高中化学 5.2氨基酸 蛋白质 核酸课件 苏教版选修5(1).ppt

第二单元氨基酸蛋白质核酸 一 氨基酸的结构和性质1 氨基酸的结构 1 概念 氨基酸是羧酸分子中的烃基上的氢原子被 取代生成的化合物 2 结构特点 含有 两种官能团 分子中氨基连接在离 最近的碳原子上的氨基酸称为 氨基 羧基和氨基 羧基 氨基酸 2 氨基酸的物理性质 常见的氨基酸均为 色晶体 易溶于水 熔点较高 一般在200 以上 不易挥发 难溶于有机溶剂 固态氨基酸主要以 的形式存在 无 内盐 3 氨基酸的化学性质 1 两性 既能与酸反应也能与碱反应与氢氧化钠的反应 与盐酸反应 2 成肽反应 两个氨基酸分子 可以相同 也可以不同 在酸或碱存在的条件下加热 通过一分子的 和另一分子的 间脱去一分子水 缩合成含有 的化合物的反应 称为成肽反应 例如 氨基 羧基 肽键 co nh 3 颜色反应 氨基酸与茚三酮溶液混合 水浴加热呈紫色 二 蛋白质1 概念 蛋白质是由氨基酸通过 等相互连接而形成的一类具有特定结构和一定生物学功能的生物大分子 2 性质 1 两性 蛋白质分子中存在 具有两性 既能与酸又能与碱反应 2 水解 蛋白质中存在肽键 在 的催化下 水解生成 肽键 氨基和羧基 酸 碱或酶 氨基酸 3 盐析 过程 向蛋白质溶液中加入浓的 溶液 能够降低蛋白质的溶解性 使蛋白质变为 而析出 特点 析出的蛋白质仍然有原来的活性 加水后仍能溶解 是 过程 属于物理变化 无机盐 沉淀 可逆 4 变性 过程 蛋白质在加热 紫外线 x射线 强酸 强碱 重金属盐以及一些有机化合物 如甲醛 酒精等 的作用下会改变理化性质和生理功能而生成沉淀 特点 蛋白质失去生理活性 是个 的过程 属于化学变化 不可逆 5 颜色反应 可用于检验蛋白质 紫色 变黄 3 蛋白质的结构 排列 顺序 肽链 三 酶1 酶的认识 活细胞 催化 蛋白质 2 酶的催化特点 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 四 核酸 细胞核 1 辨析下列说法的正误 1 氨基酸只含碳 氢 氧和氮四种元素 2 向蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液 有蛋白质固体析出 该过程为蛋白质的盐析 3 脱氧核糖核酸 dna 主要存在于真核细胞的细胞质中 4 硫酸铵溶液一定会使蛋白质发生盐析 5 可用灼烧的方法鉴别蚕丝和人造丝 答案解析 1 1 分析 大部分的氨基酸含有碳 氢 氧和氮四种元素 但是有些氨基酸还含有硫等元素 2 分析 硫酸铜溶液为重金属盐 加入蛋白质溶液中为蛋白质的变性 3 分析 脱氧核糖核酸 dna 主要存在于真核细胞的细胞核中 4 分析 浓硫酸铵溶液会使蛋白质溶解度减小而发生盐析 但稀溶液反而会增大蛋白质的溶解度 不会发生盐析 5 分析 蚕丝的主要成分是蛋白质 灼烧时有烧焦羽毛的气味 2 下列物质中属于氨基酸的是 解析 选d 氨基酸中既有 cooh又有 nh2 对照各选项只有d符合 c的分子中和氨基酸类似之处在于同一个碳原子上连有 nh2和 但羰基与羧基不同 没有酸性 所以c项不属于氨基酸 3 甘氨酸不能发生的反应是 a 酯化反应b 中和反应c 成肽反应d 水解反应 解析 选d 甘氨酸中含有氨基和羧基 可以发生成肽反应 羧基可以发生中和反应和酯化反应 甘氨酸中没有酯基 不能发生水解反应 4 下图表示蛋白质分子结构的一部分 图中标出了分子中不同的键 当蛋白质发生水解反应时 断裂的键是 a b c d 解析 选c 蛋白质水解时 肽键断裂 断键位置是 5 下列有关蛋白质的说法正确的是 a 人工方法不能合成具有生理活性的蛋白质b 蛋白质的变性是可逆过程c 蛋白质的盐析是可逆过程d 分离蛋白质和氯化钠的混合液常采用过滤的方法 