(讲义)第4章 第2节 基础课时17 蛋白质-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修3(人教版2019)

第二节　蛋白质 基础课时17　蛋白质 1．认识氨基酸、蛋白质的组成与结构特点，理解二者的主要化学性质，知道氨基酸与蛋白质的关系。培养“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”的化学核心素养。 2．了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。认识人工合成多肽、蛋白质的意义，体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。培养“科学态度与社会责任”的化学核心素养。 一、氨基酸 1．结构特点 (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。氨基酸含有的官能团有羧基和氨基。 (2)结构特点 ①α­氨基酸的结构简式可表示为，其官能团为氨基(—NH2)和羧基(—COOH)。 ②手性碳原子：除甘氨酸外，一般α­氨基酸中的均含手性碳原子，是手性分子，具有对映异构体。 (3)重要的氨基酸 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 谷氨酸 2­氨基戊二酸 苯丙氨酸 2­氨基­3­苯基丙酸 半胱氨酸 2­氨基­3­巯基丙酸 2．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。一般能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 (2)化学性质(多在200～300 ℃熔化时分解) ①两性 氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH2，因此氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐。 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，通过氨基与羧基间缩合脱去水，形成含有肽键()的化合物，发生成肽反应。 。 微点拨：①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。二肽还可以继续与其他氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽，以至生成长链的多肽。 ②多肽常呈链状，因此也叫肽链。肽链能盘曲、折叠，还可以相互结合，形成蛋白质。一般把相对分子质量在10 000以上，并具有一定空间结构的多肽称为蛋白质。 　组成蛋白质的氨基酸主要是α­氨基酸。若用R表示烃基，α­氨基酸的结构通式可表示为________。两个氨基乙酸分子在一定条件下能相互作用生成一种二肽，该反应的化学方程式为_____________________________。 [解析]　氨基酸脱水缩合形成肽键时，羧基脱羟基、氨基脱氢，书写化学方程式时注意有小分子水生成。 [答案]　 　H2N—CH2—COOH ＋H2N—CH2—COOH ＋H2O 二、蛋白质 1．定义与组成 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，是一般细胞中含量最多的有机分子，占细胞干重的一半以上。蛋白质主要由C、H、O、N、S等元素组成，有些蛋白质还含有P、Fe、Zn、Cu等元素。 2．蛋白质的结构 3．蛋白质的主要性质 (1)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氨基与羧基，同时侧链中也往往存在酸性或碱性基团。因此，蛋白质与氨基酸类似，也是两性分子，既能与酸反应，又能与碱反应。 (2)水解 ①水解原理 ②水解过程 蛋白质多肽氨基酸。 (3)盐析 ①定义：少量的某些可溶性盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)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浓度时，反而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。 ②特点与应用：蛋白质的盐析是一个可逆过程，可以用于分离提纯蛋白质。 (4)变性 概念 在某些物理或化学因素的影响下，蛋白质的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、紫外线和放射线、超声波等 化学因素 强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛、丙酮等 特点 变性后的蛋白质在水中不能重新溶解，同时也会失去原有的生理活性，发生了不可逆的变化 微点拨：在日常生活中有时需要利用蛋白质变性，如食物加热、消毒等，有时也要防止蛋白质变性，如疫苗等生物制剂需低温保存等。 (5)显色反应——可用于蛋白质的分析检测 ①向蛋白质溶液加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热后沉淀变黄色。 ②固体蛋白质如皮肤、指甲不慎沾上浓硝酸会出现黄色。 微点拨：烫发原理：一般烫发时使用的还原剂可以使头发中的二硫键(—S—S—)断裂，产生游离的巯基(—SH)。再用一定的工具将头发卷曲或拉直成需要的形状。然后用氧化剂使巯基之间发生反应，生成新的二硫键，使头发的形状得以固定。 　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)糖类、油脂、蛋白质均只含C、H、O三种元素。 (×) (2)氨基酸和蛋白质分子中均含—COOH和—NH2。 (√) (3)二肽是两分子氨基酸缩合而成的化合物。 (√) (4)医疗器械高温消毒的实质是蛋白质的变性。 (√) 三、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化合物，其中绝大多数是蛋白质。