高二化学选择性必修3 第四章 第二节 导学案

第二节蛋白质[明确学习目标]1.了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。2.了解蛋白质的组成、结构和性质。氨基酸1．组成和结构氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被eq\o(□,\s\up3(01))氨基取代的化合物。氨基酸分子中含有eq\o(□,\s\up3(02))氨基和eq\o(□,\s\up3(03))羧基两种官能团。组成蛋白质的氨基酸几乎都是α­氨基酸，其通式可写为。2．性质(1)物理性质(2)化学性质蛋白质1．组成蛋白质是由C、H、eq\o(□,\s\up3(01))O、eq\o(□,\s\up3(02))N、S等元素组成的结构复杂的化合物。2．性质与应用酶1．概念酶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，其中绝大多数是eq\o(□,\s\up3(01))蛋白质。2．催化特点1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)蛋白质和氨基酸都是高分子。()(2)氨基酸分子中有氨基和羧基，所以氨基酸是两性化合物。()(3)(NH4)2SO4、CuSO4均可使蛋白质变性。()(4)氨基酸分子间脱水缩合可以形成二肽或多肽，但不能成环。()(5)蛋白质的水解产物都只含有一个羧基和一个氨基。()(6)通过盐析可提纯蛋白质，并保护其生理活性。()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√2．氨基酸不能发生的反应是()A．酯化反应 B．成肽反应C．水解反应 D．与强碱溶液的中和反应答案C解析氨基酸分子中含有—COOH，可发生酯化反应和中和反应；含有—NH2和—COOH，可发生成肽反应。3．关于生物体内氨基酸的叙述错误的是()A．构成蛋白质的α－氨基酸的结构通式是B．人体内所有氨基酸均可以互相转化C．两个氨基酸通过脱水缩合形成二肽D．人体内氨基酸分解代谢的最终产物是二氧化碳、水和尿素答案B解析α－氨基酸的通式为；人体内氨基酸分解代谢的最终产物是水、二氧化碳和尿素；两个氨基酸脱水缩合可形成二肽；在人体内能够通过转氨基作用形成的只有12种非必需氨基酸，还有8种必需氨基酸必须从食物中摄取，故B错误。4．下列有关蛋白质的叙述中，不正确的是()A．蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，蛋白质析出，再加水也不溶解B．1965年我国科学家最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HNO3溅在皮肤上，皮肤呈黄色，是由于浓HNO3和蛋白质发生显色反应答案A解析蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，蛋白质发生盐析，盐析是可逆的，因此再加水可以再溶解，A项错误。知识点一氨基酸的成肽反应(1)两分子间缩合成二肽(2)分子间或分子内缩合成环(3)缩聚成多肽或蛋白质(4)发生缩合反应生成的二肽有四种，自身结合有两种，两两互相结合有两种。(5)氨基酸的缩合机理——羧脱羟基氨脱氢[解析](1)生成A的反应是中和反应，生成B的反应是题给信息的应用，只要把—NH2改写成—OH即可；生成C的反应是氨基酸分子间脱水反应；生成D的反应从B的结构可推得是酯化反应。(2)Al2O3、Al(OH)3、氨基酸与NaOH、HNO3均能发生反应，但三者均不能发生水解反应；二肽和蛋白质分子结构中均含有—NH2、—COOH及，因此与NaOH、HNO3均能发生反应，且均能发生水解反应；(NH4)2CO3为弱酸弱碱盐，既能水解，又能与HNO3和NaOH反应；HCOeq\o\al(－,3)可水解，也可与HNO3和NaOH反应；纤维素与NaOH不反应。[答案](1)(2)④⑤⑥⑧(3)③④⑤⑥⑦方法规律既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应的物质(1)铝；(2)两性氧化物，如氧化铝；(3)两性氢氧化物，如氢氧化铝；(4)弱酸的酸式盐，如NaHCO3；(5)弱酸的铵盐，如(NH4)2CO3等；(6)氨基酸和蛋白质。[练1]L­多巴是一种有机物，可用于帕金森综合征的治疗，其结构简式如图。下列关于L­多巴的叙述中不正确的是()A．长期暴露在空气中易变质B．既有酸性，又有碱性C．一定条件下能发生聚合反应D．分子中只有6个碳原子共平面答案D解析该有机物中含酚羟基，易被空气中的氧气氧化；氨基显碱性，羧基显酸性；氨基和羧基可以发生聚合反应；分子中至少有7个碳原子共平面。[练2]已知半胱氨酸的结构简式为，则下列说法中不正确的是()A．半胱氨酸属于α­氨基酸B．半胱氨酸具有两性答案C解析根据命名规则，从羧基开始算，与它相连的C原子为α位，氨基连在α­C原子上的氨基酸属于α­氨基酸，所以半胱氨酸属于α­氨基酸，A正确；因为氨基为碱性基团，羧基为酸性基团，所以它具有两性，B正确；两分子的半胱氨酸脱水形成二肽应是氨基与羧基脱水缩合的结构，形成的二肽的结构简式应为，C错误；因属于铵盐，与OH－反应会放出氨气，D正确。知识点二蛋白质的性质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、变性和渗析的比较盐析变性渗析原理加入无机盐溶液使蛋白质从溶液中析出一定条件下，使蛋白质失去原有的生理活性利用半透膜分离胶体粒子与普通分子、离子条件浓的轻金属盐或铵盐，如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl溶液等加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、乙醇、丙酮等胶体、半透膜、水等特点可逆，蛋白质仍保持原有活性不可逆，蛋白质失去原有活性需多次换水实例蛋白质溶胶中加浓Na2SO4溶液使蛋白质析出消毒、灭菌、给果树使用波尔多液除去淀粉溶胶中的NaNO3杂质[解析](4)人造丝属于再生纤维，采用灼烧法区别真丝和人造丝。