专题8 第2单元 第5课时 蛋白质和氨基酸-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册创新导学案课件PPT（苏教版2019）

0 专题8　有机化合物的获得与应用 第二单元　食品中的有机化合物 第五课时　蛋白质和氨基酸 1．掌握蛋白质的组成和主要性质。2．掌握氨基酸的结构和性质。3．了解蛋白质在日常生活中的应用。 2 学习理解 01 课时分层练 04 目录 CONTENTS 探究应用 02 总结提升 03 学习理解 一、蛋白质 1．存在、作用和组成 (1)存在：蛋白质是组成______的基础物质。动物的______、_____以及在人体新陈代谢中起催化作用的_____、运输氧气的___________、引起疾病的_______和_______、抵抗疾病的_______中都含有蛋白质。 (2)作用：一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关，不同结构的蛋白质其生理功能也不同，没有_________就没有生命。 (3)组成：蛋白质是一类结构非常复杂、相对分子质量很大(几万到几千万)的________化合物，由______________________等元素组成。 细胞 肌肉 毛皮 酶 血红蛋白 细菌 病毒 抗体 蛋白质 高分子 碳、氢、氧、氮、硫 学习理解 5 2．性质 (1)盐析 ①概念：在蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液，可使蛋白质的溶解度_______而析出，这一过程称为盐析。 ②条件：浓的____________溶液或_________溶液等。少量的无机盐能促进蛋白质的溶解。 ③特点：盐析是可逆过程，继续加水时，能使沉淀溶解，不影响蛋白质的生理活性。 ④应用：可用来分离、提纯蛋白质。 降低 (NH4)2SO4 Na2SO4 学习理解 6 (2)变性 ①条件：在_______、______、______、__________、________、___________ (36%～40%甲醛溶液)作用下，蛋白质原有的__________或__________会发生改变，其生理功能也会随之改变，这种变化称为蛋白质的变性。 ②特点：蛋白质的变性是________的化学变化过程。 ③应用：利用这一性质进行杀菌消毒。 (3)水解 ①蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解，最终产物是各种小分子的______。 ②天然蛋白质水解的最终产物为α­氨基酸。 加热 强酸 强碱 重金属盐 紫外线 福尔马林 化学组成 空间结构 不可逆 氨基酸 学习理解 7 二、氨基酸 1．常见氨基酸的结构简式 甘氨酸(氨基乙酸)：_________________________________； 丙氨酸(α­氨基丙酸)：________________________________； 谷氨酸(α­氨基戊二酸)：_______________________________。 学习理解 8 2．结构特点 (1)α­氨基酸分子中，氨基连在________________________。 (2)氨基酸分子中含有________________和______________两种官能团。 3．化学性质 离羧基最近的碳原子上 羧基(—COOH) 氨基(—NH2) 酸 碱 多肽 蛋白质 学习理解 9 三、酶 (1)绝大多数酶是_________。 (2)酶除具有蛋白质的性质外，还具有很强的催化作用。酶的催化特点：____________；__________；__________。 蛋白质 条件温和 专一性 高效性 学习理解 10 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)蛋白质和氨基酸都是高分子化合物。(　　) (2)浓无机盐溶液使蛋白质发生变性。(　　) (3)CuSO4溶液使蛋白质发生盐析。(　　) (4)氨基酸只有酸性。(　　) (5)温度越高，酶的催化效能越强。(　　) (6)酶只有在强酸、强碱条件下才能发挥其作用。(　　) × × × × × × 学习理解 11 探究应用 我国科学家于1965年在世界上首次完成了具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素的合成，对蛋白质的研究做出了重要贡献。 [问题探究] 1．氨基酸是蛋白质的基本组成单位，其中甘氨酸和苯丙氨酸 的结构简式如下，二者分子中都含有什么官能团？其结构有什么共 同点？ 提示：二者分子中都含有氨基(—NH2)和羧基(—COOH)，两个官能团都连在同一个碳原子上，都属于α­氨基酸。 探究应用 13 2．如何鉴别丝织品和棉织品？ 3．在生物实验室里，常用甲醛溶液(俗称福尔马林)保存动物标本。在农业上，可以用硫酸铜、生石灰和水制成波尔多液来防止农作物病害。其原理是什么？ 提示：可以用燃烧法，丝织品的主要成分是蛋白质，燃烧时有烧焦羽毛气味，而棉织品的主要成分是纤维素，燃烧时没有此气味。 提示：细菌和病毒的主要成分为蛋白质，使用化学试剂，如医用酒精、甲醛、重金属盐(硫酸铜)等，能使蛋白质发生变性，从而使细菌或病毒的蛋白质失去生理活性，达到杀菌消毒的目的。 探究应用 14 知识点一　蛋白质的组成与性质 1．