高中化学 3.2.4蛋白质和氨基酸课件 苏教版.ppt

第4课时蛋白质和氨基酸 1 了解蛋白质的组成和主要性质 2 了解蛋白质在日常生活中的应用 3 了解氨基酸的结构特点 一 蛋白质1 存在 蛋白质是组成 的基础物质 如动物的肌肉 毛皮 血液 乳汁 酶 血红蛋白 细菌 病毒 抗体等物质中都富含蛋白质 2 组成特点 细胞 3 性质 1 盐析 nh4 2so4 na2so4 溶解度降低 重新溶解 无机盐 2 变性 3 水解反应 蛋白质 性质 凝聚 生理活性 氨基酸 二 氨基酸1 结构特点 1 官能团 羧基 和氨基 2 氨基酸结构 通式 特点 氨基酸分子氨基连接在离羧基最近的碳原子上 cooh nh2 2 几种常见的氨基酸的结构简式 1 甘氨酸 氨基乙酸 2 丙氨酸 氨基丙酸 3 谷氨酸 氨基戊二酸 3 性质 在一定条件下氨基酸之间能够合成 构成 h2n ch2 cooh 多肽 蛋白质 三 酶 1 化学本质 具有催化作用的一类 2 催化特点 1 条件 2 具有很强的 性 3 具有很强的催化效能 催化反应速率大 蛋白质 温和 专一 思考辨析 1 判断正误 1 蛋白质与糖类 油脂的组成元素相同 完全燃烧只产生co2和h2o 分析 蛋白质的主要组成元素为c h o 还含有n s p 因此其组成元素与糖类 油脂不同 完全燃烧后除co2和h2o外 还有其他物质生成 2 淀粉 纤维素 油脂和蛋白质都属于天然高分子化合物 分析 油脂的相对分子质量达不到高分子化合物的大小 故油脂不属于天然高分子化合物 3 利用渗析可以除去蛋白质溶液中的离子或小分子 分析 蛋白质分子直径很大 达到了胶体颗粒的大小 因此蛋白质溶液具有胶体的性质 不能透过半透膜 而离子或小分子能够透过半透膜 故利用渗析可以达到分离的目的 4 可用灼烧的方法鉴别蚕丝和人造丝 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 问题思考 1 不小心误服可溶性重金属盐中毒后应如何处理 分析 误服重金属盐会使人体内组织中的蛋白质变性而中毒 如果立即服用大量鲜牛奶 蛋清或豆浆 可使重金属跟牛奶 蛋清 豆浆中的蛋白质发生变性作用 从而减轻重金属对人体的危害 2 为什么医院里对一些医疗器械进行高温蒸煮 对患者住过的床铺会进行紫外线照射等方法来进行消毒 分析 高温 紫外线照射等能使蛋白质发生变性 从而达到杀菌消毒的目的 知识链接 血红蛋白高等生物体内负责运载氧的一种蛋白质 是使血液呈红色的蛋白质 酶酶是一种生物催化剂 绝大多数酶的化学本质是蛋白质 所有的酶都含有c h o n四种元素 生物体内含有千百种酶 它们支配着生物的新陈代谢 营养和能量转换等许多催化过程 与生命过程关系密切的反应大多是酶催化反应 一 蛋白质的变性和盐析的比较 知识备选 氨基酸的化学性质以及与蛋白质 肽之间的相互转化关系1 氨基酸的化学性质 1 双重电离平衡表现两性 既与酸反应 又与碱反应 h2n ch2 cooh hcl h3n ch2cooh cl h2n ch2 cooh naoh h2n ch2 coo na h2o 2 分子间的缩合反应 一个氨基酸分子中的羧基可以跟另一个氨基酸分子中的氨基反应 按羧基脱羟基 氨基脱氢的反应机理 脱去一个水分子而形成酰胺基 即肽键 如甘氨酸缩合成二肽 这样连续不断缩合下去 