内容正文:
第二节 蛋白质
学习目标
核心素养
1.认识蛋白质的组成和性质特点。
2.认识氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。
3.知道氨基酸和蛋白质的关系。
4.了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。
1.科学探究与创新意识:通过实验探究蛋白质的性质,并得出蛋白质检验的简单实验方案。
2.宏观辨识与微观探析:从官能团的角度认识氨基酸、蛋白质的结构和性质,形成“结构决定性质”的观念。
3.科学态度与社会责任:通过了解人工合成多肽、蛋白质等在生命科学发展中所起的重要作用,认识化学在生产、生活中的重大贡献。
[对应学生用书第88页]
一、氨基酸
1.氨基酸的定义与结构
(1)定义:羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代得到的化合物称为氨基酸。
(2)结构:α-氨基酸的结构简式可以表示为,其官能团为羧基(—COOH)和氨基(—NH2),且两者连接在同一个碳原子上。
注意 天然氨基酸主要是α-氨基酸,除甘氨酸外,一般α-氨基酸分子中含手性碳原子,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
氨基乙酸
丙氨酸
2-氨基丙酸
苯丙氨酸
2-氨基-3-苯基丙酸
谷氨酸
2-氨基戊二酸
半胱氨酸
2-氨基-3-巯基丙酸
3.氨基酸的性质
(1)物理性质:天然氨基酸均为无色晶体,熔点较高,多在200~300 ℃熔化时分解。一般能溶于水,而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
(2)化学性质
①两性:氨基酸分子中既含有氨基(显碱性),又含有羧基(显酸性),因此,氨基酸是两性化合物,能与酸、碱反应生成盐。
+HCl、
+NaOH+H2O。
②成肽反应:两个氨基酸分子在一定条件下,通过氨基与羧基间缩合脱去水,形成含有肽键()的化合物,称为成肽反应。
例如:
++H2O
氨基酸二肽或多肽蛋白质。
1.下列关于氨基酸的叙述中,错误的是 ( )
A.天然氨基酸都是晶体,一般都能溶于水
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得α-氨基酸、β-氨基酸等多种氨基酸
答案 D
二、蛋白质
1.蛋白质的结构
(1)组成与结构:蛋白质是由多种氨基酸通过肽键等相互连接形成的一类生物大分子。蛋白质主要由C、H、O、N、S等元素组成。
(2)四级结构
2.蛋白质的性质
(1)两性:蛋白质的结构中含有氨基和羧基两种官能团,因此既能与酸反应,又能与碱反应,是两性分子。
(2)水解:蛋白质在酸、碱或酶的作用下,水解生成相对分子质量较小的多肽,最终水解得到氨基酸。天然蛋白质水解的最终产物都是α-氨基酸。
(3)盐析
①概念:向蛋白质溶液中加入大量的浓盐溶液(轻金属盐或铵盐),使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析出,这种作用称为盐析。
A中出现白色沉淀,B中沉淀消失。
②特点:盐析不影响蛋白质的结构和生物活性,属于物理变化,是一个可逆过程。
③利用盐析可分离提纯蛋白质。
(4)变性:在某些物理因素(加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线和放射线等)或某些化学因素(强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等)的影响下,蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象称为蛋白质的变性。
(5)显色反应:含有苯环的蛋白质遇浓硝酸会有白色沉淀产生,加热后沉淀变黄色。
(6)蛋白质灼烧有烧焦的羽毛味。
3.酶
2.下列关于蛋白质的叙述中,不正确的是 ( )
A.蚕丝、羊毛、病毒的主要成分都是蛋白质
B.向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
C.重金属盐能使蛋白质凝结
D.浓硝酸使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应
答案 B
[对应学生用书第90页]
要点一 氨基酸的成肽规律
1.氨基酸缩聚成多肽或蛋白质的反应属于取代反应吗?为什么?
提示:属于。因为从反应过程看,氨基酸缩聚可以看成氨基上的H被取代,也可以看成羧基上的羟基被取代。
2.3个甘氨酸分子发生缩合反应最多可以生成几个水分子?
提示:3个。氨基酸分子缩合既可形成链状也可以形成环状,其中形成环状时可以产生更多的水分子。
1.氨基酸的成肽反应原理:一定条件下,由氨基提供的氢原子与羧基提供的羟基结合生成水,即。脱去一分子水后形成肽键()。肽键可简写为“—CONH—”,不能写成“—CNHO—”,两者的连接方式不同。
2.二肽:由两个氨基酸分子缩合后形成的含有肽键的化合物称为二肽。根据参与反应的羧基或氨基的不同可形成多种二肽。
3.成环——分子内或分子间脱水成环
+2H2O
+H2O
4.氨基酸分子缩聚生成高分子
+(n-1)H2O
[例1] 根据美国《农业研究》杂志报道,美国科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力,对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为,则下列说法不正确的是