成的盐仍含有游离的______基，而具有______性。羧典例1酸H2N—CH2—COOH＋OH－―→H2N—CH2—COO－＋H2O氨碱\n氨碱羧酸否9\n\n六2\n解析：多肽由n个氨基酸形成就是n肽，故解题的关键就是要计算氨基酸的个数，从给定的氨基酸分子来看，每个氨基酸只提供1个氮原子，由多肽分子中的氮原子数可确定为六肽。设这三种氨基酸的个数依次为x、y、z，根据C、H、O、N的原子守恒，可求出x＝y＝z＝2。\n知识点问题探究：(1)可以采用什么方法检验蛋白质？(2)如何分离和提纯蛋白质？蛋白质的性质\n探究提示：(1)①显色反应：向溶液中加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热后沉淀变黄色。②灼烧法：灼烧，可闻到烧焦羽毛气味。(2)①常用盐析法来分离和提纯蛋白质，因为盐析是可逆的。②对于蛋白质溶液(属于胶体)，可用渗析法除去其中的杂质离子。\n知识归纳总结：1．蛋白质的水解反应蛋白质的水解：在酸、碱或酶的作用下，肽键断裂，碳原子连接羟基，氮原子连接氢原子。肽键水解原理示意图如下：\n2．蛋白质的盐析和变性的比较盐析变性概念少量的某些可溶性盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)在蛋白质溶液中达到一定浓度时，使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析出，这种作用称为盐析在某些物理或化学因素的影响下，蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象称为蛋白质的变性特征可逆不可逆\n盐析变性实质溶解度降低，物理变化结构、性质改变，化学变化条件碱金属、镁、铝等轻金属盐或铵盐的浓溶液加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线和放射线等物理因素；强酸、强碱、强氧化剂、重金属盐、乙醇、甲醛、苯酚等化学因素用途分离提纯蛋白质杀菌、消毒实例硫酸铵或硫酸钠等盐溶液使蛋白质盐析重金属盐(例如硫酸铜)溶液能使蛋白质变性\n某蛋白质充分水解后，能分离出有机物R，R可与等物质的量的KOH或盐酸完全反应。3.75gR可与50mL1mol·L－1的NaOH完全中和，则R的结构简式为()典例2A\n\n〔变式训练2〕请根据所示化合物的结构简式回答问题：\n(1)该化合物中，官能团⑦的名称是________，官能团①的电子式是_______。(2)该化合物是由_____个氨基酸分子脱水形成的。分子结构中含有_____个肽键，称为______肽。(3)写出该化合物水解生成的氨基酸的结构简式：_______________(任写一种)，并写出此氨基酸与盐酸反应的化学方程式：________________________________________________________。羧基43四H2NCH2COOHH2NCH2COOH＋HCl―→HOOCCH2NH3Cl(答案合理即可)\n\n名师博客呈现\n(1)有关蛋白质、氨基酸的计算技巧多个氨基酸分子缩合可以形成蛋白质，而要计算某个蛋白质分子水解后的氨基酸分子的个数，需要很多条件，在解题过程中，可以采用守恒的思想来考虑。①最少氨基和羧基的数目＝肽链数②肽键数＝氨基酸数目－肽链数\n③对于一条肽链来说，脱去的水分子数＝肽键数＝氨基酸数－1④蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－18×水分子数(2)氨基酸与烷烃的硝基化合物、与含氨基和酯基的化合物、与含肽键和羟基的化合物是类别异构。\n课堂达标验收\n1．下列过程不属于化学变化的是()A．在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀B．皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色C．在蛋白质溶液中，加入硫酸铜溶液，有沉淀析出D．用稀释的福尔马林溶液(0.1%～0.5%)浸泡植物的种子解析：蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，使蛋白质析出，该作用为盐析，属于物理变化，故A符合题意；蛋白质发生显色反应，属于化学变化，故B不符合题意；加入CuSO4，使蛋白质发生变性，蛋白质的性质和生理活性发生变化，属于化学变化，故C不符合题意；福尔马林能使蛋白质变性，属于化学变化，故D不符合题意。A\n2．下列关于蛋白质的说法不正确的是()A．蛋白质是由多种α－氨基酸加聚而生成的高分子化合物B．通常用酒精杀菌消毒，其原理是酒精使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A\n3．某蛋白质的结构片段如下：\n(1)上述蛋白质的结构片段的水解产物中不属于α－氨基酸的结构简式是_____________________。(2)上述蛋白质的结构片段水解后的氨基酸中，某氨基酸碳、氢原子数比值最大。①该氨基酸与NaOH反应的化学方程式为_____________________________________________________。\n②两分子该氨基酸缩合形成环状物质的分子式为_____________。(3)已知上述蛋白质结构片段的相对分子质量为364，则水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为_______。C16H14N2O2436\n\n