4.2 蛋白质-2022-2023学年高二化学同步素养目标精品讲义（人教版2019选择性必修3）

第四章 第二节 蛋白质 榆次一中 李金虎 【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（盐析、变性、水解、颜色反应等）。 3．认识蛋白质、酶等物质与人体健康的关系。 【素养目标】 1．通过氨基酸、蛋白质的结构特点分析和推断它们的化学性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 2．通过学习了解蛋白质、酶等重要物质的重要性，体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。培养学生“科学态度与社会责任”的学科素养。 必备知识与关键能力 知识点一：氨基酸的结构和性质 1．概念和结构 (1)概念：羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。 (2)结构：α-氨基酸的结构简式为，官能团为氨基(—NH2)和羧基(—COOH)。 (3)常见的氨基酸 俗名 结构简式 系统命名 甘氨酸 H2N—CH2—COOH α-氨基乙酸 丙氨酸 α-氨基丙酸 谷氨酸 2-氨基-1，5-戊二酸 苯丙氨酸 α-氨基苯丙酸 2．氨基酸的性质 (1)天然氨基酸的物理性质 颜色 熔点 溶解性 状态 水 强酸或强碱 乙醇、乙醚 无色晶体 较高 大多数能溶 能溶 难溶 (2)化学性质 ①两性 氨基酸分子中既含有羧基，又含有氨基，是两性化合物，因而能与酸、碱反应生成盐。 a．α-氨基酸与盐酸的反应： + HCl→ 。 b．α-氨基酸与氢氧化钠的反应： + NaOH→ + H2O。 ②成肽反应 两个氨基酸分子(可以相同，也可以不同)，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基和另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合成含有肽键()的化合物的反应，称为成肽反应。例如： ++H2O a．2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽 如甘氨酸与丙氨酸混合后，可以在相同分子之间，也可以在不同分子之间，形成以下4种二肽。结构简式分别为： b．分子间或分子内脱水成环 c．氨基酸分子缩聚成高分子化合物 典例1．某物质的球棍模型如图所示，关于该物质的说法不正确的是(　　) A．该物质的结构简式为 B．该物质可以发生加成反应 C．该物质既可以与强酸反应也可以与强碱反应 D．该物质可以聚合成高分子化合物 【答案】A 【解析】题给结构简式中应将六元环改为苯环，A项不正确；该物质分子中含有苯环，可与氢气发生加成反应，B项正确；氨基可与强酸反应，而羧基可与强碱反应，C项正确；分子中含有羧基和氨基，故该物质可以聚合成高分子化合物，D项正确。 典例2．下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是(　　) A．蛋白质水解的最终产物是氨基酸 B．氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性 C．α－氨基丙酸与α－氨基苯丙酸混合物脱水成肽，只生成2种二肽 D．氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子，在电场作用下向负极移动 【答案】A 【解析】 A．蛋白质是各种氨基酸通过缩聚反应生成的高分子化合物，水解的最终产物是氨基酸，正确；B．氨基酸不具有生物活性，遇重金属离子反应不属于变性，错误；C．α－氨基丙酸与α－氨基苯丙酸混合物脱水成肽，可以生成4种二肽(α－氨基丙酸与α－氨基苯丙酸可以生成两种、α－氨基丙酸与α－氨基丙酸可生成1种、α－氨基苯丙酸与α－氨基苯丙酸可生成1种)，错误；D．氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成酸根离子，带负电荷，在电场作用下向正极移动，错误，故选A。 知识点二：蛋白质的结构与性质 1．蛋白质的组成结构 (1)组成元素：蛋白质中主要含有C、H、N、O等元素，属于天然有机高分子化合物。 (2)四级结构 2．蛋白质的主要性质 (1)两性 蛋白质的多肽由氨基酸脱水形成，在多肽链的两端存在着自由的氨基和羧基，侧链中也有酸性或碱性基团，因此，蛋白质既能与酸反应，又能与碱反应。 (2)水解 ①水解原理 +H2O+ ②水解过程 蛋白质相对分子质量较小的肽类化合物氨基酸。 (3)盐析 向蛋白质溶液中加入一定浓度的某些盐[如Na2SO4、(NH4)2SO4、NaCl等]溶液，使蛋白质的溶解度降低 而从溶液中析出的现象。盐析是一个可逆过程。 (4)变性 概念 在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象 影响因素 物理因素 加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等 化学因素 强酸、强碱、重金属盐、乙醇、福尔马林、丙酮等 特点 变性会使蛋白质的结构发生变化，使其失去生理活性，在水中不能重新溶解，是不可逆过程 (5)显色反应 分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸呈黄色，可用于蛋白质的分析检测。 (6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味 【归纳比较】 渗析、盐析和变性的比较 渗析 盐析 变