《氨基酸 蛋白质 核酸》教案1.doc

氨基酸 蛋白质 核酸教案要点掌握氨基酸的结构与性质。蛋白质的化学性质。核酸简介。核心知识氨基酸分子中存在氨基和羧基，所以具有两性。二肽的结构中只有一个肽键。盐析可逆，变性不可逆。教学过程氨基酸的分子结构()羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物的化合物称为氨基酸，氨基酸的官能团是氨基和羧基。组成蛋白质的氨基酸几乎都是氨基酸，它们的结构简式的通式可表示为。()几种常见的氨基酸甘氨酸：，丙氨酸：，苯丙氨酸：，谷氨酸：。【例】多巴胺(如下图所示)是一种有机物，它可用于帕金森综合征的治疗，这种药物的研制是基于获得年诺贝尔生理学或医学奖和年诺贝尔化学奖的研究成果。下列关于多巴胺酸碱性的叙述正确的是( )既没有酸性，又没有碱性既具有酸性，又具有碱性只有酸性，没有碱性只有碱性，没有酸性解析：在氨基酸、蛋白质的分子中因含和，故既可与酸发生中和反应，又可与碱发生中和反应。答案：点拨：本题依据有机物的结构推测其具有的性质。通过本题的分析解答，应明确，解答此类题目的关键是分析并找出其结构中含有的官能团；同时还要注重有关知识的归纳总结，如能与强碱、强酸都反应的物质类别等。氨基酸的性质氨基酸的性质，要抓住两性特点，在氨基酸分子中含有碱性的氨基和酸性的羧基，具有两性。()碱性氨基酸可以跟酸生成铵盐(氨基酸为阳离子)()酸性氨基酸还可以跟碱反应生成羧酸盐(氨基酸为阴离子)()缩合反应一个氨基酸分子中的羧基与另一个氨基酸分子中的氨基能够缩合失水，形成的缩合产物叫二肽。二肽继续与氨基酸发生缩合反水反应，形成三肽、四肽等。两种不同的氨基酸可形成四种不同的链状二肽。【例】某细菌能产生一种“毒性肽”，其化学式为，已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸：甘氨酸、丙氨酸()、苯丙氨酸()和谷氨酸()。()上述四种氨基酸可用通式表示，它们的共同特点是。()多肽中连结两个氨基酸之间的键是，结构表示为。()氨基酸结合形成多肽的方式是，该多肽是肽。()该多肽水解后有个谷氨酸，个苯丙氨酸(填数字)。解析：本题为一道与蛋白质有关的综合性题目，纵观四种氨基酸的结构式可以看出，每个氨基酸只含有一个原子，而该多肽含有个原子，因此该多肽是由个氨基酸缩合形成的，属于肽。设甘氨酸数为，丙氨酸为，苯丙氨酸为，谷氨酸为，则根据原子数平衡，可得到如下四个方程：2a9c，5a11c，2a2c，解方程组可得，。答案： ()()都至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上()肽键 ()脱水缩合 () 。【例】现有一种蛋白质水解的中间产物十肽，用表示，其分子式为86C，完全水解可以得到以下种氨基酸：(甘氨酸)(敕氨酸)(谷氨酸)(苯丙氨酸)。试通过计算(或推理)确定四种氨基酸的个数。解析：()若肽分子中没有谷氨酸，则原子数比肽数的倍多；肽分子中若没有赖氨酸，则原子数等于肽数。若肽分子中每增加一个谷氨酸就增加两个原子，每增加一个赖氨酸就增加一个原子。那么，肽分子中的赖氨酸数目为：，肽分子中的谷氨酸数目为；()求甘氨酸和苯丙氨酸个数用残基法：2C3C，是个氨基酸的总式，讨论可知个甘氨酸，个苯丙氨酸符合题意(也可以有不饱和度法求出苯丙氨酸)。答案：四种氨基酸按题给顺序分别是、个。蛋白质的性质()定义：蛋白质就是由不同的氨基酸互相结合而形成的高分子化合物(天然蛋白质所含的都是氨基酸)。()分子结构特点：不同的氨基酸通过肽键()构成的高分子化合物()性质溶于水时形成蛋白质溶液具有胶体性质。