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    化学选择性必修3专题6 生命活动的物质基础——糖类、油脂、蛋白质第二单元 蛋白质获奖课件ppt

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    这是一份化学选择性必修3专题6 生命活动的物质基础——糖类、油脂、蛋白质第二单元 蛋白质获奖课件ppt,共60页。PPT课件主要包含了内容索引,课时对点练,COOH,NH2,+H2O,两性离子,缩合反应,氨基酸残基,+2H2O,氨基酸等内容,欢迎下载使用。

    核心素养 发展目标
    1.能根据氨基酸、蛋白质的官能团及官能团的转化,认识不同氨基酸、蛋白质及性质上的差异。
    2.认识蛋白质是生命活动的物质基础,是人体的必需营养物质,但是蛋白质的摄入量过多或过少都不利于人体健康,要合理安排饮食,注意营养搭配。
    一、氨基酸的组成、结构与性质
    二、蛋白质的结构与性质
    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一个或几个氢原子被 取代后生成的化合物。(2)官能团:分子中既含有 (羧基)又含有 (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_____________。
    注 ①自然界中存在的氨基酸有数百种,但从生物体内的蛋白质水解得到的氨基酸,最常见的有20种,被称为蛋白质氨基酸。其中有8种氨基酸在人体内不能合成,必须通过食物供给,这些氨基酸称为必需氨基酸。20种常见氨基酸中除甘氨酸外,其余都是手性分子,且都是L型。②天然氨基酸大多数是α-氨基酸,组成蛋白质的氨基酸主要是α-氨基酸。
    2.几种常见的α-氨基酸及命名
    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,不易挥发,难溶于有机溶剂,常见的氨基酸均为无色结晶,熔点在200 ℃以上。
    (2)化学性质①两性氨基酸分子中含有 基团—COOH, 基团—NH2。甘氨酸与盐酸反应的化学方程式: +HCl―→____________。甘氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式:
    +NaOH―→___________________。
    ②自身反应生成内盐氨基酸分子中的氨基和羧基发生相互作用,使氨基酸成为带有正电荷和负电荷的 (称为内盐): 。
    ③成肽反应一分子α-氨基酸中的 与另一分子α-氨基酸中的 可以发生像酯化反应那样的脱水反应,形成 (酰胺键)。我们通常把氨基酸分子间脱水的反应称为氨基酸的 ,得到的产物称为 ,组成肽的氨基酸单元称为 。如:
    ④氨基酸缩合的反应规律a.两分子间缩合 + ―→_____________________________。
    b.分子间或分子内缩合成环
    2 ―→______________________,
    ―→_____________________。
    (3)氨基酸的鉴定含有—NH2的α-氨基酸遇茚三酮均显 反应。该反应非常灵敏,是鉴定 最简便的方法。
    (1)氨基酸分子中的—COOH能电离出H+显酸性,—NH2能结合H+显碱性(  )(2)成肽反应的规律为—COOH脱—OH,—NH2脱—H(  )(3)氨基酸分子、烃分子中的氢原子数均为偶数(  )(4)氨基酸能发生酯化反应、成肽反应和水解反应(  )(5)天然氨基酸都是晶体,一般都能溶于水(  )(6)两个氨基酸分子脱水后形成的二肽中含有两个肽键(  )
    1.如何分离提纯氨基酸?
