主题六 第二节 蛋白质（课件）-【中职专用】高中化学同步课堂（高教版2023·农林牧渔类）

化学（农林牧渔类）6.2蛋白质专题六常见生物分子及合成高分子化合物1．能从原子的结构和组成出发，初步学习目标与核心素养

【学习目标】

1.了解蛋白质的组成和结构特点，学会从宏观现象与微观结构相结合的角度分析α-氨基酸与蛋白质的关系。2.认识蛋白质的主要性质，树立有机化合物“结构决定性质、性质反映结构”的理念。3.通过探究蛋白质的盐析和变性条件及异同，发展现象观察与规律认知等化学学科素养。

【核心素养】1.了解蛋白质在人类健康与生命活动中所发挥的重要作用及人工合成结晶牛胰岛素的研究过程，知道中国科学家对化学学科发展与技术进步所做出的巨大贡献，增强为中华民族伟大复兴而奋斗的使命感和强烈的社会责任感。创设情境，生成问题牛奶和鸡蛋是我们经常食用的早餐，它们富含蛋白质，满足人体的营养需求。那么，什么是蛋白质？它有哪些生理功能呢？调动思维，探索新知蛋白质是一种高分子化合物，它在酸、碱、酶的作用下可发生水解，尽管蛋白质水解的中间产物很多，可最终产物都是氨基酸。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。要想了解蛋白质，必须首先了解氨基酸。主要内容氨基酸12蛋白质一、氨基酸主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类观察认知下面是两种常见的氨基酸的结构，分析它们的异同点。一、氨基酸1.结构：主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类氨基和羧基连接在同一个碳原子（α-碳原子）上，通称为α-氨基酸。通式如下：

氨基酸分子中除氨基和羧基外，还有其他不同的取代基R，如烷基、芳基、杂环等。一、氨基酸2.分类：主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类（1）按其结构不同脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸三大类；（2）根据所含氨基和羧基的数目中性氨基酸（一氨基一羧基）、酸性氨基酸（一氨基二羧基）、碱性氨基酸（二氨基一羧基）。一、氨基酸3.命名：主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类氨基酸多按其来源或性质命名，例如，天门冬氨酸和谷氨酸分别来源于天门冬的幼苗和谷物而得名；甘氨酸是因为有甜味而得名。一、氨基酸4.常见氨基酸：主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类分类俗名学名结构简式脂肪族氨基酸甘氨酸α-氨基乙酸

丙氨酸α-氨基丙酸

缬氨酸α-氨基-β-甲基丁酸

亮氨酸α-氨基-γ-甲基戊酸

一、氨基酸4.常见氨基酸：主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类分类俗名学名结构简式脂肪族氨基酸异亮氨酸α-氨基-β-甲基戊酸

丝氨酸α-氨基-β-羟基丙酸

苏氨酸α-氨基-β-羟基丁酸

天门冬氨酸α-氨基丁二酸

谷氨酸α-氨基戊二酸

精氨酸α-氨基-δ-胍基戊酸

一、氨基酸4.常见氨基酸：主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类分类俗名学名结构简式脂肪族氨基酸赖氨酸2,6-二氨基已酸

蛋氨酸α-氨基-γ-甲硫基丁酸

半胱氨酸α-氨基-β-巯基丙酸

天门冬酰胺α-氨基丁酰胺酸

谷氨酰胺α-氨基戊酰胺酸

芳香族氨基酸苯丙氨酸α-氨基-β-苯基丙酸

酪氨酸α-氨基-β-对羟苯基丙酸

一、氨基酸4.常见氨基酸：主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类

表6-2-1组成蛋白质的常见20种氨基酸表6-2-1中，缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸等八种氨基酸是人体或动物体不能自己合成，必须从食物中摄取的氨基酸，称为必需氨基酸。

分类俗名学名结构简式杂环氨基酸组氨酸α-氨基-β-（5’-咪唑）丙酸色氨酸α-氨基-β-（3-吲哚）丙酸

脯氨酸2-四氢吡咯甲酸一、氨基酸（二）氨基酸的性质主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类氨基酸分子中含有碱性的氨基和酸性的羧基，因而氨基酸具有两性。

它既能与酸反应生成铵盐，又能与碱反应生成羧酸盐。

氨基酸分子内部的氨基和羧基之间也可以发生反应，生成内盐，氨基酸成为带有正电荷和负电荷的两性离子。一、氨基酸（二）氨基酸的性质主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类氨基酸是两性电解质，依其所处溶液的pH不同，发生酸式或碱式解离的程度也不同。

阴离子两性离子阳离子

从上述的反应式可以看出：氨基酸在不同的pH条件下，能以阳离子、阴离子或两性离子三种不同的形式出现。一、氨基酸（二）氨基酸的性质主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类向氨基酸溶液里加酸或加碱使氨基酸的酸式解离和碱式解离的程度相等时，溶液中氨基酸以两性离子状态存在。此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点，通常用pI表示。在等电点时，氨基酸分子显电中性，亲水性减弱，溶解度最小，容易沉淀析出。例如，在味精生产中，经过氨基酸发酵的发酵液中混有多种氨基酸及其他物质，调整发酵液的pH为谷氨酸的等电点（pI=3.22），谷氨酸就可结晶析出。二、蛋白质主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类蛋白质在人类及其他动物体内含量是相当高的，但是在植物体内蛋白质的含量却相差很大。表6-2-2是常见食物中蛋白质的含量。二、蛋白质（一）蛋白质的元素组成主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类蛋白质是生物高分子，其化学结构极其复杂。

