4.2蛋白质-2023-2024学年高二化学同步教学讲义（人教版2019选择性必修3）

第二节 蛋白质 知识解读·必须会 知识点一 氨基酸 1.氨基酸定义及结构 （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：氨基酸分子中含有氨基和羧基，属于取代羧酸。组成蛋白质的氨基酸主要是α-氨基酸，即氨基连接在与羧基相邻的α位的碳原子上，其结构简式可表示为。 2.几种常见的氨基酸 俗名 结构简式 系统命名 甘氨酸 H2N—CH2COOH 氨基乙酸 丙氨酸 CH3—COOH 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 HS—CH2—COOH 2­氨基­3­巯基丙酸 3.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。能溶于强酸或碱溶液中，一般能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 4.化学性质 （1）两性 氨基酸分子中既含有羧基，又含有氨基，羧基是酸性基团，氨基是碱性基团。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 ①两个氨基酸分子（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（）（—CONH—）的化合物，发生成肽反应。 ②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它氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽，以至生成长链的多肽。 ③ n个氨基酸分子发生成肽反应生成一个肽链时，形成（n-1）个肽键，脱出（n-1）个水分子。 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10000以上，并具有一定空间结构的多肽称为蛋白质。 知识点二 蛋白质 1.存在 天然蛋白质主要存在于动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁、毛发、蹄、角等中，或存在于植物的种子里。 2.作用 蛋白质是生物体内一类极为重要的生物大分子，是生命活动的主要物质基础。它不仅是细胞的重要成分，而且具有多种生物学功能。如动植物体内起催化作用的大多数酶、一些调节代谢的激素和发生免疫反应的抗体等均为蛋白质。 3.组成和结构 （1）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，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）结构 蛋白质的结构不仅取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。 4.性质 （1）物理性质 ①溶解性：有的蛋白质难溶于水，如丝、毛等；有的蛋白质能溶于水，如鸡蛋清等。属于物理变化 ②盐析：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。 盐析得到的蛋白质仍能溶于水，即盐析是可逆的。采用多次盐析和溶解可分离提纯蛋白质。 （2）化学性质 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一NH2和-COOH，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 蛋白质多肽氨基酸 酸、碱或酶 水解反应 酸、碱或酶 水解反应 ③变性（属于化学变化） a.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称为蛋白质的变性。 b.影响蛋白质性质的因素 物理因素 加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线和放射线等 化学因素 强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛、丙酮等 ④显色反应 a.显色反应 蛋白质溶液中加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热后沉淀变黄色。 b.应用 在使用浓硝酸时，皮肤、指甲不慎沾上浓硝酸会出现黄色，就是蛋白质发生显色反应的结果。 利用含有苯环的蛋白质遇浓硝酸发生显色反应的性质，可以检验或鉴别含苯环的蛋白质。 ⑤灼烧 因含N、S等元素，蛋白质被灼烧时，会产生类似烧焦羽毛的特殊气味。这可用于蛋白质的检验。 知识点三 酶 1.含义 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。 2.作用 酶对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的反应具有高效的催化作用，酶的催化作用具有以下特点： ①条件温和，不需加热。一般在接近体温和中性的条件下，酶的活性最高。 ②具有高度的专一性。例如，蛋白质酶只能催化蛋白质的水解反应，淀粉酶只对淀粉和糖原等多糖的水解起催化作用。 ③具有高效的催化作用。酶催化的化学反应速率一般是普通催化剂的10倍。 3.用途 酶已得到广泛的应用，如淀粉酶应用于食品、发酵、纺织、制药等工业；蛋白酶用于医药、制革等工业；脂肪酶用于脂肪水解、羊毛脱脂等；有的酶还可用于疾病的诊断。 热点题型·学解题 【例1】关于