    提示 当溶液中的氨基酸主要以两性离子的形态存在时,它在水中的溶解度最小,可以形成晶体析出。不同的氨基酸出现这种情况的pH各不相同,利用这一差异,可以通过控制溶液的pH分离不同的氨基酸。
    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:①甘—甘:②丙—丙:
    (2)2个不同的氨基酸:③④
    1.苯丙氨酸的结构简式为 。(1)该分子的酸性基团是:_________,苯丙氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式:________________________________________________________________。
    (2)该分子的碱性基团是:________,苯丙氨酸与盐酸反应的化学方程式:_____________________________________________________。(3)两分子苯丙氨酸形成二肽的化学方程式:_____________________________________________________________________。
    (4)在一定条件下,两分子苯丙氨酸也可以形成六元环状有机物,请写出反应的化学方程式:______________________________________________________________。
    2.(2022·温州质检)2021年诺贝尔化学奖得主,用实验证明了脯氨酸(如图)能驱动不对称催化反应,革新了分子合成方式。下列关于脯氨酸的说法错误的是A.属于氨基酸B.分子中所有原子均在同一平面C.能与金属钠反应D.能发生酯化反应
    该结构中既有羧基,又有亚氨基,属于氨基酸,A正确;分子中存在饱和碳原子,则不可能所有原子都在同一个平面上,B错误;该结构中含有羧基,可以和钠反应生成氢气,C正确;该结构中含有羧基,可以和醇发生酯化反应生成酯,D正确。
    (1)氨基酸的缩合机理氨基酸的成肽反应原理是由氨基提供的氢原子与羧基提供的羟基结合生成水。即 ,脱去一分子水后形成肽键( )。肽键可简写为“—CONH—”,不能写成“—CNHO—”,两者的连接方式不同。(2)多肽分子中肽键个数的判断由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。
    1.蛋白质的组成和结构(1)组成:蛋白质中主要含有 等元素,是由 通过 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。
    (3)分子病①概念:由蛋白质分子的 或某种蛋白质的 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)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 和 ,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 ,能与酸、碱反应。
    (2)盐析和变性①实验探究
    (3)颜色反应①实验探究
    ②颜色反应的应用蛋白质可与多种试剂作用显示特殊的颜色,常用于检验蛋白质的存在。
    (1)向两份蛋白质溶液中分别加入饱和NaCl溶液和CuSO4溶液,均有固体析出,且两者的反应原理相同(  )(2)蛋白质遇浓硝酸都会显黄色(  )(3)医疗器械的高温消毒的实质是蛋白质的变性(  )(4)可以用灼烧法鉴别棉线和羊毛线(  )(5)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(  )(6)通常用酒精消毒,其原理是酒精使细菌中的蛋白质盐析而失去生理活性(  )(7)浓的硫酸钠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(  )
    1.写出含有下列结构片段的蛋白质水解产生的氨基酸的结构简式:___________________________________________________。
           、 、
    蛋白质水解时肽键断裂 ,然后在 一端补上—OH,在—NH—一端补上H,即可确定氨基酸的种类数。
    2.解释下列现象或原理:(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发生盐析,因而会析出固体。
    (2)75%的乙醇溶液可以消毒,福尔马林可用于浸制动物标本,高温和紫外线可以杀菌,为什么?
    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?
    提示 迅速喝下鲜牛奶、豆浆或鲜鸡蛋清等。
