第4章 第2节 蛋白质（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修3同步学案（人教版）

本讲义聚焦蛋白质核心知识点，从氨基酸的官能团结构（—NH₂和—COOH）及两性、成肽反应入手，延伸至蛋白质的组成性质（变性、盐析、显色反应），再到酶的催化特点，构建从微观结构到宏观应用的知识支架。 该资料通过表格对比（如氨基酸溶解性、蛋白质盐析与变性）帮助学生形成科学思维，设置问题探究（如成肽规律、重金属盐解毒原理）培养科学探究能力，结合健康与生活应用（氨基酸与人体健康、消毒原理）渗透科学态度与责任。课中辅助教师引导分析，课后通过例题习题助学生巩固查漏。

第二节　蛋白质 学习目标 新课程标准 1.从官能团的角度分析氨基酸和蛋白质的性质。 2．了解二肽、多肽及肽键的相关知识，认识人工合成多肽、蛋白质的意义。 3．了解蛋白质的特征反应。 4．了解核酸的组成、结构和生物功能。 1.宏观辨识与微观探析：认识蛋白质的组成和性质特点。能辨识蛋白质结构中的肽键，能说明蛋白质的基本结构特点；认识氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质，知道氨基酸和蛋白质的关系。能判断氨基酸的缩合产物、多肽的水解产物。 2．科学态度与社会责任：阅读讨论蛋白质结构的复杂性和种类的多样性，分析说明氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。 知识点一　氨基酸 1．概念和结构 (1)概念：羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。 (2)结构：α-氨基酸的结构简式为，官能团为—NH2和—COOH。 (3)常见的氨基酸。 俗名 结构简式 系统命名 甘氨酸 H2N—CH2—COOH α-氨基乙酸 丙氨酸 α-氨基丙酸 谷氨酸 2-氨基-1,5-戊二酸 苯丙氨酸 α-氨基苯丙酸 半胱氨酸 2-氨基-3-巯基丙酸 2.氨基酸的性质 (1)物理性质 颜色 状态 熔点 溶解性 水 强酸或强碱 乙醇、乙醚 无色晶体 较高 大多数能溶 能溶 难溶 (2)化学性质 ①两性： 氨基酸分子中既含有羧基，又含有氨基，是两性化合物，因而能与酸、碱反应生成盐。 a．α-氨基酸与盐酸的反应： 。 b．α-氨基酸与氢氧化钠的反应： 。 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，通过氨基与羧基间脱去一分子水，缩合成含有的化合物的反应，称为成肽反应。例如， 氨基酸二肽或多肽蛋白质。 1．下列关于氨基酸的叙述中，错误的是(　　) A．天然氨基酸都是晶体，一般都能溶于水 B．氨基酸都不能发生水解反应 C．氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐 D．天然蛋白质水解最终可得α-氨基酸、β-氨基酸等多种氨基酸 答案　D 2．甘氨酸在NaOH溶液中存在的形式是(　　) A．H2N—CH2—COONa B．H2N—CH2—COOH D．H2N—CH2—COO－ 答案　D 1．氨基酸缩聚成多肽或蛋白质的反应，属于取代反应吗？ 提示　属于。因为从反应过程看，氨基酸缩聚可以看成氨基上的H被取代，也可以看成羧基上的羟基被取代。 2．3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　3个。氨基酸分子缩合既可形成链状也可以形成环状，其中形成环状时可以产生更多的水分子。 氨基酸的成肽规律 1．1种氨基酸脱水形成1种二肽。 2．2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间，也可以是不同分子之间)，如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽； 3．分子间或分子内脱水成环。 4．氨基酸分子缩聚成高分子化合物。 [特别提醒] 氨基酸的缩合机理：，脱去一分子水后形成肽键()。当多肽或蛋白质水解时断裂肽键上的“C—N”键。 1．一种二肽的结构简式为，合成此二肽的氨基酸是(　　) 解析　该二肽的结构简式为，断裂肽键，生成的氨基酸为和，故选D。 答案　D 2．据最近的美国《农业研究》杂志报道，美国科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的发展有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为，则下列说法不正确的是(　　) A．半胱氨酸属于α-氨基酸 B．半胱氨酸是一种两性化合物 C．两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为 D．与NaOH溶液加热时可放出一种碱性气体 解析　由半胱氨酸的结构可知，其为α-氨基酸，是一种两性物质，故A、B项均正确；D中由于－COONH4的存在，它与NaOH溶液反应可放出NH3，D项正确；而C中两分子半胱氨酸脱水形成肽键的反应为 ＋H2O，C项错误。 