就形成多肽化合物 蛋白质就是由许多种氨基酸通过肽键连接而成的高分子化合物 3 氨基酸分子中的羧基可以和醇发生酯化反应 如 2 蛋白质 多肽 氨基酸之间的转化关系 蛋白质多肽二肽 氨基酸多肽 二肽 蛋白质分子中均存在 nh2 与 cooh 两种官能团 所以均具有两性 水解缩聚 水解缩合 水解缩合 学而后思 1 福尔马林 甲醛的水溶液 为何可以用来保存动物标本 提示 甲醛可使细胞中的蛋白凝固 失去活性 同时甲醛溶液可杀灭微生物 避免微生物在动物标本上的繁殖 所以可以做到长时间地保存动物标本 2 游泳池常用4 的硫酸铜溶液进行杀菌消毒 其原理是什么 提示 硫酸铜属于重金属盐 能使细菌蛋白质凝固而死亡 从而达到杀菌消毒的目的 二 常见有机物的特性1 水溶性 2 密度 3 燃烧 4 官能团的特点 学而后思 1 常见的有机化合物中哪些能使溴水褪色 褪色的原理是什么 提示 不饱和烃如乙烯 油脂 植物油 中含碳碳不饱和键 能与溴水发生加成反应 使溴水褪色 2 只用一种试剂如何鉴别乙醇 苯 硝基苯 提示 加水 乙醇和水互溶 苯和水混合分层 上层是油状液体苯 硝基苯和水混合分层 下层是油状液体硝基苯 类型一蛋白质和氨基酸的性质 典例 蛋白质在人体内的变化过程可以简单地表示如下 试回答下列问题 1 步骤 的反应类型是 2 经过步骤 得到的有机物为 氨基酸 a 的分子式为c3h7no2s 结构测定 a中有5种不同化学环境的氢原子 而且分子结构中含有巯基 sh 巯基的酸性比较强 a的结构简式为 写出a燃烧生成co2 h2o so2和n2的化学方程式 写出a与强碱反应的离子方程式 3 尿素是人体蛋白质代谢的最终产物 已知某种蛋白质里氮元素的质量分数为15 某成年人甲仅从食物中摄取蛋白质 经新陈代谢后 氮元素又完全变成尿素排出体外 测得甲每天排出尿素为25g 则甲每天需从食物里摄取的蛋白质至少有 尿素分子式 co nh2 2 g 4 已知尿素的结构简式为 请写出一种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式 解题指南 解答本题要注意以下3点 1 官能团决定物质的性质 氨基酸中含有羧基和氨基 因此具有酸性和碱性 2 有机物分子中有几种不同的氢 就有几种不同化学环境的氢原子 3 根据氮元素守恒 可以列出蛋白质和尿素之间的关系式 解析 1 蛋白质在胃蛋白酶和胰蛋白酶的作用下发生水解反应 生成各种氨基酸 生成的氨基酸被重新吸收发生缩聚反应又合成各种人体所需要的蛋白质 所以步骤 为水解反应 步骤 为缩聚反应 2 分子式为c3h7no2s含有巯基 sh 的 氨基酸分子中可能有如下两种结构 前者分子结构中有4种不同化学环境的氢原子 后者有5种不同化学环境的氢原子 所以a的结构应为后者 由于巯基具有较强酸性 所以1mola能够和2molnaoh反应 3 设每天需从食物里摄取的蛋白质的质量至少为x 根据氮元素守恒 则有解得 x 77 8g 4 含有碳氧双键的尿素 的同分异构体为 或nh4n c o 答案 1 水解反应 或取代反应 2 4c3h7no2s 19o212co2 14h2o 4so2 2n2 3 77 8 4 或nh4n c o 名师点评 讲解本题时应注意以下3点 1 让学生明确由于蛋白质是链状的分子 其多肽链两端仍然具有氨基和羧基 与氨基酸相似 具有两性 