新教材同步系列2024春高中化学第四章生物大分子第二节蛋白质课件新人教版选择性必修3

第四章生物大分子第二节蛋白质学习目标素养目标学法指导掌握氨基酸、蛋白质的组成、分类及性质，了解氨基酸、蛋白质间的转化宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想1.通过实例列举、讨论总结认识氨基酸、蛋白质的官能团种类，从官能团入手学习氨基酸、蛋白质的性质2．通过类比的方法学习肽键的形成与断裂机理；通过对比的方法认识蛋白质的盐析与变性认识氨基酸、蛋白质在生产、生活中的应用科学态度与社会责任课前·新知导学氨基酸的结构与性质1．氨基酸的组成和结构(1)组成：可看作是羧酸分子中烃基上的氢原子被________取代得到的化合物。(2)结构：官能团为_______________和________________，α－氨基酸的结构简式可表示为___________________。氨基氨基(—NH2)

羧基(—COOH)

2．氨基酸的性质(1)物理性质。天然氨基酸均为_______色晶体，熔点_________，除少数外一般都能_________水、_________乙醇、乙醚。无较高溶于难溶于(2)化学性质。①两性：氨基酸分子中含有酸性官能团____________和碱性官能团__________，因此具有两性，可与酸、碱反应生成_______。②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________和另一分子的__________间缩合脱去水，形成含有_______的化合物，称为成肽反应。如两分子甘氨酸间发生反应的方程式为_____________________________________________________________。—COOH

—NH2

盐—NH2

—COOH

肽键H2NCH2COOH＋H2NCH2COOH—→H2NCH2CONHCH2COOH＋H2O

如何理解大多数氨基酸易溶于水？【答案】氨基酸分子中含有N—H、O—H键，它们均可与水分子形成氢键。微思考下列物质不能与甘氨酸反应的是 (

)A．NaHCO3

B．丙氨酸C．K2SO4 D．硫酸【答案】C蛋白质1．组成主要由__________________等元素组成，有些蛋白质还含有____________________等元素。C、H、O、N、S

P、Fe、Zn、Cu

2．结构(1)官能团：蛋白质含有—COOH、—NH2、肽键三种官能团。(2)蛋白质的四级结构。蛋白质分子中________________的排列顺序称为一级结构；多肽链卷曲盘旋和折叠成特定的空间结构称为______级结构；__________在二级结构基础上进一步盘曲折叠，形成更复杂的三级结构；多个具有特定三级结构的多肽链通过______________相互作用(如氢键等)排列组装，形成蛋白质的四级结构。氨基酸单体二肽链非共价键3．蛋白质的主要化学性质(1)水解：在__________________的作用下，蛋白质可逐步水解生成_________或____________。(2)盐析：某些电解质使蛋白质溶解度________而使其从溶液中析出的变化，向已经发生盐析的体系中再加入一定量蒸馏水，已经凝固的蛋白质_____________。酸、碱或酶多肽氨基酸降低重新溶解(3)变性：

在某些物理或化学因素的影响下，蛋白质的_____________________发生改变的现象。其中化学因素包括______________________________________等。(4)显色反应：向蛋白质溶液中加入浓硝酸会有____________产生，加热后________________。性质和生理功能强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛白色沉淀沉淀变成黄色4．酶(1)酶的含义：是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有___________的一类有机化合物，其中绝大多数是_________。(2)酶的三个特性：_________性、________性、条件温和，一般在接近______________的条件下进行。催化作用蛋白质高效专一体温和中性蛋白质盐析是物理变化还是化学变化？【答案】物理变化。微思考判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)糖类、油脂、蛋白质均只含C、H、O三种元素。 (