解析 选c 我国人工合成了蛋白质 结晶牛胰岛素 说明蛋白质可以人工合成 蛋白质的变性是不可逆的 盐析是可逆的 分离蛋白质和氯化钠的混合液常采用渗析的方法 6 为保证加酶洗衣粉的效果 应注意 a 用沸水冲泡洗衣粉b 用含氯较高的自来水c 室温时 用软水溶解洗衣粉d 和其他洗涤剂混合使用 解析 选c 酶催化时 条件温和 不需要加热 同时酶的催化具有专一性 不需要与其他物质混合使用 7 下列说法正确的是 a 大多数的酶属于糖类b 蛋白质的二级结构决定其生物活性c 蛋白酶是蛋白质 它不仅可以催化蛋白质的水解反应 还可以催化淀粉的水解反应d 甘氨酸 h2n ch2 cooh 既有酸性 又有碱性 是最简单的氨基酸 解析 选d 大多数的酶是一种蛋白质 而不是糖类物质 a项错误 蛋白质的一级结构决定其生物活性 b项错误 酶的催化具有专一性 蛋白酶可以催化蛋白质的水解反应 不能催化淀粉的水解反应 c项错误 甘氨酸是最简单的氨基酸 d项正确 一 氨基酸的结构和性质1 氨基酸的结构特点 1 含有 nh2及 cooh 2 蛋白质水解得到的氨基酸 除甘氨酸外 其余都是手性分子 且都是l型 2 化学性质 1 两性 2 成肽反应 脱水缩合 两分子氨基酸脱水缩合形成二肽 分子间脱水成环 分子内脱水成环 同种氨基酸缩聚成高分子化合物 点拨 氨基酸的缩合机理及 成肽反应 和 酯化反应 的异同1 氨基酸的缩合机理 脱去一分子水后形成肽键 肽键可简写为 coonh 不能写成 chno 两者的连接方式不同 2 成肽反应 和 酯化反应 的异同 1 相同点 都属于取代反应 在反应中都是羧酸分子脱去羟基 2 不同点 成肽反应形成肽键 酯化反应形成酯基 微思考 1 氨基酸分子之间的成肽反应属于脱水反应 属于什么反应类型 提示 属于取代反应 2 甘氨酸分子和丙氨酸分子混合 最多可形成几种二肽 并写出二肽的结构简式 提示 4种 过关题组 1 2014 南京高二检测 青霉素是医学上一种常用的抗生素 在体内经酸性水解后 得到青霉氨基酸 其结构简式如图所示 分子中的 sh与 oh具有类似性质 下列关于青霉氨基酸的推断合理的是 a 青霉氨基酸分子属于 氨基酸b 青霉氨基酸只有酸性 没有碱性c 青霉氨基酸分子间能形成多肽d 1mol青霉氨基酸与足量的金属钠反应生成0 5molh2 解题指南 解答本题应注意以下两点 1 氨基酸既有酸性也有碱性 可发生成肽反应 2 sh与 oh具有类似性质 都能与钠反应产生氢气 解析 选c 青霉氨基酸分子属于 氨基酸 a项错误 青霉氨基酸既有氨基也有羧基 所以既具有碱性也具有酸性 b项错误 氨基和羧基可以发生成肽反应 生成多肽化合物 c项正确 青霉氨基酸中的巯基和羧基都能与钠反应产生氢气 所以1mol青霉氨基酸与足量的金属钠反应生成1molh2 d项错误 2 2014 泰安高二检测 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的化合物共有 a 4种b 3种c 2种d 1种 解析 选a 甘氨酸和甘氨酸 丙氨酸和丙氨酸自身形成的二肽各一种 两者交叉形成的二肽有两种 共四种 互动探究 1 1个青霉氨基酸分子中属于手性碳原子的有几个 提示 1个 只有氨基和羧基共同连接的碳原子是手性碳原子 2 题2中将甘氨酸和丙氨酸换为青霉氨基酸和丙氨酸 则在一定条件下发生缩合反应生成二肽的化合物共有多少种 提示 4种 换成另外两种氨基酸 得到的二肽产物仍为4种 变式训练 1 核黄素又称为维生素b2 可促进发育和细胞再生 有利于增进视力 减轻眼睛疲劳 核黄素分子的结构为 有关核黄素的下列说法中 不正确的是 a 该化合物的分子式为c17h22n4o6b 酸性条件下加热水解 有co2生成c 酸性条件下加热水解 所得溶液加碱后有nh3生成d 能发生酯化反应 