水解反应：蛋白质在酸、碱或酶作用下水解，最终产物为氨基酸，水解时断键的位置是肽键：，如水解可得到、四种氨基酸。蛋白质仍然具有两性，能跟强酸强碱反应。盐析：在蛋白质的溶液中加入某些浓的无机盐溶液，使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出。盐析是物理过程，不属于发现变化，不影响蛋白质的化学性质。变性：在酸、碱、重金属盐、酒精、甲醛、苯酚、紫外光照射、加热等作用下，蛋白质性质发生改变而凝结析出。变性是化学变化，蛋白质失去原来的生理活性。颜色反应：蛋白质与许多试剂可发生颜色反应如分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸呈黄色。灼烧时产生烧焦羽毛的气体。颜色反应和灼烧的方法鉴别蛋白质。()蛋白质的用途蛋白质是组成生物体的基础物质，人类必需的营养物质；蛋白质是重要的工业原料：动物的毛、蚕丝可做纺织原料；动物的皮可制皮革；动物的骨、皮、蹄可制动物胶(如白明胶、阿胶)；牛奶中提取的酪素可制酪素塑料。【易错点解析】误解：对于蛋白质的两个重要的性质的区别以及形成条件混淆不清。探析：蛋白质的盐析、变性比较盐析变性概念蛋白质在某些盐的浓溶液中溶解度降低而析出蛋白质在热、酸、碱等条件下性质发生改变而凝结起来特征可逆不可逆实质溶解度降低，物理变化结构、性质改变，化学变化条件碱金属、镁、铝等轻金属盐的浓溶液及铵盐加热、强酸、强碱、强氧化剂、紫外线重金属盐、苯酚、甲醛、乙醇等用途提纯蛋白质杀菌消毒【例】将淀粉浆和淀粉酶的混合物放入玻璃纸袋中，扎好袋口，浸入流动的温水中，相当一段时间后，取袋内液体分别与碘水、新制()(加热)和浓(微热)作用，其现象是( )呈蓝色，无现象，显黄色显蓝色，红色沉淀，无现象无现象，变黑色，显黄色无现象，红色沉淀，无现象答案：解析：本体主要考查酶对淀粉的催化作用以及水解后产物性质的掌握，淀粉浆在淀粉酶的作用下水解生成葡萄糖而透过半透膜进入温水中，淀粉酶仍留在半透膜内，因而袋中液体只含有淀粉酶这一种物质，且它属于蛋白质。实际上是个蛋白质分离问题的变形。【例】()在少量鸡蛋清溶液中加足量纯净水，振荡，观察到鸡蛋清(填“可”或“不可”)溶于水；()在鸡蛋清中加浓硫酸钠溶液，观察到鸡蛋清(填“可”或“不可”)溶于硫酸钠溶液； ()在鸡蛋清中加乙酸铅溶液，观察到的现象；()在鸡蛋清中加浓硝酸，微热，观察到的现象；()给鸡蛋清溶液加热，可看到的现象。答案：()可()不可()白色沉淀()黄色沉淀()白色沉淀解析：本题考查了对蛋白质的盐析和变性两个性质的掌握，第()问是盐析，若在此基础上加水，则鸡蛋清溶解，说明盐析可逆；()、()、()是变性，()是重金属影响；()是强酸；()是加热，但()和()发生了化学反应，()发生的物理变化。【例】现有有机物，是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示：的分子结构中不存在甲基()。一定条件下，两分子发生缩合反应生成和一分子水，的分子量为。分子间还可以通过缩聚反应得到。()请将、和的结构简式填入相应的方框中。缩聚反应 缩合反应(高聚物) ()已知氨基酸在水溶液中存在如下平衡：现有的水溶液，若向其中加入盐酸，则平衡向方向移动；有机物的浓度增大。若向溶液中加入溶液，则平衡向方向移动；有机物的浓度增大。解析：本题考查了蛋白质的水解反应和芳香烃的硝化反应，解此题时需通过二肽的生成确定氨基酸的分子式，通过残基思想确定结构简式，根据氨基酸与硝基化合物可能互为同分异构体，推出硝基化合物的结构简式。