)(2)氨基酸和蛋白质分子中均含—COOH和—NH2。 (

)(3)二肽是两分子氨基酸缩合而成的化合物。 (

)(4)医疗器械的高温消毒的实质是蛋白质的变性。 (

)(5)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。

(

)(6)蛋白质的一级结构的主键是肽键。 (

)【答案】(1)×(2)√

(3)√

(4)√

(5)×

(6)√

课堂·重难探究重难点一氨基酸的结构与性质[重难突破]1．氨基酸的结构与物理性质(1)氨基酸的结构。②多数氨基酸存在手性碳原子，因此多数氨基酸存在对映异构。(2)物理性质。熔点、沸点相对较高，大多数易溶于水，难溶于乙醇、乙醚。2．氨基酸的化学性质(1)两性：能与酸、碱反应生成盐，也能与碱性氧化物、某些更弱酸的盐反应(如甘氨酸与Na2CO3的反应)。氨基酸与HCl、NaOH等反应的化学方程式如下：反应中羧基脱羟基、氨基脱氢(与酯化反应类似)，碳、氮元素全部转化到肽或蛋白质中。两分子氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→蛋白质(相对分子质量大于10000)。②分子内脱水成环。③氨基酸分子缩聚成高分子。3．几种常见的氨基酸

甘氨酸在一定条件下通过缩合反应得到分子组成为CxH32OyN10的链状物质M。回答下列问题。(1)M是_________肽，x＝__________，y＝____________。(2)该反应的化学方程式为_______________________________，若某次实验中用1mol甘氨酸经充分反应后得到50gM，则M的产率约为__________%。【答案】(1)十20

11(2)10H2NCH2COOH—→H2NCH2(CONHCH2)9COOH＋9H2O

85[典例精练]【解析】(1)因甘氨酸分子中只有一个氮原子而M分子中有10个氮原子，故M是十肽，甘氨酸缩合时碳原子全部转入M中，故x＝20，又每生成1mol十肽，会生成9molH2O，故y＝11。(2)甘氨酸缩合过程形成的是肽键，但首尾一端为氨基，另一端是羧基，由此可写出对应方程式。1mol甘氨酸质量为75g，完全转化为十肽时可得到58.8g，故产率约为85%。

下列关于氨基酸的叙述中，不正确的是 (

)A．天然的氨基酸都是晶体，一般能溶于水B．氨基酸都不能发生水解反应

C．氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐D．天然蛋白质水解最终可以得到α－氨基酸、β－氨基酸等多种氨基酸【答案】D

【解析】天然蛋白质水解的最终产物是多种α－氨基酸，D错误。重难点二蛋白质[重难突破]1．蛋白质的结构特点(1)官能团种类与性质：蛋白质中含有—NH2、—COOH、肽键三种官能团，前两种官能团的存在使其与氨基酸一样具有两性，肽键的存在使其能发生水解反应。(2)蛋白质的四级结构。2．蛋白质的物理性质有一些蛋白质不溶于水，如毛、丝、皮等；也有一些蛋白质溶于水，如鸡蛋白、豆蛋白等，能溶于水的蛋白质形成的蛋白质溶液具有胶体的性质，如能产生丁达尔效应、不能透过半透膜、能发生聚沉。3．蛋白质的化学性质(1)蛋白质的水解。在酸、碱或酶的作用下，蛋白质水解可生成肽或氨基酸，其中天然蛋白质最终的水解产物是α－氨基酸。水解时肽键断裂，碳原子连接羟基，氮原子连接氢原子，如下图所示：(2)蛋白质的盐析与变性。蛋白质的盐析与变性是蛋白质在外界因素影响下发生的变化，具体情况见下表。项目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，化学变化项目盐析变性条件钠、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此外还可以利用渗析法提纯蛋白质。(3)颜色反应：某些蛋白质遇浓硝酸会变色。几种与颜色变化有关的“反应”对比如下表。项目显色反应焰色实验含义①含有苯环的蛋白质(如鸡蛋白)遇浓硝酸先变白色，加热时变黄色；②苯酚遇FeCl3溶液显紫色；③淀粉溶液遇碘单质显蓝色等钠、钾等金属元素被灼烧时，火焰呈现某种特殊的颜色的变化实质化学变化物理变化应用鉴别含苯环的蛋白质、苯酚、淀粉等物质鉴别钠、钾等金属元素(4)灼烧。蛋白质灼烧时，会产生类似烧焦羽毛的特殊气味。生活中常利用此方法区别动物皮毛与合成纤维。4．酶由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机化合物，大多数是蛋白质。催化特性：(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。A是某天然蛋白质X在一定条件下发生水解得到的产物之一。经测定：A的相对分子质量不超过200，其中氧元素所占质量分数约为26.5%；等物质的量的A分别与NaOH、Na充分反应，消耗两者的物质的量之比为1∶2；经仪器分析A分子中含有苯环，不含—CH2—和—CH3基团。(1)测定A的相对分子质量的仪器是______________，A的摩尔质量为___________________________________。[典例精练](2)A的同分异构体有多种，写出符合下列条件的所有异构体的结构简式：________________________。①与A具有相同的官能团，是二取代苯，且苯环上的一溴代物有两种②催化氧化产物能发生银镜反应③分子中氨基与羧基的位置关系与A分子中的氨基与羧基的位置不同(3)若另一水解产物是甘氨酸，请写出X中水解时能生成A与甘氨酸的结构片段结构简式：______________________。(3)可由A与甘氨酸缩合确定X中相应的结构片段，分析中应注意，可以是甘氨酸中—COOH与A中—NH2缩合形成肽键，也可以是甘氨酸中—NH2与A中—COOH缩合形成肽键，因此相应的结构片段可以有两种表示形式。