通过对蛋白质进行元素组成分析，发现碳、氢、氧、氮是组成蛋白质的主要元素。此外，大多数蛋白质含有硫，少数含有磷、铜、锰、锌，个别的蛋白质含有碘。二、蛋白质（一）蛋白质的元素组成主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类分析结果表明，各种蛋白质的含氮质量分数都很接近，一般为13%～19%，平均为16%。100g蛋白质约含16g氮元素，即1g氮相当于6.25g蛋白质（6.25为蛋白质的换算系数）。这样，当对样品进行蛋白质的含量分析时，在实际测得样品的含氮量后，就可以求出样品中蛋白质的近似含量，也叫粗蛋白含量。二、蛋白质（二）蛋白质的结构主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类蛋白质结构分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。一级结构也称为初级结构，其他可统称为高级结构或空间结构。二、蛋白质（二）蛋白质的结构主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类一级结构：蛋白质中各种氨基酸的连接方式和排列顺序，肽键是一级结构的主键。二、蛋白质（二）蛋白质的结构主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类二级结构：多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构二、蛋白质（二）蛋白质的结构主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类三级结构：二级结构的肽链进一步盘曲折叠形成的三维结构。每一个具有三级结构的多肽链称为亚基。二、蛋白质（二）蛋白质的结构主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类四级结构：亚基的立体排布、亚基间的相互作用与布局二、蛋白质主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类资料拓展人工合成牛胰岛素从1958年开始，中国科学院上海生物化学研究所、中国科学院上海有机化学研究所和北京大学三个单位通力合作、联合攻关，经过六年多的艰苦工作，在1965年9月17日完成了结晶牛胰岛素的全合成。经过严格鉴定，它的结构、生物活力、物理化学性质、结晶形状都和天然的牛胰岛素完全一样。这是世界上第一个人工合成的蛋白质，为人类认识生命、揭开生命奥秘迈出了可喜的一大步。这项成果获1982年中国自然科学一等奖。二、蛋白质主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类资料拓展人工合成牛胰岛素牛胰岛素是一种蛋白质分子，它的化学结构于1955年由英国的科学家桑格测定，牛胰岛素分子是一条由21个氨基酸组成的A链和另一条由30个氨基酸组成的B链，通过两条二硫键连接而成的一个双链分子，而且A链本身还有一条二硫键。面是两种常见的氨基酸的结构，分析它们的异同点。

二、蛋白质（三）蛋白质的性质主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类蛋白质是由各种氨基酸分子通过肽键所构成的高分子化合物。肽链一端带有羧基、一端带有氨基，另外，在肽链中也存在许多氨基和羧基。因此，蛋白质具有两性，会发生酸式解离和碱式解离，形成两性离子。不同的蛋白质具有不同的等电点，可作为科学实验和生化工业中提取分离蛋白质的依据之一。

CH–C–NH–CH–C……NH–CH‖OR1︱OR2︱‖R3︱‖

O–C-OHH2N–1.蛋白质的两性二、蛋白质主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类鸡蛋白溶液蛋白质凝聚蛋白质重新溶解浓无机盐水①蛋白质溶液中加浓的无机盐溶液[如Na2SO4、(NH4)2SO4等],可使蛋白质的溶解度减小,而从溶液中析出----盐析②盐析是一个可逆的过程，故不影响蛋白质的性质.③利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。（三）蛋白质的性质2.蛋白质的盐析二、蛋白质主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类（三）蛋白质的性质3.蛋白质的变性鸡蛋白溶液加热蛋白质凝结加水不再溶解鸡蛋白溶液蛋白质凝结加水不再溶解乙酸铅在热、酸、碱、重金属盐、甲醛、酒精、紫外线等作用下，蛋白质失去原有的可溶性而凝结，同时丧失了生理活性。这种过程是不可逆的。二、蛋白质主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类（三）蛋白质的性质盐析变性变化条件变化性质变化过程用途

浓的无机盐溶液受热、紫外线、酸、碱、重金属盐和某些有机物物理变化(溶解度降低)

化学变化(蛋白质性质改变)可逆不可逆分离提纯杀菌消毒二、蛋白质主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类（三）蛋白质的性质4.颜色反应鸡蛋白溶液遇浓硝酸变成黄色蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜色反应。如某些蛋白质跟浓硝酸作用会产生黄色，称“黄蛋白反应”颜色反应可用于鉴别蛋白质的存在。用于区别合成纤维与蛋白质(如真丝、蚕丝、纯毛、毛线等)5.燃烧产生烧焦羽毛的气味二、蛋白质（四）蛋白质的功能主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类

蛋白质的种类繁多，结构复杂，生理功能各不相同。其中最重要的还是与生命现象有关的功能，包括催化功能、调节功能、运输功能、运动功能、免疫功能、思维功能等。二、蛋白质（四）蛋白质的功能主题五·简单有机化合物及其应用5.1有机化合物的特点及其分类

酶