2 从熟悉的酯的水解迁移至蛋白质水解反应 关注官能团的变化 体会 类比 迁移 在学习中的重要性 3 补充蛋白质的胶体性质 变式训练 下列关于蛋白质溶液的叙述不正确的是 a 通过盐析作用从溶液中析出的蛋白质仍能溶解于水b 蛋白质溶液在酸 碱作用下的性质变化是可逆的c 蛋白质溶液都会发生电泳现象d 酶的本质是蛋白质 是一种生物催化剂 解析 选b 盐析是可逆的过程 故a正确 蛋白质的变性过程是不可逆的 故b错误 蛋白质分子直径很大 达到了胶体颗粒的大小 因此蛋白质溶液具有胶体的性质 会发生电泳现象 故c正确 酶是一类具有催化作用的蛋白质 故d正确 变式备选 下列有关蛋白质的性质或应用的说法不正确的是 a 盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性b 淀粉 蛋白质完全水解的产物互为同分异构体c 蚕丝 羊毛的主要成分都是蛋白质d 加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性 解析 选b a项 盐析是提纯蛋白质的一种方法 而且不影响蛋白质的生理活性 正确 b项 淀粉属于糖类 完全水解生成葡萄糖 蛋白质完全水解生成氨基酸 两者的产物不可能是同分异构体 错误 蚕丝和羊毛的主要成分都是蛋白质 c正确 加热会使蛋白质发生变性 d正确 类型二常见有机物的分离 提纯和鉴别 典例 2013 上饶高一检测 下列区分物质的方法不正确的是 a 用燃烧的方法可以区分甲烷和乙烯b 用酸性高锰酸钾溶液区分苯和ccl4c 用新制的cu oh 2悬浊液区分蔗糖和葡萄糖d 用ki溶液区分淀粉溶液和鸡蛋白溶液 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 有机物燃烧时含碳量越高 越不容易充分燃烧 2 鉴别物质时常依据其物理性质 如溶解度等 解析 选d 甲烷由于含碳量低 燃烧时产生明亮的火焰 而乙烯燃烧时 火焰明亮且有黑烟产生 故可把两者区分开来 酸性高锰酸钾溶液加入苯中 溶液明显分层 上层为油状液体苯 而酸性高锰酸钾溶液加入ccl4中 溶液也分层 下层油状液体为ccl4 新制的cu oh 2悬浊液与葡萄糖溶液共同加热 能生成红色沉淀 蔗糖无此现象 故可区分开来 ki溶液遇淀粉溶液和鸡蛋白溶液均无明显的现象 故不能用来区分两物质 名师点评 讲解本题时应注意以下3点 1 有机物之间的鉴别种类繁多 学生不易掌握 让学生掌握对有机物性质的归类是本题的讲解核心 2 有关溴和酸性高锰酸钾溶液与某些液态有机物混合时的现象是学生感觉较难掌握的知识点 是本题讲解时的难点 讲解时应从是否发生化学反应及不同液体是否互溶 密度大小方面讲解 3 强调学生要记住某些特征原子团的检验试剂 互动探究 1 a项中的两种物质还可用哪种试剂鉴别 提示 还可用溴水溶液鉴别 乙烯可使溴水褪色 而甲烷不能 2 可用溴水溶液鉴别b项中的两种物质吗 提示 可以 溴水溶液与苯混合后振荡静置 溶液分层 上层橙红色 溴水溶液与ccl4混合后振荡静置 溶液分层 下层橙红色 变式训练 物质的提纯是化学实验中的一项重要操作 也是化工生产及物质制备中的主要环节 下列有关叙述中 正确的是 a 乙酸乙酯中混有乙酸 可选用饱和naoh溶液洗涤 然后将两层液体分开b 在提纯鸡蛋中的蛋白质时 