()第一步：根据“两分子发生缩合反应生成和一分子水”，确定的分子量为：()。第二步：利用残基思想确定的结构：在式量中含一个，一个，残基式量为；利用商余法处理残基，即；由于严重缺，首想含苯环(稳定)；根据收敛条件知为氨基酸，且无。从而写出的结构简式为： ，分子式为。根据缩合反应机理确定，过程如下： 根据缩聚反应机理确定，过程如下： ()根据氨基酸的结构特点，分析在水溶液中的电离情况：加入酸溶液平衡向碱式电离的方向移动。所以答案为：右，。加入碱溶液平衡向酸式电离的方向移动。模仿信息，确定产物。所以答案为：左。答案：见解析。酶()酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质。()酶作催化剂的特点是：酶对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的新陈代谢反应具有很强的催化作用。酶的催化作用具有以下特点：条件温和、不需加热。在接近体温和接近中性的条件下，酶就可以起作用。在3050之间酶的活性最强，超过适宜的温度时，酶将失去活性。具有高度专一性。如蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应；淀粉酶只对淀粉起催化作用。具有高效催化作用。酶催化的化学反应速率，比普通催化剂高倍。【例】某酒厂所生产的啤酒，放置久了则产生沉淀，使酒浑浊，造成产品积压滞销。经化验，得知沉淀是蛋白质。为了解决这一问题，提出了两种方案。甲：在酒中加入少量蛋白酶；乙：在酒中加入少量氨基酸氧化酶。请评价这两种方案：()方案合理，原因是；()方案不合理，原因是。答案：()甲蛋白酶能水解蛋白质，这样既能消除沉淀，又保存营养成分()乙氨基酸氧化酶不能水解蛋白质，不能消除沉淀，还会分解营养成分氨基酸解析：此酒厂所生产的酒，放置久了产生沉淀物蛋白质、说明酒中存在氨基酸这种营养物质。如果加入少量蛋白酶，由于酶具有专一性，所以既能水解蛋白质、消除沉淀，又不破坏酒中原有的氨基酸。而如果加入氨基酸氧化酶，不但不能水解蛋白质、消除沉淀，又会氧化分解氨基酸，降低啤酒品质。核酸()核酸是一类含磷的生物高分子化合物，一般有几千到几万个原子构成，相对分子质量可达到十几万至几百万。因最早由细胞核中分离得到，而且具有酸性而得名。()分类脱氧核糖核酸()核糖核酸()()生理功能大量存在于细胞核中，是生物遗传信息的载体。在分子中四种碱基的排列顺序即为生物体的遗传密码；生物种类的差异，也是因为四种碱基的排列方式不同而产生的。主要存在于细胞质中，根据提供的信息控制体内蛋白质的合成。【例】核糖结构简式为()和脱氧核糖结构简式为 ()是人类生命活动中不可缺少的物质，在一定条件下它们都能发生反应的是氧化 还原 酯化 水解 加成 中和( )解析：核糖中有醛基，可以发生氧化反应，生成羧基，可以被还原成醇羟基，核糖中有醇羟基，可以发生酯化反应，醛基可以与氢气加成，但是不能发生水解反应和中和反应。答案：【知识点击】盐析与变性蛋白质的盐析、变性比较变化盐析变性含义蛋白质溶液因加入浓无机盐溶液而引起蛋白质溶解度下降在某些条件下蛋白质的溶解度及其他性质所发生的不可逆变化，例如凝聚、丧失生理活性等变化类型物理变化化学变化变化过程可逆不可逆用途分离、提纯蛋白质杀菌、消毒等【例】下列关于蛋白质的说法正确的是( )蛋白质是多种氨基酸加聚而生成的天然高分子化合物通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性浓的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思路分析：氨基酸生成蛋白质发生的是缩去水分子的缩聚反应而不是加聚反应，故项错误。