[答案](1)盐析渗析(2)H2S硫(3)黄显色(4)灼烧真丝的主要成分是蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味易错警示(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)绝大多数酶是蛋白质，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。[练3]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．蛋白质变性后便不能发生水解反应C．重金属盐能使蛋白质变性D．蛋白质溶液可以发生丁达尔现象答案B解析蛋白质变性后能发生水解，如吃熟鸡蛋可以消化吸收，B错误；蛋白质溶液是胶体，可以发生丁达尔现象，D正确。[练4]我国在有机分子簇集和自由基化学研究领域走在世界前列，某物质A(结构简式如图)是科学家在研究过程中涉及的一种物质。(1)A________(填“是”或“不是”)蛋白质；A中官能团①的名称为____________，该化合物是由__________个氨基酸分子发生成肽反应形成的。(2)该化合物水解时，生成的芳香族化合物的结构简式为_______________，组成中含有④的水解产物若发生分子内成肽反应，则可得到________种有机物。该化合物水解时生成的相对分子质量最小的氨基酸与NaOH反应的化学方程式是________________________________________。答案(1)不是肽键四(2)2H2NCH2COOH＋NaOH→H2NCH2COONa＋H2O解析因A分子中只有三个肽键，故它不是蛋白质。A分子中有三个肽键，水解时可得到四个氨基酸。水解产物中含有④的有机物为，氨基处于非对称位置上，故发生分子内成肽反应时可得到两种含肽键的物质。A水解得到的相对分子质量最小的氨基酸是H2NCH2COOH，它与NaOH发生的是中和反应。本课归纳总结1.α­氨基酸的结构为，氨基酸具有两性，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应。氨基酸分子间脱水可形成肽键。2．蛋白质分子结构中含有肽键，天然蛋白质水解的最终产物是α­氨基酸。3．蛋白质的性质可概括为水解、盐析、变性、显色反应、灼烧有烧焦羽毛的气味。4．蛋白质遇浓的铵盐、轻金属盐可发生盐析，该过程为可逆过程，可用于蛋白质的分离提纯。5．加热、强酸、强碱、重金属盐、乙醇、紫外线等能使蛋白质变性，变性是不可逆过程。1．用70%～75%的酒精灭菌消毒，使细菌和病毒失去生理活性，该变化属于蛋白质的()A．水解 B．变性C．盐析 D．显色反应答案B解析用酒精灭菌消毒，可使细菌和病毒蛋白质的生理活性发生变化，这种变化属于蛋白质的变性。2．(2020·浙江省温丽地区第一次联考)下列说法不正确的是()A．棉花、花生油、蛋白质都属于高分子B．蔗糖、麦芽糖均为二糖，互为同分异构体C．油脂在热NaOH溶液中完全水解后加入饱和食盐水，可观察到液面上有固体析出D．分别向含鸡蛋清的溶液中加入(NH4)2SO4浓溶液和CuSO4溶液，都产生沉淀，但原理不同答案A解析棉花、蛋白质都属于高分子，而花生油不属于高分子，A错误；蔗糖、麦芽糖均为二糖，分子式都是C12H22O11，分子结构不同，互为同分异构体，B正确；油脂在热NaOH溶液中完全水解后产生高级脂肪酸盐和甘油，加入饱和食盐水，能够降低高级脂肪酸盐的溶解度，而高级脂肪酸盐的密度比水小，在常温下为固体物质，因此可观察到液面上有固体析出，C正确；鸡蛋清主要成分为蛋白质，向鸡蛋清的溶液中加入(NH4)2SO4浓溶液，会降低蛋白质的溶解度而结晶析出，发生的是盐析作用；而向鸡蛋清的溶液中加入CuSO4溶液，由于CuSO4是重金属盐，会使蛋白质发生变性而产生沉淀，因此二者出现沉淀的原理不同，D正确。3．(2020·天津市学业水平等级适应性考试)下列叙述错误的是()A．植物油可发生催化加氢反应B．氨基酸脱水缩合可形成多肽C．蔗糖和果糖均可水解为单糖D．顺丁橡胶可被强氧化剂氧化答案C解析植物油的烃基中含有碳碳双键，能够发生催化加氢反应，A正确；氨基酸分子间通过氨基和羧基发生脱水缩合反应形成多肽，B正确；果糖是单糖，不能发生水解反应，C错误；顺丁橡胶的链节中存在碳碳双键，能够被强氧化剂氧化，D正确。4．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”是唐代诗人李商隐的著名诗句，下列关于该诗句中所涉及物质的说法错误的是()A．蚕丝的主要成分是蛋白质B．蚕丝属于天然高分子材料C．“蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应D．古代的蜡是高级脂肪酸酯，属于高分子答案D解析蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质是天然有机高分子，A、B正确；“蜡炬成灰”指的是蜡烛在空气中与氧气的燃烧反应，属于氧化反应，C正确；古代的蜡烛是由动物的油脂制作而成，动物油脂是高级脂肪酸酯，不属于高分子，D错误。5．(1)蛋白质溶液中含有杂质Cl－，有人用滴加AgNO3溶液的方法除Cl－，他这样做的错误之处是__________________________________，正确除去Cl－的方法是________________。(2)现有淀粉和蛋白质(含苯基)胶体的混合液，要检验其中蛋白质的存在，可取混合液少许，向其中加入1mL________，加热至沸，溶液呈现明显的________色，说明有蛋白质存在。要检验其中淀粉的存在，可取混合液少许，加入________，溶液呈现明显的________色，说明有淀粉存在。要把蛋白质和淀粉分离开，可进行的