解析 选a 该有机物的分子式为c17h20n4o6 a错 该有机物中有3个肽键 水解后可以产生co2和nh3 b c正确 分子中有羟基 可以发生酯化反应 d正确 2 一种二肽的结构简式为 合成这种二肽的氨基酸是 解析 选d 本题主要是考查成肽反应的断键 成键位置 所以 合成这种二肽的氨基酸应该是 二 蛋白质的性质1 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 2 渗析 盐析和变性的比较 3 三色 反应的比较 微思考 下面是由两种氨基酸分子间互相结合而成的蛋白质 试写出水解后两种产物的结构简式 提示 由于氨基在缩聚时生成的是 所以蛋白质水解时断裂的必是中的c n键 即 所以断键后生成物为和 过关题组 1 化合物a是天然蛋白质水解的最终产物 由碳 氢 氧 氮元素组成 两分子a脱水生成b和一分子水 b的相对分子质量为312 当与浓硝酸反应时显黄色 请完成下列问题 1 结构简式 a b 2 化合物c是某种分子式为c9h12的芳香烃硝化后的唯一取代产物 硝基连在苯环上 化合物c的结构简式为 解题指南 解答本题时要注意以下两点 1 天然蛋白质的水解产物都是 氨基酸 2 分子式是c9h12的芳香烃苯环上含有三个甲基时对称性最高 解析 1 a是天然蛋白质水解的最终产物 故a为 氨基酸 由2a b h2o 根据质量守恒定律 可知a的相对分子质量为 312 18 2 165 又因b与浓硝酸能发生颜色反应 因此b中含有苯环 则a中一定含有苯环 cooh nh2 165 77 45 16 27 剩余的为c2h3 故a b的结构简式分别为 2 题目中化合物c是某种分子式为c9h12的芳香烃硝化后的唯一取代产物 硝基连在苯环上 则原芳香烃为1 3 5 三甲基苯 答案 1 2 2014 淄博高二检测 下列说法中 正确的是 a 蛋白质既能与强酸反应又能与强碱反应b 任何结构的蛋白质遇浓硝酸 微热 都能变成黄色c 温度越高 酶对某些反应的催化效率越高d 用浓na2so4 cuso4溶液或浓硝酸溶液使蛋白质发生盐析 进而分离 提纯蛋白质 解析 选a 蛋白质具有两性 既能与强酸反应又能与强碱反应 a项正确 含苯环结构的蛋白质遇浓硝酸会变成黄色 b项错误 温度高时 酶会变性 使其催化效率降低 c项错误 cuso4溶液或浓硝酸溶液使蛋白质发生变性 无法提纯蛋白质 d项错误 互动探究 1 写出题1中物质a与盐酸反应后产物的结构简式 提示 2 写出题1中两分子物质a脱去两分子水形成的有机化合物的结构简式 提示 提分必备关键点 1 了解两种物质为两性 氨基酸和蛋白质 它们均既能与酸反应又能与碱反应 属于两性化合物 2 明确两种反应 氨基酸脱水缩合成肽反应可得到蛋白质 蛋白质水解可得到氨基酸 3 记住蛋白质的3种性质 一是盐析可恢复 二是变性不可逆 三是颜色反应 鉴别蛋白质 两紫一黄可应用 蛋白质的性质实验探究 真题判断 在括号内打 或 1 2014 海南高考 蛋白质水解的最终产物是多肽 分析 蛋白质水解的最终产物是氨基酸 2 2013 福建高考 糖类 油脂和蛋白质均可发生水解反应 分析 糖类中单糖不能发生水解反应 3 2013 广东高考 蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基 分析 蛋白质的水解产物是氨基酸 氨基酸的官能团是羧基和氨基 4 2013 浙江高考 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 分析 nh4 2so4溶液加入蛋白质溶液中出现沉淀 属于蛋白质的盐析 cuso4为重金属盐 可使蛋白质变性 5 2012 四川高考 服用铬含量超标的药用胶囊会对人体健康造成危害 分析 铬元素属于重金属元素 