答案　C 知识点二　蛋白质　酶 一、蛋白质 1．组成与结构 (1)定义：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。 (2)组成元素 蛋白质主要由C、H、O、N、S等元素组成，属于天然有机高分子化合物。 (3)结构 (4)变性 概念 在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化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、紫外线照射、超声波等 化学因素 强酸、强碱、重金属盐、乙醇、福尔马林、丙酮等 特点 变性会使蛋白质的结构发生变化，使其失去生理活性，在水中不能重新溶解，是不可逆过程 (5)显色反应。分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸呈黄色。 (6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。 二、酶 1．酶的成分 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物，其中绝大多数是蛋白质。 2．酶的催化作用的特点 (1)条件温和、不需要加热。 (2)具有高度的专一性。 (3)具有高效催化作用。 3．蛋白质的主要性质 (1)两性 蛋白质的多肽由氨基酸脱水形成，在多肽链的两端存在着自由的氨基与羧基，侧链中也有酸性或碱性基团，因此，蛋白质既能与酸反应，又能与碱反应。 (2)水解 ①水解原理： ＋H2O ②水解过程： 蛋白质多肽氨基酸 (3)盐析 向蛋白质溶液中加入一定浓度的某盐[如Na2SO4、(NH4)2SO4、NaCl等]溶液，使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象。盐析是一个可逆过程。 1．误食重金属盐会引起中毒，下列措施一般不能用于解毒的是(　　) A．服用大量鸡蛋清 B．服用豆浆 C．喝大量牛奶 D．喝食盐水 答案　D 2．下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是(　　) A．蚕丝、羊毛、病毒的主要成分都是蛋白质 B．向蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，蛋白质析出，再加水也不溶解 C．重金属盐能使蛋白质凝结 D．浓硝酸使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应 答案　B 1．为何误服硫酸铜等重金属盐，可以立即食用牛奶、豆浆或鸡蛋清解毒？ 提示　牛奶、豆浆或鸡蛋清均含大量蛋白质，可与重金属盐结合。 2．医院常用碘酒、紫外线、高锰酸钾、双氧水消毒，家庭常用煮沸、“84”消毒液消毒，这些消毒方法的实质是什么？ 提示　使细菌病毒的蛋白质变性，使细菌病毒失去活性。 蛋白质的性质 1．蛋白质的水解反应 蛋白质的水解：在酸、碱或酶的作用下，肽键断裂，碳原子连接羟基，氮原子连接氢原子。 肽键水解原理示意图如下： 2．蛋白质的盐析和变性的比较 盐析 变性 概念 蛋白质在某些盐的浓溶液中溶解度降低而析出 蛋白质在加热、强酸、强碱等条件下性质发生改变而凝结起来 特征 可逆 不可逆 实质 溶解度降低，物理变化 结构、性质改变，化学变化 条件 碱金属、镁、铝等轻金属盐或铵盐的浓溶液 加热、强酸、强碱、强氧化剂、紫外线、重金属盐、苯酚、甲醛、乙醇等 用途 分离、提纯蛋白质 杀菌、消毒 实例 硫酸铵或硫酸钠等盐溶液使蛋白质盐析 重金属盐(例如硫酸铜)溶液能使蛋白质变性 1．下列关于蛋白质的说法中不正确的是(　　) A．蛋白质是由多种α-氨基酸加聚而成的天然高分子化合物 B．通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性 C．浓的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出，加水后析出的蛋白质又溶解 D．蛋白质的盐析是可逆的过程，而变性是不可逆的过程 解析　氨基酸形成蛋白质的过程发生缩聚反应，不是加聚反应，A项错误；无论何种形式的消毒，其原理都是使细菌中的蛋白质变性而失去原有的生理活性，B项正确；蛋白质遇到浓Na2SO4溶液发生盐析，再加水后析出的蛋白质又能重新溶解，C项正确；蛋白质的盐析不能改变蛋白质的生理活性，是可逆过程，而变性能使其理化性质和生理功能发生改变，属于不可逆过程，D项正确。 答案　A 2．(1)下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是________(填序号)。 A．向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出，再加入蒸馏水，也不溶解 B．