蛋白质的盐析与变性比较 盐析 变性 含义 蛋白质溶液中加某些浓无机盐溶液，会使其溶解度降低而析出 蛋白质在某些条件下原有化学组成或空间结构发生变化，丧失生理功能 条件 轻金属盐及铵盐的浓溶液 受热、紫外线、强酸、强碱、强氧化剂、重金属盐、甲醛、酒精、苯酚等有机物 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 探究应用 15 2．蛋白质的特征反应 (1)颜色反应：某些(含有苯环的)蛋白质跟浓硝酸作用会变为黄色，如向鸡蛋清溶液里滴入浓硝酸，会产生黄色沉淀。颜色反应可用于检验蛋白质。 (2)灼烧：蛋白质灼烧时会产生烧焦羽毛的气味。灼烧也可用于蛋白质的鉴别(如区别羊毛织物和化纤织物)。 探究应用 16 1．下列关于蛋白质的叙述中不正确的是(　　) A．向蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，有白色沉淀析出，再加水，沉淀溶解 B．加热蛋白质溶液，冷却后蛋白质恢复生理功能 C．误食硫酸钡不会使人中毒 D．浓硝酸溅到皮肤上，使皮肤呈黄色是由于浓硝酸和蛋白质发生了颜色 反应 解析：加热蛋白质溶液，蛋白质发生变性，不能恢复生理功能，B错误。 探究应用 17 2．下列关于蛋白质的叙述中，错误的是(　　) A．蛋白质是一种高分子化合物 B．蛋白质水解的最终产物是氨基酸 C．灼烧某白色纺织品有烧焦羽毛的气味，则可说明此纺织品不是人造丝 D．人的皮肤上不慎沾染浓硝酸后变黄色是物理变化 解析：蛋白质的颜色反应是化学变化，D错误。 探究应用 18 知识点二　氨基酸的性质 1．两性 氨基酸具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应，如： 探究应用 19 2．缩合反应 2个氨基酸分子间失去1分子H2O而形成的含有1个肽键的化合物称为二肽，由很多个氨基酸分子失水可形成多肽，再经过一系列复杂的变化，构成蛋白质。 探究应用 20 探究应用 21 3．甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下发生缩合反应生成的二肽化合物共有(　　) A．4种 B．3种 C．2种 D．1种 解析：甘氨酸和甘氨酸，丙氨酸和丙氨酸自身形成的二肽各一种，两者交叉形成的二肽有两种，共4种。 探究应用 22 4．已知谷氨酸的结构简式为 ，下列说法不正确的是(　　) A．1 mol谷氨酸能与2 mol NaOH发生反应 B．谷氨酸分子中的—NH2表现碱性 C．谷氨酸分子之间不能发生反应 D．谷氨酸分子间能发生脱水缩合反应 解析：1 mol谷氨酸含有2 mol羧基，能与2 mol NaOH发生反应，A正确；谷氨酸分子中既含有氨基又含有羧基，其中的—NH2表现碱性，羧基表现酸性，B正确；谷氨酸分子之间的氨基和羧基能发生脱水缩合反应，C错误，D正确。 探究应用 23 总结提升 本课总结 自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 总结提升 25 随堂提升 1．2014年诺贝尔化学奖授予超高分辨率荧光显微镜的贡献者。人类借助这种显微镜可以观察到单个的蛋白质分子。下列有关叙述不正确的是(　　) A．蛋白质中含有碳、氢、氧、氮等元素 B．蛋白质属于高分子化合物 C．蛋白质可完全水解生成氨基酸 D．消毒过程中细菌蛋白质发生了盐析 总结提升 26 2．下列关于酶的叙述中，不正确的是(　　) A．酶是糖类物质 B．大多数酶是蛋白质 C．酶是生物体内产生的催化剂 D．酶受到高温或重金属盐作用时会变性 总结提升 27 3．下列有关氨基酸的理解正确的是(　　) A．氨基酸在人体中被分解，不能用于合成新蛋白质 B．氨基酸包括甘氨酸、色氨酸和丙氨酸三种 C．氨基酸的结构中一定含氨基和羧基，且氨基与羧基连在相邻的碳原子上 D．氨基酸与强碱反应生成盐类物质 解析：A项，氨基酸在人体中可合成新的蛋白质，错误。B项，氨基酸的种类有很多，不止三种，错误。C项，氨基酸的氨基与羧基也可以连在同一个碳原子上，如α­氨基酸，错误。D项，氨基酸分子中含羧基，可与强碱反应生成盐类物质，正确。 总结提升 28 4．蛋白质的四级结构如图所示，下列说 法不正确的是(　　) A．氨基酸脱水缩合形成肽键得到肽链 B．肽链之间存在氢键，使肽链盘绕或折 叠成特定空间结构 C．蛋白质也具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应 D．向蛋白质溶液中加入稀(NH4)2SO4溶液，能使蛋白质溶解度降低而析出 解析：向蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，能使蛋白质溶解度降低而析出，D错误。 总结提升 29 5．大豆含有大量的蛋白质和脂肪，由大豆制作出来的菜肴很多，它是人体营养中最重要的补品。请回答下列问题： (1)我们所吃的豆腐是一种_____。 A．蛋白质凝胶 B．纯蛋白质 C．脂肪 D．淀粉 (2)点豆腐所采用的凝聚剂可以是_____。 A．石膏 B．硫酸钾 C．氯化钡 D．硫酸铜 A A 总结提升 30 (3)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．多肽 D．糖类 (4)请写出甘氨酸(H2N—CH2—COOH)与NaOH反应的化学方程式：________ ________________________________________________________。 