课时3 蛋白质的神奇密码——氨基酸的排列组合（课件）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

第四单元 生物大分子 课时3 蛋白质的神奇密码 ——从单糖到多糖 你的名字 学习 目标 蛋白质的结构和性质 氨基酸的结构和性质 酶的性质和用途 任务一 氨基酸的结构和性质 新课导入 从最简单的病毒、细菌等微生物直至人类，生物体内的绝大多数生命过程都与蛋白质密切相关，可以说没有蛋白质就没有生命。 课堂探究 阅读教材，总结氨基酸的基本概念： 从结构上看，氨基酸可看作羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。 1.定义： 2.官能团： —NH2(氨基) —COOH(羧基) 组成生物体内 人体内不能合成 一般只有20种 8种氨基酸 几百种 必需氨基酸 自然界中存在的氨基酸 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。氨基酸一般能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 氨基，羧基能够与水分子形成氢键，从而增加氨基酸的溶解性 课堂探究 阅读教材，总结氨基酸的基本概念： 4.结构： 组成天然蛋白质的氨基酸主要是α-氨基酸，即氨基在羧基的α-位上； R–CH—COOH NH2 显碱性 显酸性 氨基酸具有两性 α-氨基酸除甘氨酸外,一般均含有连接4个不同原子或原子团的手性碳原子,具有对映异构体。  课堂探究 阅读教材，总结氨基酸的基本概念： 5.命名： 俗名 结构简式 命名 甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸 苯丙氨酸 半胱氨酸 CH2—COOH H2N— 氨基乙酸 2-氨基丙酸 2-氨基戊二酸 2-氨基-3-苯基丙酸 2-氨基-3-巯基丙酸 CH3—CH—COOH NH2 HOOC—(CH2)2—CH—COOH NH2 课堂探究 【思考与讨论】：根据氨基酸结构，推测其可能具有哪些化学性质? 酸性：与碱、盐、活泼金属等反应 酯化：与羟基反应 成肽反应：与氨基反应 碱性：与酸反应 成肽反应：与羧基反应 取代反应 取代反应 课堂探究 6.化学性质： (1)氨基酸的两性 R-CH-COOH + NaOH NH2 R-CH-COONa + H2O NH2 R-CHCOOH+HCl RCHCOOH NH2 NH3Cl 氨基酸结构的化学性质： 课堂探究 氨基酸结构的化学性质： 6.化学性质： (2)成肽反应（分子间脱水反应，属于取代反应） 两个氨基酸分子（可以相同，也可以不同）在一定条件下，通过氨基和羧基间缩合脱去水形成含有肽键的化合物。 氨基酸 氨基酸 二肽 酸脱羟基，氨脱氢 肽中含有-NH2和-COOH，肽也有两性；肽键可简写为 -CONH-，不能写成 -CNHO-。 课堂探究 氨基酸的成肽反应： 四肽 肽键或酰胺键 二肽有一个肽键、三肽有两个肽键、n肽有(n-1)个肽键 多肽 课堂探究 氨基酸的成肽反应： 两分子氨基酸 缩合 二肽 三肽 缩合 +氨基酸 缩合 +氨基酸 四肽 缩合 +氨基酸 多肽 · · · · · · 相互结合形成 盘曲、折叠 蛋白质 Mr>10000 具有一定的空间结构 呈链状 肽链 课堂探究 氨基酸的成肽反应： 缩聚反应：由n个氨基酸分子发生成肽反应，生成一个肽链时，会生成(n-1)个水分子和(n-1)个肽键。 由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为n-1； 由两种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为2n-1。 课堂探究 氨基酸缩合的反应规律： 1.两分子间缩合 2.分子间缩合成环 3.分子内缩合成环 课堂探究 氨基酸的成肽反应： 【深度思考】甘氨酸和丙氨酸放在同一容器内发生成肽反应，生成的二肽有几种？ 任务二 蛋白质的结构和性质 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的基本概念： 1.定义： 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。 3.官能团： 肽键 -CONH- —NH2(氨基) —COOH(羧基) 2.组成主要元素： C、H、O、N、S 等 有些蛋白质还含有： 蛋白质属于： 人体内所具有的蛋白质种类达到了10万种以上。 P、Fe、Zn、Cu等 天然高分子化合物 4.数量： 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的基本概念： 5.结构： 种类、数目及排列顺序 特定的空间结构 多肽链的氨基酸 蛋白质的结构 各种蛋白质都有其特殊功能和活性 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的四级结构： 蛋白质分子中氨基酸单体的排列顺序对蛋白质的性质和功能起着决定性作用。 一级结构 肽键中的氧原子与氢原子之间存在氢键，会使肽链盘绕或折叠成特定的空间结构 二级结构 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的四级结构： 肽链在二级结构基础上还会进一步盘曲折叠，形成更复杂的三级结构 三级结构 四级结构 多个具有特定三级结构的多肽链通过非共价键相互作用(如氢键等)排列组装，形成蛋白质的四级结构。 课堂探究 知识扩展： 血红蛋白分子中的谷氨酸会因遗传因素变成缬氨酸，这一微小差别会导致红细胞的形态由正常的圆饼状变为异常的镰刀状，使人患镰状细胞贫血。 蛋白质含量的测定： 生物样品中的1g氮元素大致相当于6.25 g蛋白质，由此可以通过测定样品中氮元素的质量分数计算出其中蛋白质的含量。 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的化学性质： 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，故蛋白质与氨基酸一样也是两性分子。 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的化学性质： 2.水解： 在酸、碱或酶作用下，逐步水解成相对分子质量较小的多肽，最终水解得到氨基酸。 