高中化学苏教版 (2019)选择性必修3第二单元 蛋白质备课ppt课件

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修3第二单元 蛋白质备课ppt课件，共49页。PPT课件主要包含了内容索引，自主预习新知导学，合作探究释疑解惑，课堂小结，课标定位素养阐释，答案1，问题引领，归纳提升，典型例题，答案B等内容，欢迎下载使用。

1.能描述氨基酸、蛋白质的组成、结构特点和主要化学性质。2.能说出氨基酸、蛋白质与人体健康的关系,以及认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义。3.宏观辨识与微观探析: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、蛋白质性质上的差异。4.科学态度与社会责任:认识蛋白质是生命活动的物质基础,是人体必需的营养物质,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1.组成和结构。(1)定义:羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代后生成的化合物称为氨基酸。(2)分类:根据氨基和羧基的相对位置,氨基酸可以分为α-氨基酸、β-氨基酸等。
(4)常见的氨基酸。
2.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。
3.化学性质。(1)两性。氨基酸分子中既含有氨基(具有一定的碱性),又含有羧基(具有一定的酸性),因此氨基酸被称为两性化合物。在酸性条件下主要以阳离子形态存在;在碱性条件下主要以阴离子形态存在,其反应关系为
(2)α-氨基酸的缩合反应。①定义:一分子α-氨基酸中的羧基与另一分子α-氨基酸中的氨基可以发生像酯化反应那样的脱水反应,形成肽键(酰胺基)。我们通常把氨基酸分子间脱水的反应,称为氨基酸的缩合反应。②肽:氨基酸分子间脱水缩合得到的产物称为肽,组成肽的氨基酸单元称为氨基酸残基。二肽分子中含有2个氨基酸残基,三肽分子中则含3个氨基酸残基。③肽的书写:通常把有氨基的一端叫N端,写在左边;有羧基的一端叫C端,写在右边。例如:
(3)显色反应:α-氨基酸溶于水,加入0.1%的茚三酮溶液,水浴加热,溶液变为紫色。
【自主思考1】 氨基酸与羧酸有什么关系?为什么氨基酸具有两性?
提示:氨基酸( )可以看成是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基(—NH2)取代的产物。氨基酸分子中含有酸性官能团—COOH和碱性官能团—NH2,氨基能结合H+,羧基能与碱反应,故氨基酸具有两性。
二、蛋白质的结构与性质1.组成。(1)蛋白质的形成: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。(2)蛋白质和多肽都是由氨基酸构成的有机化合物,它们之间没有严格的界限。2.空间结构。(1)分类:按照蛋白质中多肽链本身及其之间的空间结构,将蛋白质的结构层次分为四级。
(2)四级结构。①一级结构:氨基酸残基在蛋白质肽链中的排列顺序。其决定了蛋白质的生物活性。②二级结构:蛋白质分子中的肽链按一定的规律卷曲或折叠形成的特定的空间结构。③三级结构:在二级结构的基础上,肽链按照一定的空间结构进一步形成的更复杂的结构。④四级结构:具有三级结构的多肽链按一定的空间排列方式结合在一起形成的聚集体结构。
3.性质。(1)两性:在多肽链的两端存在着自由的氨基和羧基,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:
(3)盐析。①定义:向蛋白质溶液中加入浓的无机盐溶液(如饱和硫酸铵溶液、硫酸钠溶液等),能够破坏蛋白质溶解形成的胶体结构而降低蛋白质的溶解性,使蛋白质转变为沉淀析出。②特点:只改变了蛋白质的溶解性,而没有改变它们的活性,是可逆的过程。③应用:多次盐析和溶解可以分离、提纯蛋白质。