A H2N—CH2—COOH＋NaOH―→H2N—CH2—COONa＋H2O 总结提升 31 课时分层练 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 氨基酸的组成与结构 蛋白质的性质 蛋白质和纤维素的性质比较 蛋白质的性质 氨基酸与蛋白质的性质 肽的水解反应 氨基酸的结构与性质 题号 8 9 10 11 12 13 14 难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★ ★★★ 对点 酶的性质及作用 氨基酸的性质 蛋白质的结构与性质 与氨基酸有关的计算 与氨基酸有关的综合考查 蛋白质的性质 氨基酸和蛋白质性质等的综合考查 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 33 1．氨基酸是人体必需的一种营养物质，有一种氨基酸的分子式为C2H5NO2，下列有关叙述正确的是(　　) A．该氨基酸分子的相对分子质量为75 g B．该分子中碳、氢、氮、氧四种元素的原子个数比为2∶5∶1∶2 C．该氨基酸结构中含有—NO2 D．该分子由两个碳元素、五个氢元素、一个氮元素和两个氧元素构成 [学习·理解] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 34 2．下列关于蛋白质的说法中不正确的是(　　) A．蛋白质属于天然有机高分子化合物，没有蛋白质就没有生命 B．HCHO溶液或(NH4)2SO4溶液均能使蛋白质变性 C．某些蛋白质跟浓硝酸作用会变黄 D．可以采用多次盐析或多次渗析的方法分离、提纯蛋白质 解析：浓的(NH4)2SO4溶液能使蛋白质发生盐析，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 35 3．棉花和羊毛都具有的性质是(　　) A．遇浓硝酸显黄色 B．灼烧后有烧焦羽毛的气味 C．燃烧产物只有二氧化碳和水 D．在一定条件下能发生水解反应 解析：棉花的主要成分为纤维素，羊毛的主要成分为蛋白质，二者共同的性质是都能发生水解反应。“遇浓硝酸显黄色、灼烧后有烧焦羽毛的气味”是蛋白质的特征反应，蛋白质燃烧不仅生成二氧化碳和水，还生成含氮的物质、硫的氧化物等。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 36 4．下列过程不属于化学变化的是(　　) A．在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出 B．皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色 C．在蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液，有沉淀析出 D．用稀释的福尔马林溶液(0．1%～0．5%)浸泡植物种子 解析：在蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，发生盐析，析出的蛋白质的性质并无变化，即没有新物质生成，不是化学变化。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 37 5．下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是(　　) A．向鸡蛋清中加入食盐，会使蛋白质发生盐析 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 解析：氨基酸遇重金属离子不会变性，B错误；α­氨基丙酸与α­氨基苯丙酸混合物脱水成肽，能生成4种二肽，C错误；氨基酸溶于过量NaOH溶液中生成的离子为阴离子，在电场作用下向正极移动，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 38 6．分子式为C8H14N2O5的物质，经水解后得到丙氨酸和另一种氨基酸A，则A的分子式为(　　) A．C5H7NO3 B．C5H9N2O5 C．C5H9NO2 D．C5H9NO4 解析：丙氨酸的分子式为C3H7NO2。根据原子守恒可知，C8H14N2O5＋H2O ―→C3H7NO2＋C5H9NO4。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 39 7．如图是某种只含有C、H、O、N元素的有机物的 简易球棍模型。 请回答下列问题： (1)该分子属于氨基酸，其分子式为__________。 (2)在一定条件下，该分子可以通过化学反应生成__________(填“糖类”“油脂”或“蛋白质”)。 (3)在一定条件下，该分子可以与乙醇发生反应，请写出该反应的化学方程式： ________________________________________________________________。 C3H7O2N 蛋白质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 40 8．下列有关酶的说法中错误的是(　　) A．酶是具有催化作用的物质，绝大多数酶是蛋白质 B．酶的催化作用具有选择性和专一性 C．高温或重金属盐能降低酶的活性 D．酶只有在强酸、强碱条件下才能发挥作用 [应用·实践] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 41 9．医治脱毛、伤寒、神经痛、气喘的胱氨酸的分子结构简式为 ，下列关于胱氨酸的说法不正确的是(　　) A．燃烧产物中有SO2 B．能发生酯化反应 C．可形成酸式盐 D．