26 专题6 第二单元 蛋白质-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（苏教版2019）

第二单元　蛋白质 [素养发展目标]　1．认识氨基酸和蛋白质的组成、结构特点和主要化学性质。2．知道氨基酸和蛋白质的关系，了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。 3．了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。 一、氨基酸的组成、结构与性质 1．氨基酸的分子结构 (1)从结构上看，氨基酸可以看作是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的产物。 (2)官能团：分子中既含有—COOH(羧基)又含有—NH2(氨基)。 (3)天然氨基酸主要是α－氨基酸，其结构通式可以表示为。 2．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 2－氨基丙酸 脯氨酸 苯丙氨酸 2－氨基－3－苯基丙酸 3．氨基酸的性质 (1)物理性质 固态氨基酸主要以内盐的形式存在，熔点较高(填“高”或“低”)，不易(填“易”或“不易”)挥发，难溶于有机溶剂，常见的氨基酸均为无色晶体，熔点在200 ℃以上。 (2)化学性质 ①两性 氨基酸分子中含有酸性官能团—COOH和碱性官能团—NH2，因此具有两性，可与碱、酸反应生成盐。 a．与盐酸的反应：＋HCl―→。 b．与氢氧化钠溶液的反应：＋NaOH―→。 c．氨基酸分子中的氨基和羧基相互作用，使氨基酸成为带有正电荷和负电荷的两性离子(称为内盐)。随着水溶液pH不同，氨基酸分子在溶液中存在的形态也不同，可以发生不同的解离。通常以两性离子形式存在。 。 ②成肽反应 两个氨基酸分子，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的—NH2和另一分子的—COOH间脱去一分子水，缩合成含有肽键()的化合物。例如： 学生用书第118页 氨基酸二肽或多肽蛋白质。 ③显色反应 氨基酸和茚三酮共热时，能产生紫色化合物，是检测和定量测定氨基酸的重要反应。 【即学即练】 1．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 B　[α－氨基酸的通式为，A正确；人体内氨基酸分解代谢的最终产物是水、二氧化碳和尿素，D正确；两个氨基酸脱水缩合可形成二肽，C正确；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，因此“人体内所有氨基酸均可以相互转化”的说法是错误的，B错误。] 二、蛋白质的结构与性质 1．蛋白质的组成和结构 (1)组成：蛋白质中主要含有C、H、O、N、S等元素，是由氨基酸通过肽键等相互连接而形成的一类具有特定结构和一定生物学功能的生物大分子，属于天然有机高分子化合物。其溶液具有胶体的某些性质。 (2)四级结构 (3)分子病 ①概念：由蛋白质分子的变异或某种蛋白质的缺乏所导致的疾病。 ②起因：大多是蛋白质的氨基酸序列发生改变，分子结构发生变化，影响其正常功能的发挥。 2．蛋白质的性质 (1)溶解性：许多蛋白质在水中有一定的溶解性，溶于水形成胶体。 (2)水解：蛋白质在酸、碱或酶的作用下能水解，水解的最终产物是多种氨基酸，天然蛋白质水解的最终产物都是α－氨基酸，如下所示。 蛋白质多肽二肽α－氨基酸 (3)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和羧基，侧链中也有碱性或酸性基团，所以蛋白质与氨基酸一样具有两性，能与酸、碱反应。 (4)盐析和变性 ①实验探究 ②盐析与变性的比较 盐析 变性 实质 物理变化(溶解度降低) 化学变化(结构、性质改变) 过程 可逆 不可逆 用途 分离、提纯蛋白质 杀菌、消毒等 (5)颜色反应：主要用于检验蛋白质的存在。 ①含苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色； ②蛋白质遇双缩脲试剂加热至沸腾显紫玫瑰色； ③蛋白质遇茚三酮试剂加热至沸腾显蓝色。 【即学即练】 2．