人工合成的具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素是我国科学家在1965年首次合成的 C．重金属盐能使蛋白质变性，所以误食重金属盐会中毒 D．浓硝酸溅在皮肤上，使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应 E．蛋白质溶液里的蛋白质能透过半透膜 (2)有下列蛋白质结构片段： 在胃液中能发生水解反应。 上述蛋白质结构片段水解时不可能生成的氨基酸是下列中的________(填序号)。 解析　(1)向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质发生盐析，再加入蒸馏水析出的蛋白质会溶解，盐析是可逆过程，A错误；结晶牛胰岛素是我国科学家在1965年首次合成，B正确；重金属盐能使蛋白质变性，C正确；浓硝酸溅在皮肤上，使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应，D正确；蛋白质溶液里的蛋白质不能透过半透膜，E错误。 (2)将所给蛋白质片段按肽键中C—N键的断裂方式分割为α-氨基酸，根据其结构与选项答案对照，不可能水解得到C、D两项的氨基酸。 答案　(1)AE　(2)CD 1．鉴别织物成分是真蚕丝还是“人造丝”，①～④的方法中正确的是(　　) ①滴加浓硝酸　②滴加浓硫酸　③滴加酒精　④灼烧 A．①和③　　　　　　　 B．③和④ C．①和④ D．①和② 解析　真蚕丝遇浓硝酸呈黄色，其灼烧时具有烧焦羽毛气味，①④可区分蚕丝和人造丝。 答案　C 2．关于生物体内氨基酸的叙述错误的是(　　) A．构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可表示为 B．人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素 C．人体内所有氨基酸均可以互相转化 D．两分子氨基酸通过脱水缩合可以形成二肽 解析　部分氨基酸可以在人体内相互转化，但是有几种氨基酸在人体内不能合成，必须从食物中获得，称为必需氨基酸。 答案　C 3．生命中时时刻刻都在进行着许许多多的化学反应，这些反应要根据环境的变化和身体的需要而灵活控制、自动调节，以维持生命活动的持续，所有这一切都离不开酶。下列有关酶的叙述错误的是(　　) A．酶是具有催化功能的有机物，其中绝大多数是蛋白质 B．酶的催化作用具有高度的专一性 C．高温或紫外线的照射会降低酶的活性 D．酶通常在强酸或强碱的条件下发挥作用 解析　酶是具有高效催化作用的一类有机物，其中绝大多数是蛋白质，酶的催化作用具有高度的专一性，在高温或紫外线、强酸、强碱等作用下蛋白质会变性，酶会失去活性，故D项错误。 答案　D 4．下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是(　　) A．向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质析出，再加蒸馏水，蛋白质又会溶解 B．蛋白质溶液里的蛋白质能透过半透膜 C．误食硫酸钡不会使人中毒 D．浓硝酸溅在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　A．在蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质析出，说明饱和硫酸铵溶液可使蛋白质的溶解性变小，此过程叫做蛋白质的“盐析”为物理变化，若再加水，还能溶解，故A正确；B.蛋白质溶液是胶体，胶粒不能透过半透膜，故B错误；C.“钡餐”的成分是硫酸钡，硫酸钡不溶于酸，无法生成钡离子，不会引起中毒，故C正确；D.含有苯环的蛋白质遇浓HNO3变黄，故D正确；故答案为B。 答案　B 5．营养品和药品都是保证人类健康不可缺少的物质，其性质和制法是化学研究的主要内容。已知酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸，它的结构简式如下： (1)酪氨酸能发生的化学反应类型有________。 A．取代反应 B．氧化反应 C．酯化反应 D．中和反应 (2)在酪氨酸的同分异构体中，同时满足如下三个条件的，除酪氨酸外还有________种。 ①属于氨基酸且“碳骨架”与酪氨酸相同 ②与氯化铁溶液能发生显色反应 ③氨基(—NH2)不与苯环直接相连 (3)已知氨基酸能与碱反应，写出酪氨酸与足量的NaOH溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 解析　(1)由酪氨酸的分子结构可知，分子中含有—NH2、—COOH、—OH及苯环，因此酪氨酸应该具有氨基酸、酚、羧酸所具有的性质，能发生中和反应、酯化反应、取代反应和氧化反应。 (2)由于碳骨架相同，且含有酚羟基，则羟基处于邻位、间位的有2种；碳骨架变为后与—OH处于邻、间、对位的有3种，总共5种。 (3)酚羟基与羧基均能与NaOH发生反应。 答案　(1)ABCD　(2)5 学科网（北京）股份有限公司 $