    1.(2022·郑州高二期中)含有下列结构片段的蛋白质在胃液中水解,不可能产生的氨基酸是A.—CH2—COOHD.
    2.(2022·黑龙江高二期末)人体内蛋白质约占体重的16%,人体丢失体内20%以上的蛋白质,生命活动有可能会被迫停止,蛋白质的生理功能与它的化学性质密切相关,人体摄入的蛋白质,在酶的催化作用下发生水解,最终生成氨基酸,这些氨基酸部分重新合成人体所需的蛋白质、糖或脂类物质,另一部分则发生氧化反应,释放能量,以满足各种生命活动的需要。(1)蛋白质属于天然___________化合物,是由氨基酸通过_____键构成的。
    有机高分子  肽
    (2)天然蛋白质水解得到的都是α-氨基酸,与酸或碱反应都生成盐,所以具有______。
    α-氨基酸既能与酸反应也能与碱反应,属于两性化合物。
    (3)蛋白质溶液遇到浓的硫酸铵等无机盐溶液,会析出沉淀,这个过程称为________。
    滴加浓(NH4)2SO4溶液,可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,该过程称为蛋白质的盐析。
    (4)蛋白质遇到酸、碱、重金属盐,失去原来的活性,这个变化称为____。
    加热、酸、碱、重金属盐等可使蛋白质发生变性,使蛋白质失去生理活性。
    (5)食物中的蛋白质来源分为两种:植物性蛋白质和动物性蛋白质,下列食物含有植物性蛋白质的是_____(填字母)。A.鱼肉    B.黄豆     C.羊肉     D.大米
    黄豆中富含植物性蛋白质,鱼肉和羊肉中富含动物性蛋白质,大米中富含淀粉,故答案为B。
    蛋白质溶液与盐溶液的反应盐溶液的浓度大小、轻金属盐溶液和重金属盐溶液对蛋白质的影响是不同的:(1)浓的轻金属盐溶液能使蛋白质发生盐析。蛋白质凝结成固体而从溶液中析出,盐析出来的蛋白质仍保持原有的性质和生理活性,盐析是物理过程,也是可逆的。利用盐析,可分离、提纯蛋白质。
    (2)稀的轻金属盐溶液不会降低蛋白质在水中的溶解度,反而会促进蛋白质的溶解。(3)重金属盐溶液,不论是浓溶液还是稀溶液,均能使蛋白质变性,变性后的蛋白质不再具有原有的可溶性和生理活性,变性过程是化学过程,变性是不可逆的。加热、紫外线、强酸、强碱、某些有机物也能使蛋白质变性。利用此性质可杀菌、消毒。
    1.酶具有生理活性,是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很强的催化作用的有机物,其中绝大多数酶是 。酶的催化作用具有以下特点:① ,不需加热。②具有高度的 。③具有 催化作用。
    2.酶失去催化活性的因素①高温;②溶液的pH太高或太低;③重金属离子的存在。
    1份淀粉酶能催化约100万份淀粉水解为麦芽糖,这是酶的________,在小肠内酶能催化麦芽糖水解为葡萄糖,这是酶的________。
    图示表示一个反应过程,图中的黑球表示两个相同的单糖或其单元,则图中的a、b、c分别表示A.麦芽糖、麦芽糖酶、葡萄糖B.蔗糖、蔗糖酶、果糖C.乳糖、乳糖酶、葡萄糖D.淀粉、淀粉酶、葡萄糖
    图示为二糖的水解过程,其中a为二糖,b为酶,c为一种单糖。麦芽糖在麦芽糖酶的作用下水解生成两分子葡萄糖,A项正确;蔗糖在蔗糖酶作用下水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖,B项错误;乳糖在乳糖酶作用下水解生成一分子葡萄糖和一分子半乳糖,C项错误;淀粉为多糖,D项错误。
    (1)酶本身所具有的性质可以结合蛋白质的性质来掌握,高温可使酶变性失去催化活性。(2)酶的催化作用具有高度的专一性。
    题组一 氨基酸的结构与性质1.α-丙氨酸是组成人体蛋白的氨基酸之一,如图是α-丙氨酸的分子结构模型图,下列对α-丙氨酸的叙述不正确的是A.α-丙氨酸分子由碳、氢、氧、氮四种原子构成B.α-丙氨酸中氧元素的质量分数最大C.α-丙氨酸的分子式为C3H7O2ND.α-丙氨酸与CH3CH2CH2NO2以及 互为同分异构体
    2.(2022·广州期末)某有机物的结构简式如图所示:
    下列关于该有机物的描述,不正确的是A.该有机物具有两性, 可与酸、碱反应B.该有机物是由4种氨基酸分子脱水形成的四肽化合物C.1 ml该有机物最多可消耗3 ml NaOHD. 是形成该有机物的一种氨基酸
    A对,该有机物中含有氨基、羧基,具有两性,可与酸、碱反应;B、D对,该有机物是由4种氨基酸分子(H2NCH2COOH、 、 、 ) 脱水形成的四肽化合物;
    C错,1 ml该有机物中含有2 ml羧基,且肽键水解生成羧基,则最多可消耗5 ml NaOH。
    3.(2022·武汉检测)FlurdpaF-18是一种正电子发射断层扫描(PET)的诊断剂,可帮助诊断疑似患有帕金森综合征的成年患者,其结构简式如图所示。有关该化合物叙述错误的是A.分子式为C9H10O4N18FB.能与NaHCO3反应C.不能与盐酸发生反应D.能与FeCl3发生显色反应
