2018-2019學年高中化學 專題3 有機化合物的獲得與應用 第2單元 食品中的有機化合物 第5課時 蛋白質和氨基酸學案 蘇教版必修2.doc

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第5課時　蛋白質和氨基酸 學習目標：1.了解蛋白質的組成和主要性質。(重點)2.了解蛋白質在日常生活中的應用。3.了解氨基酸的結構特點。 [自 主 預 習探 新 知] 一、蛋白質 1．存在 蛋白質是組成細胞的基礎物質。動物的肌肉、毛皮、血液、乳汁以及在人體新陳代謝中起催化作用的酶、運輸氧氣的血紅蛋白、引起疾病的細菌和病毒、抵抗疾病的抗體中都含有蛋白質。 2．組成 蛋白質中除含有碳、氫、氧外，還含有氮等元素。蛋白質是結構非常復雜的高分子化合物。 3．性質 二、氨基酸和酶 1．常見的氨基酸的結構簡式 (1)甘氨酸(氨基乙酸)：。 (2)丙氨酸(α氨基丙酸)：。 (3)谷氨酸(α氨基戊二酸)： 2．結構特點 3．化學性質 (1)兩性 (2)形成多肽或蛋白質 在一定條件下，氨基酸能發(fā)生反應生成多肽，構成蛋白質。 4．酶 (1)實質：酶是一類具有催化作用的蛋白質。 (2)催化特點 ①很強的專一性。 ②催化反應速率大。 ③條件溫和。 [基礎自測] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) (1)蛋白質燃燒的產物只有CO2和H2O。(　　) (2)蛋白質能發(fā)生水解反應。(　　) (3)向蛋白質溶液中加入濃的Na2SO4或CuSO4溶液均可使蛋白質鹽析而分離提純。(　　) (4)氨基酸既有酸性又有堿性是一種兩性物質。(　　) 【答案】　(1)　(2)√　(3)　(4)√ 2．“沒有蛋白質，就沒有生命”，下面關于蛋白質的敘述不正確的是(　　) 【導學號：13572165】 A．可以通過灼燒時的特殊氣味來鑒別蛋白質 B．含苯環(huán)蛋白質遇濃硝酸變黃 C．蛋白質在酶的作用下水解的最終產物是葡萄糖 D．酶是一類特殊的蛋白質，是生物體內重要的催化劑 C　[蛋白質灼燒時有燒焦羽毛的氣味，含苯環(huán)蛋白質遇濃HNO3變黃為蛋白質的顏色反應，酶是一類特殊的蛋白質，是生物體內重要的催化劑，故A、B、D均正確；蛋白質水解的最終產物是氨基酸，C錯誤。] 3．關于生物體內氨基酸的敘述錯誤的是(　　) A．構成天然蛋白質的氨基酸分子的結構通式是 B．氨基酸能發(fā)生酯化反應 C．氨基酸只有酸性 D．兩個氨基酸分子通過脫水縮合形成二肽 C　[生物體內蛋白質均為天然的，其基本組成單位是α氨基酸，A項氨基酸的結構通式正確；氨基酸中含羧基，能與醇發(fā)生酯化反應；兩個氨基酸分子通過脫水縮合以后形成的化合物叫做二肽；氨基酸具有氨基和羧基，既具有堿性又具有酸性。] [合 作 探 究攻 重 難] 蛋白質鹽析和變性的比較 [背景材料] 類型 實驗操作 實驗現象 實驗結論 鹽析 向(NH4)2SO4飽和溶液中加入雞蛋清溶液后，有沉淀析出，沉淀加到蒸餾水中又溶解 (NH4)2SO4能降低雞蛋清在水中的溶解度，但不改變雞蛋清的性質 變性 雞蛋清中加入CuSO4溶液后，有沉淀析出，凝結的雞蛋清放入蒸餾水中不溶解 CuSO4溶液使雞蛋清性質改變 [思考交流] (1)分析實驗總結蛋白質鹽析與變性的條件有何不同？ 【提示】　加入輕金屬鹽溶液或銨鹽溶液可使蛋白質鹽析。紫外線照射、加熱或加入酸、堿、重金屬鹽、有機物(乙醇、苯酚、甲醛等)可使蛋白質變性。 (2)蛋白質鹽析和變性的變化類型有何不同？ 【提示】　蛋白質的鹽析屬于物理變化，蛋白質的變性屬于化學變化。 (3)蛋白質鹽析和變性的變化過程是否可逆？ 【提示】　蛋白質的鹽析是可逆過程，沉淀析出的蛋白質，加入較多量的水還會溶解。 蛋白質的變性能使蛋白質的化學組成或空間結構發(fā)生變化，生理功能發(fā)生改變，是不可逆過程。 (4)蛋白質的鹽析和變性有哪些應用？ 【提示】　鹽析主要用來分離和提純蛋白質，變性主要用來殺菌消毒。 1．蛋白質的鹽析與變性比較 鹽析 變性 含義 蛋白質溶液因加入無機鹽濃溶液引起蛋白質溶解度下降而變渾濁的現象 在某些條件下蛋白質發(fā)生性質上的改變而聚沉 條件 加入輕金屬鹽(或銨鹽)的濃溶液 加入重金屬鹽(如銅鹽、鉛鹽、汞鹽等)、有機物(如甲醛、酒精等)、強酸、強堿，或者加熱、紫外線照射 變化類型 物理變化 化學變化 變化過程 可逆 不可逆 用途 分離、提純蛋白質 殺菌、消毒等 2.