不能与浓HNO3反应 解析：胱氨酸为二元酸，可形成酸式盐；分子中的碱性基团氨基可与硝酸反应，D不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 42 10．绿色荧光蛋白GFP(Green Fluorescent Protein的英文名称的缩写)是一种相对分子质量较小的蛋白，最初是在水母中发现的，它可用于标记蛋白。下列对GFP的结构和性质预测肯定错误的是(　　) A．GFP有可能溶于水，且其水溶液可以通过滤纸 B．为了防止GFP变质，可以将其培养在福尔马林中 C．GFP在一定条件下会发生水解，且水解产物一定只有α­氨基酸 D．灼烧GFP会产生烧焦羽毛的气味，GFP遇到浓硝酸可能变黄 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 43 解析：GFP是一种相对分子质量较小的蛋白质，有可能溶于水，其水溶液是胶体，可以通过滤纸，A正确；福尔马林中含甲醛，它能使GFP变性，B错误；GFP是一种天然蛋白质，天然蛋白质水解产物是α­氨基酸，C正确；灼烧蛋白质时会产生烧焦羽毛的特殊气味，含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸会变黄，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 44 11．某蛋白质充分水解后，能分离出有机物R，R可与等物质的量的KOH或HCl完全反应。3．75 g R可与50 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液完全中和，则R的结构简式为(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 46 12．缬氨霉素(valinomycin)是一种脂 溶性的抗生素，是由12个分子组成的环状 化合物，它的结构简式如图所示，下列有 关说法正确的是(　　) A．缬氨霉素是一种蛋白质 B．缬氨霉素完全水解可得到四种氨基酸 C．缬氨霉素完全水解后的产物中有三种产物互为同系物 D．缬氨霉素完全水解，其中一种产物与甘油醛( )互为同分异构体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 47 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 48 13．鸡蛋中含有丰富的蛋白质，鸡蛋清就是一种蛋白质，它的分子直径为1～100 nm，具有某些胶体的性质。取新鲜鸡蛋的鸡蛋清溶于水制成水溶液，分装于试管中，分别进行如下实验，回答下列问题： (1)向试管里缓慢地加入饱和的硫酸铵溶液，观察到的现象是____________；再向试管里加入足量的蒸馏水，观察到的现象是___________。 (2)向试管里缓慢地加入硫酸铜溶液，观察到的现象是_____________；再向试管里加入足量的蒸馏水，观察到的现象是______________。 有沉淀析出 沉淀溶解 有沉淀析出 沉淀不溶解 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 49 14．蛋白质在人体内的变化过程可以简单地表示如下： 试回答下列问题： (1)经过步骤①得到的有机物半胱氨酸(A)的分子式为C3H7NO2S，结构简式为 ，已知巯基(—SH)的酸性比较强。 [创新·提高] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 50 ①写出A燃烧生成CO2、H2O、SO2和 N2的化学方程式：____________________ _____________________________。 ②写出A与强碱溶液反应的离子方程式：___________________________ ________________________________________________________。 12CO2＋14H2O＋4SO2＋2N2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 51 (2)尿素是人体蛋白质代谢的最终产物，已知某种蛋白质中氮元素的质量分数为15%，某成年人甲仅从食物中摄取蛋白质，经新陈代谢后，氮元素又完全变成尿素[CO(NH2)2]排出体外，测得甲每天排出的尿素为25 g，则甲每天需从食物中摄取的蛋白质至少有______ g。 77.8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时分层练 52 　　　　　　　　　　　　　 R [注意]　官能团叫作肽键，它是由氨基(—NH2)和羧基(—COOH)脱水而形成的，蛋白质分子中含肽键。 解析：有机物R可与等物质的量的KOH或HCl完全反应，说明R分子中有相同数目的氨基和羧基。若含有一个氨基和一个羧基，此有机物的相对分子质量为eq \f(3.75,0.05)＝75，75－16－45＝14，说明还含有一个—CH2—，则R的结构简式为。 解析：蛋白质是高分子化合物，分子中含有氨基、羧基和肽键，而缬氨霉素是由12个分子构成的环状化合物，不是蛋白质，A错误；缬氨霉素的水解产物有三种，即、和，且只有是氨基酸，B错误；只有和互为同系物，C错误；与甘油醛()的分子式相同，均是C3H6O3，结构不同，互为同分异构体，D正确。 4C3H7NO2S＋19O2eq \o(――→,\s\up14(点燃)) 解析：(2)蛋白质的质量m＝eq \b\lc\(\rc\)(25 g×\f(14×2,60))÷15%≈77．8 g。 $$