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)蛋白质是由多种α－氨基酸加聚而生成的天然高分子化合物(×) 学生用书第119页 (2)氨基酸和蛋白质分子中均含—COOH和—NH2(√) (3)医疗器械的高温消毒的实质是蛋白质的变性(√) (4)酶均是蛋白质，是体内反应的催化剂(×) (5)可以用灼烧法鉴别棉线和羊毛线(√) 三、核酸的结构及生物功能 1．核酸的分类 天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同，分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。 2．核酸的组成 (1)核酸是一种生物大分子，是由许多核苷酸单体形成的聚合物。 (2)核苷酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和碱基，其中戊糖有脱氧核糖或核糖，在核酸中以环状结构的形式存在。 3．核酸的结构 (1)核酸的三级结构 (2)DNA的双螺旋结构与碱基互补配对原则 在DNA的双螺旋结构中，不同的碱基通过氢键两两配对。碱基配对存在着严格的关系，即一条链上的碱基A与另一条链上的碱基T通过两个氢键配对；同样，G和C之间通过三个氢键配对，这一规律称为碱基互补配对原则。 4．DNA、RNA的生物功能 DNA主要存在于细胞核中，是遗传信息的储存和携带者，DNA的结构决定了生物合成蛋白质的特定结构，并保证把这种特性遗传给下一代。RNA主要存在于细胞质中，它们以DNA为模板而形成，将DNA的遗传信息翻译并表达成具有特定功能的蛋白质。 【即学即练】 3．下列有关核酸的叙述正确的是(　　) A．除病毒外，一切生物都有核酸存在 B．核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物 C．核酸是生物的遗传物质 D．组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸 C　[一般地说，病毒由核酸和蛋白质组成，A不正确；核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子化合物，B不正确；核酸按戊糖的不同分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，其中DNA的基本单位是脱氧核苷酸，D不正确。] 一、氨基酸的结构和性质探究 有一种叫氨基酸的小分子，样子千奇百怪，它们会排列组合，像搭积木，搭出不同的链条，就像这样： 然后把这些链条拧成团，就变成了大分子。这种由氨基酸组成的大分子，就是多肽，多肽再联合，就形成蛋白质。 1．2个甘氨酸分子脱水形成二肽的反应属于取代反应吗？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：属于。　3个。 学生用书第120页 2．甘氨酸和丙氨酸的混合物在一定条件下可发生反应生成链状二肽，试判断能得到几种二肽，并写出二肽分子的结构简式。 提示：4种 (1)2个相同的氨基酸： (2)2个不同的氨基酸： 3．氨基酸有两性，写出苯丙氨酸()与盐酸、NaOH溶液的反应。 提示： 氨基酸的成肽反应 1．二肽 氨基酸分子的羧基与另外1个氨基酸分子的氨基脱水形成肽键，根据参与反应的羧基或氨基的不同可形成多种二肽。 2．成环——分子内或分子间脱水成环 3．氨基酸分子缩聚成高分子化合物 1．关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述错误的是(　　) A．分子量最大的氨基酸是甘氨酸 B．有些氨基酸不能在人体细胞中合成 C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键 D．不同氨基酸之间的差异是由R基引起的 A　[甘氨酸是分子量最小的氨基酸，它的R基是最简单的氢，A错误；氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸只能从食物中获取，人体内不能合成，B正确；氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键，C正确；R基的不同决定了氨基酸之间的差异，D正确。] 2．