HO H O H H—N—CH2—C— O H —N—CH2—C—OH 食物中的蛋白质在人体内各种蛋白酶的作用下水解成氨基酸，氨基酸被肠壁吸收进入血液，再在体内重新合成人体所需要的蛋白质。 天然蛋白质水解的最终产物都是α-氨基酸。 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的化学性质： 3.盐析： 阅读、观看【实验4-3】并解释实验现象： 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的化学性质： 3.盐析： 少量的某些可溶性盐（如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等轻金属盐）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。 (1)蛋白质的盐析是一个可逆过程，盐析出的蛋白质在水中仍能溶解，并不影响其活性，属于物理变化过程。 (2)采用多次盐析和溶解，可以分离提纯蛋白质。 重要考点： 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的化学性质： 4.变性： 阅读、观看【实验4-4】并解释实验现象： 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的化学性质： 4.变性： 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。 重要考点： 蛋白质在变性的过程中结构发生了改变，属于化学变化，是不可逆过程，可用于杀菌消毒。 物理因素： 化学因素： 加热、加压、搅拌、振荡、紫外线和放射线、超声波等 强酸、强碱、重金属盐、强氧化剂、乙醇、甲醛、丙酮等 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的化学性质： 4.变性的应用： (1)食物加热后，其中的蛋白质发生了变性，有利于人体消化吸收。 (2)乙醇、苯酚和碘等作为消毒防腐药可以使微生物的蛋白质变性，导致其死亡，达到消毒的目的。 (3)紫外线可用于杀菌消毒。有时也要注意防止蛋白质变性。 (4)疫苗等生物制剂需要在低温下保存。 (5)攀登高山时为防止强紫外线引起皮肤和眼睛的蛋白质变性灼伤，需要防晒护目。 课堂探究 【思考与讨论】 2.为什么紫外线可用于环境和物品消毒，放射线可用于医疗器械灭菌？ 1.因误服铅、汞等重金属盐中毒的患者在急救时，为什么可口服牛奶、蛋清或豆浆？ 误服重金属盐，可口服牛奶、蛋清或豆浆，其目的是使重金属盐与牛奶等发生变性作用，从而减少人体蛋白质变性。 紫外线用于环境和物品消毒，放射线用于医疗器械消毒，都是利用紫外线或放射线使细菌和病毒中的蛋白发生变性而使其死亡 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，有时要防止蛋白质变性，如疫苗等生物制剂需低温保存等。 3.做胃透视时，要服“钡餐”硫酸钡，为何不会中毒？能否改服碳酸钡？ 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的化学性质： 5.显色反应： 阅读、观看【实验4-5】并解释实验现象： 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的化学性质： 5.显色反应： 原因： 含有苯环的蛋白质与浓硝酸发生显色反应，使蛋白质变黄。 本质： 蛋白质的变性 分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄色。其他一些试剂也可以与蛋白质作用呈现特定的颜色，可用于蛋白质的分析检测。 课堂探究 阅读教材，总结蛋白质的化学性质： 6.氧化反应： 可燃性： 蛋白质可以燃烧，一般生成CO2、H2O、N2、SO2、P2O5等物质，灼烧蛋白质有烧焦羽毛的气味，可用于鉴别羊毛衫、蚕丝被的真假。 常见纤维灼烧的气味： 动物纤维： 植物纤维： 化学纤维： 烧塑料的气味 烧焦羽毛的气味 烧纸的气味 课堂探究 《科学史话》： 课堂探究 《资料卡片》： 任务三 酶的性质和用途 课堂探究 阅读教材，总结酶的基本概念： 1.定义： 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： 在酶的作用下，生物才能进行新陈代谢，完成消化、呼吸、运动、生长、发育、繁殖等生命活动。 目前，酶已经得到了广泛的应用，如蛋白酶用于医药、制革等工业，淀粉酶用于食品、发酵、纺织等工业，酒化酶用于酿酒等。 3.用途： 课堂探究 阅读教材，总结酶的基本概念： 4.特点： (1)高效催化作用 (2)条件温和(接近体温和中性) (3)高度的专一性 一般是普通催化剂的107倍 一般在接近体温和中性的条件下进行，此时酶的活性最高。超过适宜的温度时，酶将失去活性。 课堂小结 (1)两性 氨基酸 最终水解 脱水缩合 酶 绝大多数是 (2)水解 (3)盐析 (4)变性 (5)显色 高效性 温和性 专一性 蛋白质 课堂检测 【典型例题1】下列关于氨基酸的叙述不正确的是（    ） A．天然氨基酸都是晶体，一般都能溶于水 B．氨基酸不能发生水解反应 C．氨基酸是能与酸、碱反应生成盐 D．两个氨基酸分子脱水后形成的二肽中含有两个肽键 【答案】D 课堂检测 【典型例题2】下列关于蛋白质的叙述错误的是（ ） A．浓HNO3溅到皮肤上，使皮肤呈黄色，是由于浓HNO3和 蛋白质发生显色反应 B．灼烧羊毛时会产生烧焦羽毛的气味 C．蛋白质水解的最终产物是肽类化合物 D．高温灭菌的原理是加热后使蛋白质变性，从而使细菌死亡 【答案】C 课堂检测 【典型例题3】要使蛋白质从水溶液中析出而又不改变蛋白质的主要性质， 应向其中加入（ ） A．酒精 B．浓NaOH溶液 C．浓NaCl溶液 D．浓BaCl2溶液 【答案】C 课堂检测 【典型例题4】下列关于酶的叙述中，错误的是（ ） A．酶是一种氨基酸 B．酶的催化条件通常较温和 C．酶是生物体中重要的催化剂 D．酶在重金属盐作用下会失去活性 【答案】A THANKS 请，批评指正 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS Lavf56.40.101 Tencent APD MTS Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $$