高中化学 第四章 第二节 蛋白质

第二节蛋白质

［核心素养发展目标］1.能根据氨基酸、蛋白质的官能团及官能团的转化，认识不同氨基酸、蛋白质及其性

质上的差异。2.认识蛋白质是生命活动的物质基础，是人体的必需营养物质，但是蛋白质的摄入量过多或过少

都不利于人体健康，要合理安排饮食，注意营养搭配。

一、氨基酸的结构和性质

1.氨基酸的组成和结构

⑴定义

粉酸分子煌基上的氢原子被取代得到的化合物称为氨基酸。

(2)结构

注①R可以是煌基，也可以是氢原子。

②组成人体内蛋白质的氨基酸有21种，其中有8种必须通过食物供给，称为必需氨基酸。

③天然氨基酸大多数是a-氨基酸，组成蛋白质的氨基酸主要是a-氨基酸。a-氨基酸除甘氨酸外，一般均

含有连接4个不同原子或原子团的手性碳原子，具有对映异构体。

2.常见的氨基酸

俗名结构简式系统命名

甘氨酸H2N—CH2—COOH

丙氨酸2•氨基丙酸

H(XK,CH.CH.CHC()()11

谷氨酸

氯

苯丙氨酸2-氨基-3-苯基丙酸

HS—CH-CH—COOH

半胱氨酸22-氨基-3-毓基丙酸

3.氨基酸的性质

（1）物理性质

天然氨基酸均为色晶体，熔点较,

多在200〜300℃熔化时分解。一般溶于水，而溶于乙醇、乙醛等有机溶剂。

（2）化学性质

①氨基酸的两性

氨基酸分子中含有基团（一COOH）和______基团（一NH2）。因此氨基酸是,能

与反应生成盐。

a.与酸反应

CH—COOH

b.与碱反应

CH—COOH

I

NIL+NaOH_*o

②成肽反应

两个氨基酸分子（可以相同，也可以不同）在一定条件下，通过与间缩合脱去水，形成

（）II

III

含有（一C—N—）的化合物，发生成肽反应，该反应属于反应。如：

CH—CH—CXX）HH,N-X）H

II

NN+-o

r正误判断」

（1）氨基酸分子中的YOOH能电离出H+显酸性，一NH2能结合H+显碱性（）

（2）成肽反应的规律为一COOH脱一OH,—NH2脱一H,是分子间脱水反应，属于取代反应（）

⑶肽健易水解生成谖基与氨基（）

（4）氨基酸能发生酯化反应、成肽反应和水解反应（）

r深度思考」

两种氨基酸（可以是相同分子之间，也可以是不同分子之间）脱水可形成二肽，将甘氨酸

CH—COOHCH:—CH—COOH

II

（NH,）与丙氨酸（NH,）混合，反应生成的二肽有几种？写出其结构简式。

r应用体验J

1.某有机物的结构简式如图所示：

()()()

III

H.N-CK—€—NH—CH—C—NI4—CH—<,—NH—CH—C()()1i

III

CH,CHjCH：

CHC(X)H

0:

下列关于该有机物的描述不正确的是()

A.该有机物具有两性，可与酸、碱反应

B.该有机物是由4种氨基酸分子脱水形成的四肽化合物

C.形成该有机物的氨基酸不都是a•氨基酸

2cHe()()H

D.、乩是形成该有机物的其中一种氨基酸

2.苯丙氨酸的结构简式为

CH—COOH

NH,

&O

(1)该分子的酸性基团是,苯丙氨酸与NaOH溶液反应的化学方程

式：。

(2)该分子的碱性基团是,苯丙氨酸与盐酸反应的化学方程式：

(3)两分子苯丙氨酸形成二肽的化学方程式：o

(4)在一定条件下，两分子苯丙氨酸也可以形成六元环状有机物，请写出反应的化学方程

式：。

■归纳总结口

(1)氨基酸的缩合机理

O

氨基酸的成肽反应原理是由氨基提供的氢原子与竣基提供的羟基结合生成水。即-CT5!TH+NH-,脱去

()H

II

一分子水后形成肽键(一C—N—)。肽键可简写为“―CONH-"不能写成"一CNHO—"。

(2)多肽分子中肽键个数的判断

由〃个氨基酸分子发生成肽反应，生成一个肽链时，会生成(〃-1)个水分子和5-1)个肽键。

二、蛋白质和酷

1.蛋白质的组成和结构

(1)定义

蛋白质是由多种通过等相互连接形成的一类生物大分子。

(2)组成

蛋白质中主要含有等元素，属于，其溶液具有的某

些性质。

(3)结构

蛋白质的结构不仅取决于_______及______________还与其

有关。

蛋

白

版

的

结

构

多个具有特定三级结构的多肽链通过

四级

相互作用(如电键等)排列组

结构

装,形成蛋白质的四级结构

2.蛋白质的性质

⑴两性

形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸缩合形成的，在多肽链的两端必然存在着自由的

与，侧链中也往往存在或基团，所以蛋白质与氨基酸一样具有,能与

酸、减反应。

(2)水解

艇、酸或碱一酶、丁或碱一

蛋白质逐步水解尸多肽一水解‘氨基酸

肽键水解原理示意图如下：

H/石H'\O

I{III'II

H—N—CH?FC-N^CH-C—OH

/居喧乩\

/HO——H\

HOHO

IIIIII

H—N-CH.-C-OHH—N-CH-C-OH

CH.

⑶盐析

①概念：少量的某些可溶性盐(如、、等)能促进蛋白质的溶解。但当这

些盐在蛋白质溶液中达到一定时，反而使蛋白质的溶解度而使其从溶液中析出，这

种作用称为盐析。

②实验探究

2mL饱和

(NH,)2SO,溶液H2O

实验操作鸡蛋清力幽ft

溶液Tg

加入饱和(NH6SO4溶液，产生____________,加入

实验现象

Hz。之后，_____________

蛋白质的盐析是一个______过程，盐析出的蛋白质

结论

在水中仍能溶解，并不影响其_______

用途采用多次______和_______,可以分离提纯蛋白质

(4)变性

①概念

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称为蛋白质的变

性。

a.物理因素:、加压、、振荡、超声波、和放射线等。

b.化学因素:、、、乙醇、等。

②实验探究

加热AgN%溶液£醉

实验操作

2mL鸡嘉溶液

三支试管内均产生__________,加水

实验现象

后________________

变性后的蛋白质在水中__________,_____

结论

原有的生理活性，发生了_____的变化

③生活中的应用

a.利用蛋白质变性：食物加热后，其中的蛋白质发生了变性，有利于人体消化吸收；乙醇、苯酚和

碘等作为消毒防腐药可以使微生物的蛋白质变性，导致其死亡，达到消毒的目的；紫外线可用于

杀菌消毒。

b.防止蛋白质变性：疫苗等生物制剂需要在低温下保存；攀登高山时为防止强紫外线引起皮肤和

眼睛的蛋白质变性灼伤，需要防晒护目。

(5)显色反应

5件浓硝酸”

实验操作E2mL鸡蛋清~*X

B■溶液表

加入浓硝酸生成___________,加热

实验现象

后沉淀变______

含有苯环的蛋白质遇浓硝酸会出现—

结论

色，可用于检验蛋白质

3.酶

⑴定义

酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有作用的有机化合物，其中绝大多数

是O

(2)特点

①的催化作用。

②条件,一般在接近体温和中性的条件下反应。

③高度的性。

(3)应用

应用广泛，如蛋白旃用于医药、制革等工业，淀粉酶用于食品、发酵、纺织等工业，有的酶还可

用于疾病的诊断。

r正误判断」

(1)向两份蛋白质溶液中分别加入饱和NaCl溶液和CuSO,溶液，均有固体析出，且两者的原理相同()

(2)蛋m质遇浓硝酸都会显黄色()

(3)蛋3质水解的最终产物主要是a-氨基酸()

(4)通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质盐析而失去生理活性()

(5)烫发时，主要破坏头发中的二琉键(一S—S—)()

⑹蛋m质被灼烧时会产生烧焦羽毛的气味，可用于鉴别合成纤维与蛋白质()

［深度思考」

1.做胃部透视时服用“领餐”为何不会中毒？能否改服BaCO3?

2.因误服铅、汞等重金属盐中毒的患者在急救时，为什么可口服牛奶、蛋清或豆浆？

3.绝大多数酶是蛋白质，能催化多种化学反应，以酶作催化剂时，温度与化学反应速率的关系曲

线如图所示：

(1)化学反应速率随温度变化的原因是什么？

(2)分析加酶洗衣粉为何不能在70℃以上的水中使用？

「应用体验」

1.生命中无时无刻不进行着许许多多的化学反应，这些反应要根据环境的变化和身体的需要而灵

活控制、自动调节，以维持生命活动，所有这一切都离不开陶。下列有关前的叙述错误的是()

A.酶是具有催化功能的有机化合物，绝大多数是蛋白质

B.酶的催化作用具有高效性和专一性

C.高温或紫外线的照射会使酶失去生理活性

D.酶通常在强酸或强碱的条件下发挥作用

2.下列有关蛋白质的叙述不正确的是()

A.向田白质溶液中加入饱和(NILASCM溶液，蛋白质析山，再加水也不溶解

B.1965年我国科学家首先合成结晶牛胰岛素

C.重金属盐能使蛋白质变性，所以误食重金属盐会中毒

D.浓硝酸溅在皮肤上，皮肤呈黄色，是由于浓硝酸和蛋白质发生显色反应

■归纳总结-------------------------------------------------------------------------------------

蛋白质溶液与盐溶液的作用

(1)浓的轻金属盐溶液能使蛋白质发生盐析。盐析是物理过程，是可逆的。

(2)稀的轻金属盐溶液不会降低蛋白质在水中的溶解度，反而会促进蛋白质的溶解。

(3)重金属盐溶液，不论是浓溶液还是稀溶液，均能使蛋白质变性，变性是化学过程，是不可逆的。

答案精析

1.(1)氨基(一诋)

R-CII-COOII

⑵氨基(一NH?)班基(一COOH)NH?

CH»—CH-COOHCH.CHCOOH

2.氨基乙酸NH-"氨基戊一酸'/NH：

3.(1)元高能难

(2)①酸性碱性两性化合物酸、碱

CH.COOHCH,—COONa

a.NHCb.、匕+H20

②氨基竣基肽键取代

()H

(H,—('H—C—N—<'H—C()()H

II

N"CH"+h0

正误判断

(1WQW(3W(4)X

深度思考

4种

()H

II

H,NCH,—C—N—CH:—C()()H

()H

II

H,N—CH—C—N—CH—COOH

II

CH.CH,

H、CH；CH(OOH

CH.

H.N—CH-C—N—CHj—COOH

CH,

应用体验

l.C

2.(1)YOOH(或粉基)

,'CH—CH—COONa

CH2—CH—COOH:

NH

2+NaOH*NH：+H2O

(2)—NH2(或氨基)

CH2—CH—COOH/、(H,—CH—COOH

NH：