(2022·宜春市下学期月考)谷氨酸有生发防脱、治疗皱纹等功效，工业上利用谷氨酸制备味精(主要成分为谷氨酸单钠)。下列有关说法正确的是(　　) (谷氨酸单钠)、 (谷氨酸) A．谷氨酸分子式为C5H8NO4 B．谷氨酸分子中有1个手性碳原子 C．谷氨酸能与NaOH、NaHCO3溶液反应，不能与盐酸反应 D．谷氨酸溶于热水不可能存在 B　[谷氨酸分子式为C5H9NO4，故A错误；谷氨酸分子中与氨基相连的碳原子为手性碳原子，有1个手性碳原子，故B正确；谷氨酸含有羧基、氨基，羧基能与NaOH、NaHCO3溶液反应，氨基能与盐酸反应，故C错误；羧基能发生部分电离，氨基具有碱性能与氢离子结合，所以谷氨酸溶于热水可能存在，故D错误；选B。] 学生用书第121页 二、蛋白质的结构与性质探究 蛋白质是生命的物质基础，是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。 1．豆浆、牛奶中加入浓食盐水会有固体析出，解释原因？ 提示：加入浓食盐水，使豆浆或牛奶中的蛋白质盐析，因而会析出固体。 2．医用酒精、“84”消毒液、紫外线等能杀菌消毒、福尔马林可用于浸制动物标本，所依据的原理是什么？ 提示：这些条件(或物质)下，可使蛋白质变性，细菌、病毒均含有蛋白质，这些条件(或物质)可使细菌病毒的蛋白质凝固而失活，故这些条件(或物质)可用于杀菌、消毒。 3．有人误服了重金属盐，如铅盐、铜盐、汞盐等，应该怎样处理？原理是什么？ 提示：迅速喝下鲜牛奶、豆浆或鲜鸡蛋清等。重金属盐中毒的病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆可消耗重金属，从而避免了重金属离子与人自身的蛋白质的结合，干扰人的正常生理代谢。 4．如何分离提纯蛋白质？ 提示：常用盐析来分离提纯蛋白质。因为盐析是可逆的，在蛋白质溶液中加入浓的轻金属盐或铵盐溶液，蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，析出的蛋白质又能溶于水中，并不影响它原来的性质。 1．蛋白质的分离与提纯 (1)常用盐析法分离提纯蛋白质，因为盐析是可逆的。 (2)可用渗析法除去蛋白质溶液(属于胶体)中的杂质离子，因为蛋白质属于高分子化合物，不能透过半透膜，而离子可以通过。 2．蛋白质的盐析、变性与渗析 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 利用半透膜分离蛋白质与普通分子、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 蛋白质溶液、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 除去蛋白质溶液中的NaNO3杂质 1．(2022·信阳市第二次质检)唐代赵蕤所题《嫘祖圣地》碑文记载：“嫘祖首创种桑养蚕之法，抽丝编绢之术，谏诤黄帝，旨定农桑，法制衣裳……弼政之功，殁世不忘”。下列有关说法正确的是(　　) 学生用书第122页 A．丝绸制品主要成分是蛋白质，不能高温熨烫 B．“抽丝编绢”涉及化学变化 C．蚕丝和棉纤维都是天然高分子，用灼烧法无法鉴别 D．蚕丝水解可以生成葡萄糖 A　[丝绸制品主要成分是蛋白质，不能高温熨烫，否则会因蛋白质变性而造成破损，故A正确；抽丝编绢是将蚕茧抽成线，再编制成绢的过程，没有新物质生成，属于物理变化，故B错误；蚕丝的主要成分是蛋白质，棉纤维的主要成分是纤维素，用灼烧的方法能够鉴别蛋白质和纤维素，故C错误；蚕丝的主要成分是蛋白质，水解的最终产物是氨基酸，不是葡萄糖，故D错误；故选A。] 2．(2023·菏泽市期中)蛋白质是生命的物质基础，是生命活动的主要承担者。下列有关蛋白质的说法正确的是(　　) A．蛋白质分子能透过半透膜 B．氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性 C．酶是一种高效的生物催化剂，所有的酶都属于蛋白质 D．用甘氨酸和丙氨酸缩合最多可形成四种二肽 D　[蛋白质分子不能透过半透膜，A错误；蛋白质遇重金属离子会变性，氨基酸不能，B错误；酶是一种高效的生物催化剂，大多数酶属于蛋白质，C错误；氨基酸生成二肽，就是两个氨基酸分子脱去一个水分子，当同种氨基酸脱水，生成2种二肽，当异种氨基酸脱水：可以是甘氨酸脱去羟基，丙氨酸脱氢，也可以丙氨酸脱羟基，甘氨酸脱去氢，生成2种二肽，共4种，D正确；答案选D。] 