(4)变性。①影响因素。物理因素:加热、加压、紫外线照射、X射线等。化学因素:强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛(福尔马林)等。②特点:变性会使蛋白质发生结构上的改变,也会使其丧失原有的生理活性,是不可逆过程。③应用:利用蛋白质的变性原理可以对环境进行杀菌、消毒,还可以将动物的皮加工成皮革等。(5)颜色反应:主要用于检验蛋白质的存在。①蛋白质遇茚三酮试剂显紫色。②含两个及两个以上肽键的化合物遇双缩脲试剂显紫玫瑰色。③含苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色。
4.存在和作用。(1)存在:蛋白质是细胞和组织结构的重要组成部分,存在于一切生物体中。(2)作用:在生物体内,蛋白质是实现各种生物学功能的载体。5.酶。(1)定义:酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子,绝大多数酶是蛋白质。(2)酶催化反应的特点:①条件温和;②效率高;③高度专一。(3)影响酶催化活性的主要因素:温度、溶液的酸碱性、重金属离子等。
【自主思考2】 为什么医院一般使用酒精、蒸煮、紫外线等方法进行消毒杀菌?提示:酒精、蒸煮和紫外线等方法可以使细菌、病毒中的蛋白质变性,起到消毒、杀菌作用。
三、核酸的结构及生物功能1.组成。在核酸的结构中碱基与戊糖通过脱水缩合形成核苷,核苷分子在戊糖上的羟基与磷酸脱水,通过磷酯键结合形成核苷酸,不同的核苷酸按一定的顺序通过磷酯键连接成一条很长的链,称为核酸。
2.结构。(1)核酸也有一级结构、二级结构和三级结构。核酸的一级结构是指组成核酸的核苷酸排列顺序,核酸的二级结构和三级结构是指核酸的空间结构。(2)DNA的结构:DNA的双螺旋结构就是核酸的二级结构,在DNA的双螺旋结构中,不同的碱基通过氢键两两配对。(3)碱基互补配对原则: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.生物功能。(1)在生物体内,核酸主要以与蛋白质结合成核蛋白的形式存在于细胞中。核蛋白水解后能得到核酸,它是核蛋白的非蛋白部分,进一步水解,得到由碱基、戊糖及磷酸组成的核苷酸。(2)DNA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。RNA主要存在于细胞质中,以DNA为模板形成。
【自主思考3】 在DNA的双螺旋结构中,不同的碱基通过什么作用力配对?提示:氢键。
【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(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,故氨基酸溶液显中性。(　　)(2)成肽反应的规律为—COOH脱羟基,—NH2脱氢。(　　)(3)肽键可表示为 。(　　)(4)将鸡蛋白加入沸水中,在水面有絮状物质出现,该过程为变性。变性属于化学变化。(　　)
(5)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,两者原理相同。(　　)(6)医疗器械的高温消毒的实质是蛋白质的变性。(　　)(7)核酸分为DNA和RNA,是一类含磷的高分子化合物。(　　)
2.下列关于氨基酸的叙述中,不正确的是(　　)。A.氨基酸都是晶体,一般能溶于水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以得到大量的α-氨基酸、β-氨基酸答案:D解析:氨基酸熔点较高,室温下均为晶体,一般能溶于水而难溶于乙醇、乙醚;氨基酸是两性化合物,能与酸、碱反应生成盐;氨基酸分子间能发生成肽反应,但氨基酸都不能发生水解反应;天然蛋白质水解的最终产物主要是α-氨基酸。
(2)现有淀粉和蛋白质胶体的混合液,要检验其中蛋白质的存在,可取混合液少许,向其中加入　　　　,现象是　　　　　　　　　　,说明存在蛋白质;要检验其中淀粉的存在,可取混合液少许,加入　　　,溶液呈明显的　　　　　　,说明淀粉存在;要把淀粉和蛋白质分离开,可进行的操作是　 　 。 
(3)在下列物质中:①K2SO4　②HCHO　③MgSO4　④Hg(NO3)2　⑤NH4Cl　⑥KOH,能使蛋白质发生盐析的是　　　　(填序号)。 (4)下列物质中,既能与NaOH反应,又能与硝酸反应,还一定能水解的是　　　　　　(填序号)。 ①Al2O3　②Al(OH)3　③氨基酸　④二肽
(2)双缩脲试剂　溶液显紫玫瑰色　碘水　蓝色　向溶液中加入适量的饱和(NH4)2SO4溶液或Na2SO4溶液,使蛋白质发生盐析而沉淀析出,然后过滤,从而使蛋白质从混合液中分离出来(3)①③⑤　(4)④⑤⑥⑦⑨⑩