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生理活性(死亡)，故项正确。盐析不能使蛋白质变性，故项错误。“人造丝”的成分是纤维素，灼烧没有烧焦羽毛气味，故正确。答案：点拨：掌握蛋白质的两个性质的区别以及它们的发生条件。典例分析【例】下列关于蛋白质的叙述中不正确的是( )蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质析出，如再加水也不溶解蛋白质中的蛋白质分子能透过滤纸，但不能透过半透膜重金属盐使蛋白质变性，所以吞服“钡餐”会引起中毒浓硝酸溅在皮肤上，能使皮肤呈黄色是因为蛋白质和浓硝酸发生反应解析：属于盐析，析出的蛋白质的性质并未变化，加水仍可溶解故错；蛋白质遇可溶性的重金属盐会变性，而钡餐中的是不溶的，故不会引起中毒，即错。答案：【例】年的诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙切哈诺夫、阿夫拉姆赫什科和美国科学家欧文罗斯，以表彰他们发现了泛素调节蛋白质水解。关于蛋白质的组成与性质的叙述正确的是( )蛋白质在酶的作用下水解的最终产物为氨基酸向蛋白质溶液中加入()浓溶液，会使其变性天然蛋白质仅由碳、氢、氧、氮四种元素组成氨基酸和蛋白质都是只能和碱反应的酸性物质解析：白质是由氨基酸通过分子间脱水成肽键而形成的高分子化合物，所以它水解的最终产物为氨基酸。由于硫酸铵为轻金属的盐类，所以它只能使蛋白质盐析，而不能使蛋白质变性。天然蛋白质除含、外，还含有硫、磷等元素。氨基酸和蛋白质分子内都既含有氨基又含有羧基，它们是两性化合物，所以既能与酸反应，又能与碱反应。答案：【例】天然蛋白质遇浓显黄色，水解产物中含有：由、四种元素组成，能与烧碱溶液反应。一定条件下，两分子发生缩合反应生成和一分子水，的相对分子质量量为。据此推断和的结构简式。解析：()由水解产物逆推的相对分子质量。 所以。()由题给信息知：分子中应含有苯环、羧基、氨基，另外天然蛋白质水解成氨基酸。设的结构简式为。则()，则。即为，为。答案：详细见解析。课堂练习生物体内氧化所产生的代谢水的质量，不同的物质有所不同，最高者每氧化1g该物质可产生水。骆驼体内贮存有大量该物质，故多天不喝水也能照常活动，该物质是( )蛋白质脂肪葡萄糖肝糖元有关蛋白质的叙述正确的是( )蛋白质溶液中，加入浓的硫酸铵溶液有沉淀析出，加水后沉淀不溶解蛋白质水解的最后产物是氨基酸蛋白质的分子能透过半透膜蛋白质跟浓盐酸作用时呈黄色年瑞典科学家发现，某些高温油炸食品中含有一定量的(丙烯酰胺)。食品中过量的丙烯酰胺可能引起令人不安的食品安全问题。关于丙烯酰胺，下列叙述中正确的是( )能使酸性溶液褪色能发生加聚反应生成高分子化合物只有种同分异构体能与氢气发生加成反应图表示蛋白质结构的一部分，图中、标示了分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是( )误食重金属盐会引起中毒，下列急救方法不能用于解毒的是()立即喝大量的食盐水立即喝大量牛奶立即喝大量的豆浆立即喝大量蛋清下列说法中错误的是()在豆浆中加入少量的石膏，能使豆浆凝结为豆腐温度越高，酶的催化效率越高用灼烧的方法可以鉴别毛织物和棉织物浓使皮肤呈黄色是由于浓与蛋白质发生了颜色反应分离、提纯蛋白质的方法是 ()蒸发渗析过滤多次盐析下列物质可以使蛋白质变性的是()福尔马林酒精高锰酸钾溶液硫酸铵硫酸铜双氧水硝酸除外除外除外已知能电离出和，能和结合生成。