能使蛋白质变性 摄入量过多会使人中毒 案例探究 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 因此 它有两性 蛋白质在水中的溶解性不同 有的能溶于水 如鸡蛋白 有的难溶于水 如丝 毛等 蛋白质除了能水解为氨基酸外 还能发生盐析 变性和颜色反应等 为了证明蛋白质的以上性质 某化学实验小组做了以下实验 实验一 1 取一支试管注入2毫升的鸡蛋白溶液 慢慢地沿着试管壁加入2 4毫升硫酸铵稀溶液 无明显现象 2 取一支试管注入2毫升的鸡蛋白溶液 慢慢地沿着试管壁加入2 4毫升饱和硫酸铵溶液 便有乳白色的沉淀析出 3 将2毫升的带沉淀的溶液加入6 8毫升的蒸馏水中 沉淀逐渐溶解 实验二 1 取一支试管加入2毫升鸡蛋白溶液 把试管放在酒精灯上加热 看到的现象是鸡蛋白凝结 把凝结的鸡蛋白放入盛有蒸馏水的试管中 凝结的鸡蛋白不溶解 2 取一支试管加入2毫升鸡蛋白溶液 用滴管滴入重金属盐 如乙酸铅或硫酸铜等 试管中的鸡蛋白凝结 把凝结的鸡蛋白放入盛蒸馏水的试管中 凝结的鸡蛋白不溶解 3 取一支试管加入2毫升鸡蛋白溶液 用滴管加入2毫升的甲醛溶液 看到的现象是试管中的鸡蛋白凝结 把凝结的鸡蛋白放入盛蒸馏水的试管中 凝结的鸡蛋白不溶解 实验三 取一支试管加入1毫升的鸡蛋白溶液 用滴管滴入几滴浓硝酸 振荡 无明显现象 用酒精灯微热后 鸡蛋白凝结 变黄 请思考回答下列问题 1 轻金属盐 铵盐的溶液一定能使蛋白质溶液盐析吗 提示 不一定 由实验一的步骤1 2可知 只有轻金属盐或铵盐的浓溶液才能使蛋白质发生盐析 2 蛋白质的盐析是否影响了原来蛋白质的性质 提示 实验一中 盐析出的蛋白质仍然可以溶解在水中 说明蛋白质盐析后并不影响原来蛋白质的性质 3 由实验二分析使蛋白质变性的条件有哪些 提示 蛋白质变性的条件有受热 重金属盐以及一些有机化合物 如甲醛 苯甲酸等 4 由实验三可知蛋白质发生颜色反应的同时发生了什么变化 提示 由 鸡蛋白凝结 可知浓酸能使蛋白质变性 5 蛋白质的变性是否可逆 是否影响了原来蛋白质的性质 提示 蛋白质变性后 加水不再溶解 说明蛋白质的变性是不可逆的 蛋白质的性质发生了改变 6 根据实验的结论 请思考如何检验豆腐中蛋白质的存在 提示 滴加浓硝酸 微热后看到豆腐呈现黄色 说明豆腐中的蛋白质和浓硝酸发生了颜色反应 7 请思考怎样区别棉线和羊毛线 提示 棉线的成分主要是纤维素 羊毛线的成分是蛋白质 用灼烧的方法可以鉴别纤维素和蛋白质 蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味 探究归纳 蛋白质的鉴别和分离提纯方法1 鉴别方法 1 灼烧产生烧焦羽毛气味的是蛋白质 2 遇浓硝酸变性产生黄色不溶物的是蛋白质 3 磨浆过滤 取滤液 先加入naoh 再加入双缩脲试剂 出现紫色反应的是蛋白质 2 分离提纯方法 1 根据蛋白质分子形状和大小的不同来纯化蛋白质 蛋白质的一个主要特点是分子大 而且不同种类的蛋白质分子大小也不相等 由此可以用凝胶过滤法 超滤法 离心法及透析法等将蛋白质与其他小分子物质分离 也可将大小不同的蛋白质分离 2 根据蛋白质溶解度的不同来纯化蛋白质 蛋白质的溶解度受溶液的ph 离子强度 溶剂的电解质性质及温度等多种因素的影响 在同一特定条件下 不同的蛋白质有不同的溶解度 可通过盐溶与盐析 结晶 低温有机溶剂沉淀法达到分离的目的 3 根据蛋白质受物理 化学等作用因素的影响 变性 来纯化蛋白质 蛋白质易受ph 温度 酸碱 金属离子 蛋白质沉淀剂以及络合剂等的影响 由于各种蛋白质都存在差异 可利用这种差异来分离 纯化蛋白质 探究体验 1 蛋白质溶液中含杂质cl 有人用滴加agno3溶液的方法除cl 他这样做的错误是 正确除去其中cl