解析:(3)Hg(NO3)2是重金属盐,KOH为强碱,②④⑥都会使蛋白质变性。(4)Al2O3、Al(OH)3、氨基酸与NaOH、HNO3均能发生反应,但三者均不能发生水解反应;二肽和蛋白质分子结构中均含有—NH2、—COOH及肽键,因此与NaOH、HNO3均能发生反应,且均能发生水解反应;(NH4)2CO3为弱酸弱碱盐,既能水解,又能与HNO3和NaOH反应;
1.氨基酸的成肽反应与酯化反应有何相似之处?提示:①都是—COOH脱去—OH;②都属于取代反应;③都有H2O生成。2.有两种氨基酸,分别是甘氨酸和丙氨酸,两分子氨基酸之间脱水能形成几种二肽?试写出它们的结构简式。
提示:甘氨酸两分子脱水形成二肽,
丙氨酸两分子脱水形成二肽:
甘氨酸与丙氨酸分子间脱水形成两种二肽:
1.氨基酸成肽反应原理。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。
2.氨基酸的缩合反应。(1)两分子间缩合。
(2)分子间或分子内缩合成环。
(3)缩聚成多肽或蛋白质。
【例题1】 3个氨基酸分子( ,烃基R可以相同,也可以不同)失去2个水分子缩合成三肽。现有分子式为C36H57O18N11的十一肽完全水解成甘氨酸(C2H5O2N)、丙氨酸(C3H7O2N)、谷氨酸(C5H9O4N),缩合十一肽化合物时,这3种氨基酸的物质的量之比为(　　)。A.3∶3∶5B.3∶5∶3C.5∶3∶3D.8∶7∶7
解析:题中十一肽是由三种氨基酸共11个分子脱去10分子水生成的,根据三种氨基酸的分子组成可知,11个分子中共有36个碳原子、77个氢原子、28个氧原子和11个氮原子。1个甘氨酸分子和1个丙氨酸分子中都是2个氧原子,而1个谷氨酸分子中是4个氧原子,因此11个三种氨基酸分子中谷氨酸分子的个数为(28-11×2)÷2=3,甘氨酸和丙氨酸分子共8个。A、D两项错误。根据碳原子数可以确定C项错误,B项正确。
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)个水分子和形成(n-1)个肽键。
【变式训练1】 阿斯巴甜具有清爽的甜味,甜味度约为蔗糖的200倍,其结构简式如图。下列有关说法不正确的是(　　)。A.阿斯巴甜的分子式为C14H18N2O5B.水解产物中有两种氨基酸C.阿斯巴甜属于蛋白质D.阿斯巴甜一定条件下既能与酸反应,又能与碱反应
解析:根据阿斯巴甜的结构简式,可以求得其分子式为C14H18N2O5,该物质不
1.如何分离提纯蛋白质?提示:常用盐析来分离提纯蛋白质。2.在形成蛋白质的过程中氨基酸结合成肽,破坏了分子中的氨基和羧基,那么蛋白质为什么还具有两性呢?提示:有些氨基酸分子中含有1个氨基和2个羧基,如谷氨酸;而有些氨基酸分子中含有1个羧基和2个氨基,如赖氨酸;并且蛋白质分子肽链末端也有未形成肽键的氨基和羧基。因此蛋白质具有两性。
1.蛋白质的水解。(1)机理:在酸、碱或酶的作用下,肽键断裂,碳原子与羟基结合,氮原子与氢原子结合。
2.渗析、盐析和变性的比较。
3.“三色”反应的比较。
【例题2】 下列关于蛋白质的说法不正确的是(　　)。A.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D.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答案:A解析:氨基酸生成蛋白质发生的是分子间的脱水反应而不是加聚反应,故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生理活性,故B项正确。盐析不能使蛋白质变性,故C项正确。“人造丝”的主要成分是纤维素,灼烧时没有烧焦羽毛的气味,故D项正确。
【变式训练2】 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,衣服上的汗渍、血迹及人体排出的蛋白质遇到它,皆能水解而除去。下列衣料最好不要用加酶洗衣粉洗涤的是(　　)。①棉织品　②羊毛织品　③腈纶织品　④蚕丝织品　⑤涤纶织品　⑥锦纶织品A.①②③B.②④C.③④⑤D.③⑤⑥答案:B解析:碱性蛋白酶能使蛋白质水解,而羊毛织品和蚕丝织品的主要成分均属于蛋白质,因此不能用加酶洗衣粉洗涤。