当把晶体丙氨酸溶于水，处于电离平衡状态时，并使溶液呈强碱性，则存在最多的粒子是()下列化合物中，既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠反应的是()氨基乙酸碳酸氢钠氯化铝苯酚钠下列物质中与甘氨酸互为同系物的是；互为同分异构体的是。含有氨基()的化合物通常能够与盐酸反应，生成盐酸盐。如：(代表烷基、苯基等)。现有两种化合物和，它们互为同分异构体。已知：它们都是对位二取代苯；它们的相对分子质量都是；既能被溶液中和，又可以跟盐酸成盐，但不能与溶液发生显色反应；既不能被溶液中和，也不能跟盐酸成盐；它们的组成元素只可能是、中的几种。请按要求填空：()和的分子式是。()的结构简式是；的结构简式是。某酒厂所生产的啤酒，放置久了则产生沉淀，使酒浑浊，造成产品积压滞销。经化验，得知沉淀是蛋白质。为了解决这一问题，提出了两种方案。甲：在酒中加入少量蛋白酶；乙：在酒中加入少量氨基酸氧化酶。请评价这两种方案：()方案合理，原因是；()方案不合理，原因是。某天然高聚物的水溶液加热会凝结，一定条件下发生水解，产物之一是生命所需的重要组成物质。经测定：的相对分子质量不超过，其中氧元素所占质量分数约为；等物质的量的分别与、充分反应，消耗两者的物质的量之比为；分子中不含“”基团，在一定条件下发生消去反应可得两种不同产物。()的摩尔质量为。()中能发生酯化反应的官能团是(填“官能团的名称”)；一定条件下个分子发生聚合，脱去()个水分子，生成与不属于同一类别另一种高聚物。该高聚物的结构简式为。()与含有相同官能团的同分异构体有多种，写出其中氧化产物能发生银镜反应，且分子结构中不含甲基的所有异构体的结构简式：。从蛋白质水解产物中分离出一种氨基酸，经分析分子中只含有个氮原子。 此种氨基酸完全燃烧生成 (标准状况)，求该氨基酸的含氮量和相对分子质量。若 该氨基酸恰好和 ()溶液中和。试写出其结构简式。【参考答案及解析】【解析】生物氧化有机物生成的水，是由有机物中脱下的氢与氧结合而成。因此，相同质量的有机物氧化生成的水的多少，与该有机物含氢元素的量有关，氢元素含量比例越高，有机物氧化后生成的水越多。其中脂肪中氢元素的含量最高。所以，氧化上述相同质量的四种物质，脂肪被氧化后生成的水最多。【解析】蛋白质中加入浓的铵盐产生沉淀，加水后能够再溶解，不正确；蛋白质水解的最终产物是氨基酸，正确；蛋白质为高分子化合物，分子直径较大，不能透过半透膜，不正确；蛋白质与浓硝酸能发生颜色反应，而不是浓盐酸，不正确。【解析】丙烯酰胺分子中，含有碳碳双键，所以能被酸性高锰酸钾溶液氧化，能发生加聚反应，能与氢气加成反应。【解析】氨基酸缩聚成蛋白质时，形成“肽键”；蛋白质发生水解时，也是“肽键”断裂；肽键为“”。【解析】牛奶、豆浆、蛋清均为蛋白质，立即服用，可以减轻重金属盐对人体蛋白质的凝结作用，起到解毒的效果。【解析】在豆浆中加入少量的会使豆浆中的蛋白质凝结；酶作为催化剂时的适宜温度一般为3050，温度过高或过低均不能使催化剂的活性最大；棉织物是纤维素，灼烧时没有烧焦羽毛的气味。【解析】蛋白质是大分子，粒子直径在胶体范围内，可采用渗析的方法分离。根据蛋白质在饱和盐溶液中溶解度减小而析出的性质，采用多次盐析的方法提纯蛋白质。【解析】能够使蛋白质变性的物质有：重金属盐、强氧化剂、强酸、强碱、乙醇、甲醛等物质。【解析】氨基酸在水中有如下电离平衡：当加碱时，平衡右移，氨基酸主要以形式存在。【解析】既能与强酸，又能与强碱反应的物质的总结：单