    由该化合物的结构简式可知,分子式为C9H10O4N18F,A正确;该有机物含有羧基,羧基可以与NaHCO3反应,B正确;
    该有机物含有氨基,氨基显碱性,可以与盐酸反应,C错误;该有机物含有酚羟基,酚羟基遇FeCl3显紫色,D正确。
    4.下列物质中能与盐酸反应的物质有①       ②  ③  ④A.①③    B.②④     C.①②     D.③④
    ①中含 —NH2,与盐酸反应生成 ;② 与盐酸反应生成 。
    题组二 蛋白质的组成和性质5.下列物质中可以使蛋白质变性的是①福尔马林 ②酒精 ③高锰酸钾溶液 ④硫酸铵溶液 ⑤硫酸铜⑥双氧水 ⑦硝酸A.除④⑦外 B.除③⑥外C.①②⑤ D.除④外
    6.下列关于蛋白质的叙述正确的是A.加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热发生盐析B.温度越高,酶对某些化学反应的催化效率越高C.蛋白质水解的最终产物是氨基酸D.任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色
    加热使蛋白质变性,酶在较高温度下会失去催化活性,只有含苯环的蛋白质遇到浓硝酸时才会变为黄色。
    7.下面是蛋白质分子结构的一部分,其中标出了分子中不同的键,当蛋白质发生水解反应时,断裂的键是A.① B.② C.③ D.④
    蛋白质水解断键后所得到的水解产物一定是氨基酸,即水解产物分子中既含有氨基,又含有羧基,由此可知应在③处断键。
    ① ② ③     ④
    8.(2022·济南质检)科学家借助AI技术可以快速可靠地预测大多数蛋白质的三维形状。下列说法错误的是A.α-氨基酸是构成蛋白质的结构单元B.由两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽C.可利用氨基酸既能与酸反应又能与碱反应的性质对氨基酸进行分离D.向蛋白质溶液中加入(NH4)2SO4浓溶液,能使蛋白质变性
    天然蛋白质是α-氨基酸的脱水缩合物,故α-氨基酸是构成蛋白质的结构单元,A正确;两个氨基酸通过脱水缩合以后形成的化合物叫做二肽,B正确;氨基酸既能与酸反应又能与碱反应,通过调节pH可以降低氨基酸的溶解度,对氨基酸进行分离,C正确;加入(NH4)2SO4浓溶液,蛋白质发生盐析,而不是变性,D错误。
    题组三 酶9.下列关于酶的叙述不正确的是A.酶是一种糖类物质B.大多数的酶是蛋白质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
    绝大多数酶是蛋白质,而不是糖类物质,具有蛋白质的性质,当受到高温或重金属盐作用时会变性;酶还是生物体内产生的高效催化剂,其催化作用具有条件温和、不需加热、高度专一、催化效率高等特点。
    10.(2022·上海高二课时练习)酶是蛋白质,因而具有蛋白质的特性,酶又是生物制造出来的催化剂,因而能在许多有机反应中发挥作用。在下图表示温度T与反应速率v的关系曲线中,有酶参加的是
    酶作为生物催化剂,在适宜的温度下其催化性能很高,但如果温度过高就会失去生理活性,其催化性能降低甚至丧失,综合分析只有D曲线符合。
    11.化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关说法不正确的是A.预防新型冠状病毒,可用体积分数75%的医用酒精进行消毒B.对“地沟油”进行分馏可以制得汽油、煤油,达到变废为宝的目的C.鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法D.屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素,该过程包 括萃取操作
    75%的医用酒精可使蛋白质变性,故预防新型冠状病毒,可用体积分数75%的医用酒精进行消毒,A正确;“地沟油”中含油脂,普通汽油、煤油是混合烃,二者成分不同,通过对“地沟油”进行分馏可以制得油脂,无法得到汽油、煤油,B错误;蚕丝是蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛的气味,“人造丝”是化纤,不是蛋白质,故可采用灼烧闻气味的方法鉴别,C正确;青蒿素难溶于水易溶于有机溶剂、乙醚难溶于水,故用乙醚从青蒿中提取青蒿素的过程包括萃取操作,D正确。
    12.某物质的结构简式如图所示,下列有关该物质的说法不正确的是A.该物质的分子式为C13H16N2O5 B.该物质由两分子不同的氨基酸经脱水缩合而得C.该物质属于蛋白质 D.1 ml该物质最多可与2 ml NaHCO3反应