可向鸡蛋清溶液中加入浓 nh4 2so4溶液 然后将所得沉淀滤出 即得较纯的蛋白质c 油脂的提纯中 可将油脂加入浓naoh溶液中加热 然后过滤 滤出的溶液即为较纯的油脂d 甘蔗是制备蔗糖的主要原料 榨出的甘蔗汁因含色素而呈棕黄色 在制取蔗糖前应先加入适量的活性炭 搅拌 过滤 蒸发结晶 即得较纯的蔗糖 解析 选d 乙酸乙酯在饱和naoh溶液中发生水解 生成可溶性的醋酸钠和乙醇 a选项错误 鸡蛋清溶液中加入浓 nh4 2so4溶液时 发生盐析析出蛋白质沉淀 过滤所得的沉淀中含少量 nh4 2so4杂质 再用半透膜渗析法除去少量的杂质 b选项错误 油脂加入浓naoh溶液中加热 发生皂化反应 生成可溶性的高级脂肪酸钠和甘油 c选项错误 活性炭具有吸附性 可以吸附甘蔗汁中的色素而达到分离提纯的目的 d选项正确 1 2013 杭州高一检测 下列各类食物中蛋白质含量最丰富的是 解析 选d 本题考查的是蛋白质在自然界中的存在 动物的肌肉 皮肤 血液 乳汁以及毛发 蹄 角等物质中都富含蛋白质 2 l 多巴是一种有机物 它可用于帕金森综合症的治疗 其结构简式如下 下列关于l 多巴酸碱性的叙述正确的是 a 既没有酸性又没有碱性b 既具有酸性又具有碱性c 只有酸性 没有碱性d 只有碱性 没有酸性 解析 选b l 多巴中含有羧基 cooh 酚羟基 oh 呈酸性 氨基 nh2 呈碱性 3 国际著名血液学杂志 blood 刊载了一条令人振奋的科研成果 中国科学家找到白血病致病元凶 蛋白质shp 2 下列关于蛋白质shp 2的说法正确的是 a 它是高分子化合物b 在一定条件下能够水解最终生成葡萄糖c 天然蛋白质仅由碳 氢 氧 氮四种元素组成d 氨基酸和蛋白质shp 2都只能与碱反应 解析 选a 蛋白质的相对分子质量成千上万 蛋白质shp 2属于高分子化合物 a项正确 在酸 碱 酶的作用下能够发生水解反应 最终变成氨基酸 b项错误 天然蛋白质主要是由碳 氢 氧 氮四种元素组成 还可能含有硫 磷等元素 c项错误 蛋白质分子存在氨基和羧基 既能和酸反应又能和碱反应 属于两性物质 d项错误 4 双选 下列物质中 在一定条件下能发生水解反应的高分子化合物是 a 肥皂b 油脂c 纤维素d 蛋白质 解析 选c d 肥皂和油脂属于小分子化合物 蛋白质和纤维素属于高分子化合物 它们在一定条件下都能够水解分别生成氨基酸和葡萄糖 5 鸡蛋中含有丰富的蛋白质 鸡蛋白就是其中一种蛋白质 它的分子直径在1nm 100nm之间 具有某些胶体的性质 取新鲜鸡蛋的鸡蛋白溶于水制成水溶液 分装于试管中 分别进行如下实验 回答下列问题 1 向试管里缓慢地加入饱和的硫酸铵溶液 观察到的现象是 再向试管里加入足量的蒸馏水 观察到的现象是 2 向试管里缓慢地加入硫酸铜溶液 观察到的现象是 再向试管里加入足量的蒸馏水 观察到的现象是 3 已知鸡蛋白遇到浓硝酸会产生黄色沉淀 这个反应可以用来鉴别某些带有苯环的蛋白质 把10ml鸡蛋白溶液和5mlnacl溶液的混合液体 加入用半透膜制成的袋内 将此袋浸入盛蒸馏水的烧杯中 如上图 2min后 取烧杯中的液体分别进行实验 加入agno3溶液 产生的现象是 加入浓硝酸 产生的现象是 解析 1 硫酸铵属于轻金属盐 它能够使蛋白质发生盐析 降低蛋白质的溶解度 使其以沉淀形式析出 该过程发生了物理变化 所得沉淀和原蛋白质的