人教版选修5 第四章第三节　蛋白质和核酸 学案 (1).doc

第三节蛋白质和核酸学习目标：1.了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。2.了解二肽、多肽的概念。3.了解蛋白质的组成、结构和性质。4.认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。自 主 预 习探 新 知一、氨基酸的结构与性质1组成和结构(1)组成氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的h被氨基取代后的产物。(2)结构氨基酸的结构简式可表示为，其官能团为氨基(nh2)和羧基(cooh)。(3)常见的氨基酸俗名结构简式系统命名甘氨酸h2nch2cooh氨基乙酸丙氨酸氨基丙酸谷氨酸2氨基1，5戊二酸苯丙氨酸氨基苯丙酸2氨基酸的性质(1)物理性质颜色状态熔点溶解性水强酸或强碱乙醇、乙醚无色晶体较高大多数能溶能溶难溶(2)化学性质两性氨基酸分子中含有酸性官能团cooh和碱性官能团nh2，因此具有两性，可与酸、碱反应生成盐。a与盐酸的反应：b与氢氧化钠反应：成肽反应两个氨基酸分子，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的nh2和另一分子的cooh间脱去一分子水，缩合成含有肽键()的化合物的反应，称为成肽反应。例如：氨基酸二肽或多肽蛋白质微记忆：(1)天然蛋白质水解的最终产物都是氨基酸。(2)形成二肽的反应与酯化反应类似，都是取代反应，形成多肽和蛋白质的反应是缩聚反应。二、蛋白质的结构与性质1蛋白质的组成结构(1)组成元素：蛋白质中主要含有c、h、n、o等元素，属于天然有机高分子化合物。(2)四级结构2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氨基和羧基，侧链中也有酸性或碱性基团，因此，蛋白质既能与酸反应，又能与碱反应。(2)水解水解原理水解过程蛋白质多肽氨基酸。(3)盐析向蛋白质溶液中加入一定浓度的某些盐如na2so4、(nh4)2so4、nacl等溶液，使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象。盐析是一个可逆过程。(4)变性概念在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象影响因素物理因素加热、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、乙醇、福尔马林、丙酮等特点变性会使蛋白质的结构发生变化，使其失去生理活性，在水中不能重新溶解，是不可逆过程(5)颜色反应：分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸呈黄色。(6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。微点拨：(1)只有分子结构中含有苯环的蛋白质与浓硝酸才能发生颜色反应。(2)蛋白质的盐析是可逆的，为物理变化；蛋白质的变性是不可逆的，为化学变化。三、酶1概念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有机物，其中大多数是蛋白质。2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。微点拨：使用酶作催化剂时，反应温度不能过高，原因是高温下蛋白质变性，酶失去催化活性。四、核酸1概念核酸是一类含磷的生物高分子化合物。 2分类基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)氨基酸既能与强酸反应，也能与强碱反应。()(2)蛋白质水解的最终产物都是氨基酸。()(3)蛋白质遇浓硝酸都会显黄色。()(4)医疗器械的高温消毒的实质是蛋白质的变性。()(5)酶的催化作用是温度越高越好。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)2下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是 ()a蚕丝、羊毛、病毒等主要成分都是蛋白质b蛋白质溶液中加入饱和(nh4)2so4溶液，蛋白质析出，虽再加水，也不溶解c重金属盐能使蛋白质凝结d浓硝酸使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应b蛋白质中加入(nh4)2so4溶液后产生盐析，加水后，蛋白质又继续溶解。3一种二肽的结构简式为，合成这种二肽的氨基酸是() d由二肽结构可知，它是两分子氨基酸脱水形成的，从肽键入手可分析出两氨基酸的分子结构分别是：和。合 作 探 究攻 重 难氨基酸的成肽反应典例1某物质的球棍模型如图所示：(1)下列关于该物质的说法不正确的是()a该物质的结构简式如图所示b该物质可以发生加成反应c该物质为两性化合物d该物质可以聚合成高分子化合物(2)该有机物两分子反应可以写成的有机物的结构简式为_。(3)该物质与的关系为_。【解析】由球棍模型可知该物质的结构简式为，它是苯丙氨酸，该氨基酸可以发生加成反应，是两性化合物，能发生聚合反应生成二肽或多肽。该有机物两分子反应可生成链状化合物二肽，也可生成环状化合物。该物质的分子式为c9h11o2n，它与分子式相同，结构不同，互为同分异构体。【答案】(1)a(3)同分异构体成肽反应1二肽的形成氨基酸分子的羧基与另外1个氨基酸分子的氨基脱水形成肽键(与酯化反应类似)，根据参与反应的羧基或氨基的不同可形成多种二肽。