下列关于蛋白质的叙述中不正确的是 (

)A．蚕丝、酶、病毒的主要成分一般是蛋白质B．蛋白质的官能团有肽键、氨基、羧基C．皮肤上不慎沾有浓硝酸时会变成黄色，这是因为蛋白质与浓硝酸发生了颜色反应D．蛋白质遇饱和盐溶液凝聚析出后均不能再溶解【答案】D[课堂小结]小练·素养达成1．有人分析一些小而可溶的有机分子样品，发现它们含有C、H、O、N等元素，这些样品很可能是

(

)A．脂肪酸B．氨基酸C．葡萄糖D．核糖【答案】B

【解析】选项物质中只有氨基酸中含有N元素，B正确。2．糖类、油脂、蛋白质是食物中的基本营养物质。下列说法中正确的是

(

)

A．蛋白质中只含C、H、O、N四种元素B．油脂在人体中发生水解的产物是氨基酸C．糖类、油脂、蛋白质都是高分子D．纤维素属于糖类，但不能直接被消化成为人体所需的营养物质【答案】D

【解析】

蛋白质分子中还可能含有S、P等元素，A错误；油脂水解的产物是高级脂肪酸和甘油，B错误；油脂和糖类中的单糖等都不是高分子，C错误。3．棉花和羊毛都具有的特点是

(

)A．都溶于水B．灼烧后有烧焦羽毛的气味C．燃烧产物只有CO2和H2OD．在一定条件下发生水解【答案】D

【解析】棉花的主要成分是纤维素，羊毛的主要成分是蛋白质，二者在一定条件下均可水解，D正确。4．面筋是面粉去除了淀粉后剩余的蛋白质。为了检验湿面筋中是否还含有淀粉，可选用下列试剂中的 (

)A．酚酞溶液 B．碘酒C．浓硝酸 D．石蕊溶液【答案】B

【解析】检验淀粉的试剂是I2，碘酒是碘的酒精溶液，B正确。

5．化学反应经常伴随着颜色变化，下列有关反应获得的颜色不正确的是

(

)①红②橙③黄④绿⑤青⑥蓝⑦紫A．蛋白质遇浓硝酸——③ B．碘遇淀粉——⑥C．苯酚遇FeCl3溶液——④ D．热的氧化铜遇酒精——①【答案】C

【解析】C中应呈紫色，D中热的CuO被酒精还原为单质铜，C符合题意。6．(2023·重庆一中期中)下列关于生物大分子的叙述正确的是

(

)A．糖类都能发生水解反应B．酒精能使细菌中的蛋白质盐析而失去生理活性C．组成蛋白质的主要元素有C、H、O、N、S等D．淀粉和纤维素的组成均为(C6H10O5)n，互为同分异构体【答案】C

【解析】单糖不能水解，A错误；酒精能使蛋白质变性，从而失去活性，B错误；组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N，以及S、P和少量的Zn、Cu等，C正确；二者n的取值不一样，不能互为同分异构体，D错误。7．(2023·广东六校联考)甘氨