    该物质不是高分子化合物,不属于蛋白质。
    13.2021年我国科学家从一氧化碳到蛋白质一步合成的技术路线被突破。下列叙述错误的是A.CO是极性分子B.工业上可用CO冶炼金属C.新冠灭活疫苗的主要成分是蛋白质D.蛋白质变性后均不能食用
    一氧化碳分子中氧元素的电负性强于碳元素,则一氧化碳分子中正、负电荷重心不重合,属于极性分子,故A正确;一氧化碳高温下具有强还原性,工业上常用一氧化碳作还原剂冶炼金属,故B正确;新冠灭活疫苗的主要成分为灭活的新型冠状病毒,其主要成分是蛋白质,故C正确;蛋白质变性不等同于变质,则蛋白质变性后不一定不能食用,如煮熟的鸡蛋发生了蛋白质的变性,但依然可以食用,故D错误。
    14.第24届冬奥会于2022年2月4日在北京开幕,科技部提出了“科技冬奥”理念,并将重点着力于做好此次冬奥会的科技支撑保障工作。下列说法不正确的是A.北京冬奥会使用了二氧化碳跨临界制冰机组,与传统制冷剂氟利昂相比 更加环保B.轻质高强度的碳纤维有舵雪橇中的碳纤维是一种高分子材料C.冬奥会上采用紫外杀菌技术对手机和笔记本电脑进行消毒,这是利用紫 外线使蛋白质变性D.冬奥会采用氢燃料电池车,还开发了全新的车载光伏发电系统,体现了 “绿色出行”的观念
    氟氯烃化合物进入高空会破坏臭氧层,使到达地面的紫外线增多,因此二氧化碳跨临界制冰技术的使用会减少臭氧层破坏,A正确;碳纤维是一种碳单质,不是有机高分子化合物,B错误;紫外线能够使蛋白质变性,故能对手机和笔记本电脑进行消毒,C正确;氢燃料电池产物是水,会减少二氧化碳的排放,体现了“绿色出行”的理念,D正确。
    15.某氨基酸中含C、N、H、O四种元素,已知除氢原子外,其他原子均达到最外层8电子的稳定结构。如图为该氨基酸分子的球棍模型:(1)氨基酸是__________(填“淀粉”“纤维素”“蛋白质”或“油脂”)完全水解的产物,该氨基酸的结构简式为___________________。
    CH3CH(NH2)COOH
    (2)该氨基酸中含氧官能团的名称是_______。
    CH3CH(NH2)COOH中含有氨基、羧基,其中含氧官能团的名称是羧基。
    (3)在浓硫酸、加热的条件下,该氨基酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式为____________________________________________________________________。
    该氨基酸中含—COOH,可与乙醇发生酯化反应:CH3CH(NH2)COOH+CH3CH2OH CH3CH(NH2)COOCH2CH3+H2O。
    CH3CH(NH2)COOH+CH3CH2OH
    CH3CH(NH2)COOCH2CH3+H2O
    (4)互为同系物的有机物具有相同的官能团,与该氨基酸互为同系物且少一个碳原子的氨基酸的结构简式为_______________。
    CH2(NH2)COOH
    16.根据下图回答问题:(1)该化合物中,①表示的官能团名称是______。(2)该化合物是由___个氨基酸分子间脱去___个水分子而形成的____肽,肽键编号分别是________。
    4  3 四
    (3)该化合物水解后生成氨基酸的结构简式除甘氨酸外从左至右依次为__________________________、________________________________、____________________________。
    该化合物分子中有3个肽键,显然是由4个氨基酸分子脱去3个水分子而形成的四肽。
    17.已知氨基酸可发生如下反应: +HNO2―→ +N2↑+H2O且已知:D、E的相对分子质量分别为162和144,可发生如下物质转化关系,如图所示:
    (1)写出B、D的结构简式:B__________________________,D__________________________。
    (2)写出C→E的化学方程式:___________________________________________________________________。
    (3)写出C→D的化学方程式:_____________________________________________________________________。
    由B的分子式可推知,两个丙氨酸分子间脱去两个水分子生成B: 。
    由题目中所给信息可总结出:在HNO2作用下,氨基酸中的—NH2可转变成—OH,可得C: 。
    由于C中含有—COOH和—OH,所以分子间可以脱水,脱去一个水
    分子可得D: ,脱去两个水分子可得E: 。
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