3．当含下列结构片段的蛋白质在胃液中水解时，不可能产生的氨基酸是(　　) D　[氨基酸水解，断键部分是，如图所示： 得到四种氨基酸： 1．蛋白质和核酸共有的主要组成元素是(　　) A．C、H、O　　　 B．C、H、O、N、P C．C、H、O、N D．C、H、O、P C　[蛋白质的元素组成是 C 、 H 、 O 、 N ；核酸的元素组成是C 、 H 、O 、 N 、P；共有的C、H、O、N；故选C。] 2．下列过程不属于化学变化的是(　　) A．皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色 B．在蛋白质溶液中，加入硫酸铜溶液，有沉淀析出 C．用稀释的福尔马林溶液(0．1%～0．5%)浸泡植物种子 D．在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出 D　[皮肤不慎沾上浓硝酸，硝酸与皮肤中的蛋白质发生颜色反应，呈现黄色，选项A是化学变化。在蛋白质溶液中，加入硫酸铜溶液，硫酸铜的铜离子使蛋白质发生变性，有沉淀析出，选项B是化学变化。用稀释的福尔马林溶液(0．1%～0．5%)浸泡植物种子，是利用福尔马林中的甲醛使蛋白质变性的原理，达到杀菌的目的，选项C是化学变化。在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，使蛋白质发生盐析，有沉淀析出，盐析是一种物理变化，选项D是物理变化。] 3．某物质的球棍模型如图所示，下列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．该物质为两性化合物 D．该物质的分子之间可以发生脱水反应 A　[该物质中的六元环为苯环，结构简式应为，A错误；该物质中的六元环为苯环，能发生加成反应，B正确；分子中存在氨基和羧基，具有两性，C正确；该物质含有氨基和羧基，能发生分子间的脱水反应生成肽键，D正确；综上所述答案为A。] 4．脱氧核糖核酸的结构片段如图：(其中“…”或者“……”表示氢键) 学生用书第123页 它在酶和稀盐酸中可以逐步发生水解，下列关于该高分子的说法不正确的是(　　) A．完全水解产物中，含有磷酸、戊糖和碱基 B．完全水解产物的单个分子中，一定含有官能团—NH2和—OH C．氢键对该高分子的性能有很大影响 D．其中碱基的一种结构简式为 B　[B错误，生成的戊糖、磷酸中不含—NH2；C正确，分子中存在O…H—N、N—H…N等氢键，影响高分子的性能。] 5．大豆和鸡蛋中含有大量的蛋白质，由大豆和鸡蛋配制出来的菜肴很多，它是人体营养物质中最重要的补品之一。请回答下列问题： (1)我们所吃的豆腐是一种_______（填字母，下同）。 A．蛋白质凝胶 B．纯蛋白质 C．脂肪 D．淀粉 (2)我们食用的大豆，最终补充给人体的主要成分是_______。 A．氨基酸 B．蛋白质 C．油脂 D．糖类 (3)向鸡蛋清溶液中滴加一定量的醋酸铅溶液，现象为_______，这种现象在化学上称为_______，滴加一定量的浓硝酸并微热，现象为_______，为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是“人造丝”，通常选用的方法是_______(填序号)。 ①滴加稀硝酸　②滴加浓硫酸　③滴加酒精　④火焰上灼烧 (4)鸡蛋蛋白的水解最终产物是_______。请以甘氨酸()为例，写出其与NaOH溶液反应的化学方程式： ______________________________________________。 (5)市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣服的汗渍、血液及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解除去。下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是_______（填序号）。 ①棉织品　　　②毛织品　　　③腈纶织品 ④蚕丝织品　　⑤涤纶织品　　⑥绵纶织品 答案：　(1)A　(2)A (3)生成白色沉淀　蛋白质的变性　鸡蛋白变黄色　④ (4)氨基酸　 ＋H2O (5)②④ 学科网（北京）股份有限公司 $$