如谷氨酸与谷氨酸之间形成两种二肽；甘氨酸与丙氨酸可形成4种二肽：2分子间或分子内脱水成环3氨基酸分子缩聚成高分子化合物对点训练1据杂志报道，美国的科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。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半胱氨酸既能跟强酸反应又能跟强碱反应c半胱氨酸不能与naoh溶液反应放出碱性气体d两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为da项，半胱氨酸可以看作是hsch2ch2cooh中碳原子上的氢原子被氨基取代的产物，是氨基酸；b项，半胱氨酸既含有羧基又含有氨基，既能跟强碱反应又能跟强酸反应；c项，半胱氨酸与naoh溶液反应只能生成半胱氨酸钠，不能生成氨气；d项，两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式应为。蛋白质的性质典例2(1)高温杀菌的原理是利用_。(2)使用浓硝酸时不慎溅到皮肤上，皮肤发黄的原因是_。(3)鉴别蛋白质和食盐溶液的方法是_。(4)分离和提纯蛋白质的方法是_。【解析】(1)高温可使蛋白质变性。(2)浓硝酸与蛋白质发生颜色反应。(3)可利用蛋白质的盐析鉴别蛋白质。(4)分离提纯蛋白质的方法是盐析。【答案】(1)蛋白质的变性(2)浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应(3)加入饱和(nh4)2so4溶液，有固体析出的是蛋白质(4)盐析蛋白质的性质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如下：2盐析和变性的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加热、强酸、强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、铝等轻金属盐或铵盐的浓溶液加热、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对点训练2下列关于蛋白质的叙述中正确的是 ()蛋白质溶液中加入(nh4)2so4可以提纯蛋白质；温度越高，酶的催化效率越高；任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色；蛋白质水解的最终产物都是氨基酸；蛋白质分子能透过半透膜；人造丝和蚕丝都是蛋白质；蛋白质的一级结构是肽键按一定规律卷曲或折叠。abcdb当 堂 达 标固 双 基1下列物质中既能与盐酸反应，又能与naoh溶液反应的是()nahco3(nh4)2sal(oh)3nh4clh2nch2coohch3coohabcddnahco3是酸式盐，既能和naoh反应，又能和盐酸反应，故符合题意；(nh4)2s能和盐酸反应生成硫化氢，和氢氧化钠反应生成氨气，故符合题意；是两性氢氧化物，既能跟酸反应又能跟碱反应，故符合题意；只能跟碱反应生成氨气，故不符合题意；cooh显酸性，nh2显碱性，符合题意；只能和碱反应生成盐，故不符合题意。2甘氨酸在naoh溶液中存在的形式是()ah2nch2coonabh2nch2coohcdh2nch2cood在naoh溶液中甘氨酸分子中的羧基与氢氧根离子发生中和反应。3下列说法错误的是 () a鸡蛋清和淀粉可以用浓硝酸鉴别 b核酸是高分子化合物c分子式为c5h8o2，既与碳酸钠溶液反应又与溴的四氯化碳溶液反应的有机物有8种d乳酸薄荷醇酯()仅能发生水解、氧化、消去反应d鸡蛋清遇浓硝酸显黄色，可以鉴别，a正确；b正确；能与na2co3溶液反应生成co2，说明此分子中含有羧基，能与溴的四氯化碳溶液反应说明此分子含有碳碳双键，根据碳链异构和双键、羧基官能团异构可得有8种同分异构体，分别为hoocch=chch2ch3、hoocch2ch=chch3、ch2=chch2ch2cooh、，c正确；含cooc可发生水解，含oh可发生氧化、消去、酯化反应，且含oh能与na反应等，则除水解、氧化 、消去反应外，还可发生置换反应、酯化反应，d错误。4下列说法正确的是 ()a将(nh4)2so4溶液加入蛋白质溶液，出现沉淀，表明可使蛋白质变性b糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应c向蛋白质溶液中滴加cuso4溶液，有固体析出，说明蛋白质发生盐析d酒精能使蛋白质变性，可用于杀菌消毒d(1)物理因素使蛋白质变性，发生的是化学变化。(2)蛋白质溶液是胶体，与盐溶液作用发生凝聚。(3)酶是蛋白质，温度高，蛋白质发生变性，因此，并不是温度越高，酶的催化效果越好。 5市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物的汗渍、血迹及人本身排放的蛋白质、油渍遇到它，都能水解而被除去，下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是()棉织品毛织品腈纶制品蚕丝制品涤纶制品锦纶制品abcdb加酶洗衣粉中加入的少量碱性蛋白酶能使蛋白质水解而被除去，因此，主要成分为蛋白质的毛织品和蚕丝制品，不能用加酶洗衣粉洗涤。6有一分子式为c8h14n2o5的二肽，经水解得丙氨酸和另一种氨基酸x，则x的化学式可能是() ac3h7no3bc5h9no4cc5h11no5dc5h7no4b水解方程式为c8h14n2o5h2ox，根据质量守恒可得x的化学式。7(1)有机物a的分子式为c3h7o2n，有机物b的分子式为c3h9o2n，这两种有机物分子中都有一个与碳原子连接的甲基，它们都能与naoh溶液反应，也都能与盐