蛋白質的特征 (1)顏色反應：有些蛋白質與濃硝酸作用時呈黃色。能發(fā)生顏色反應的蛋白質分子內含有苯環(huán)，該反應可以用來檢驗蛋白質。 (2)特殊氣味：蛋白質在灼燒時會產生燒焦羽毛的特殊氣味。該反應是用來檢驗蛋白質最常用的方法，常用該法鑒別絲制品與毛織物等。 氨基酸的性質 [背景材料] 有機物的化學性質主要取決于其官能團，甘氨酸的結構簡式為，其官能團為—NH2和—COOH。 [思考交流] (1)氨基酸為什么既能與NaOH反應又能與鹽酸反應？ 【提示】　氨基酸中有氨基，具有堿性，能與鹽酸反應，同時氨基酸中含有羧基，能與堿反應。 (2)寫出甘氨酸分別與NaOH溶液和鹽酸反應的方程式。 【提示】　 1．氨基酸具有兩性，既能與酸反應，又能與堿反應，如 2．氨基酸分子中氨基和羧基能發(fā)生縮合反應，也叫成肽反應。 (1)實質：羧基脫去羥基，氨基脫去氫原子。 (2)實例： [當 堂 達 標固 雙 基] 題組1　蛋白質的組成、性質及應用 1．下列說法不正確的是(　　) A．蛋白質與糖類、油脂的組成元素相同，完全燃燒只產生CO2和H2O B．淀粉、纖維素和蛋白質都屬于天然高分子化合物 C．利用滲析可以除去蛋白質溶液中的離子或小分子 D．加熱消毒和用甲醛消毒的原理都是使蛋白質變性 A　[A項，蛋白質中除了含C、H、O外還含有N等元素。] 2．下列過程不屬于化學變化的是 (　　) A．在蛋白質溶液中，加入飽和硫酸銨溶液，有沉淀析出 B．雞蛋白溶液受熱凝固 C．在蛋白質溶液中，加入硫酸銅溶液，有沉淀析出 D．用稀釋的福爾馬林溶液(0.1%～0.5%)浸泡植物種子 A　[A項，在蛋白質溶液中加入飽和硫酸銨溶液，是鹽析過程，析出的蛋白質性質并無變化，即沒有新物質生成，析出的蛋白質加水，仍能溶解，不是化學變化；B項，雞蛋白溶液受熱凝固是蛋白質的變性，是化學變化；C項，在蛋白質溶液中加入硫酸銅溶液，析出沉淀是因為蛋白質變性，是化學變化；D項，用稀釋的福爾馬林溶液殺滅種子上的細菌和微生物，即使這些生物體的蛋白質發(fā)生變性反應，是化學變化。] 蛋白質與鹽溶液作用的判斷 首先看鹽溶液中是否有重金屬離子，常見重金屬離子有Cu2＋、Ag＋、Ba2＋、Pb2＋、Hg2＋，若屬重金屬鹽(可溶性)則蛋白質變性，加水后不溶解；若是輕金屬鹽溶液或銨鹽，且為濃溶液，則蛋白質發(fā)生鹽析，加水后能溶解。 題組2　氨基酸的結構與性質 3．某期刊封面上有如下一個分子的球棍模型圖，如圖所示。 圖中“棍”代表單鍵、雙鍵或叁鍵。不同顏色的球代表不同元素的原子，該模型圖可代表一種(　　) A．氨基酸 B．醇鈉 C．鹵代羧酸 D．酯 A　[先確定出各種顏色的球代表何種原子，然后再確定出物質的類別。解題的突破口是球棍模型前面的綠球代表碳原子，達到了飽和狀態(tài)，則白球代表氫原子，進而推出藍球代表氮原子，紅球代表氧原子。該球棍模型所示的分子式為，命名為氨基乙酸，所以正確的答案選A。] 4．美國的科學家發(fā)現半胱氨酸能增強艾滋病病毒感染者的免疫力，對控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的結構簡式為，則下列說法錯誤的是(　　) 【導學號：13572166】 A．半胱氨酸屬于α氨基酸 B．半胱氨酸能與鹽酸反應 C．半胱氨酸可與NaOH溶液反應 D．兩分子半胱氨酸脫水形成的二肽結構簡式為 D　[半胱氨酸是α氨基酸，屬于兩性化合物，能與NaOH反應生成鈉鹽，A、B、C正確；形成肽鍵時應是羧基與氨基作用，而不是與巰基(—SH)作用。] 5．某有機物的相對分子質量為75，元素的質量分數為碳32%、氫6.67%、氮18.67%，其余為氧。 (1)該有機物的分子式為________________________________。 (2)該有機物能與醇發(fā)生酯化反應、與無機酸反應生成鹽(含有—NH2基團)，該有機物的結構簡式為________。 (3)該有機物與鹽酸反應生成鹽的離子方程式為 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 【解析】　N(C)＝＝2，N(H)＝≈5，N(N)＝≈1，由相對分子質量，可求出分子內含O原子2個。由此得出分子式為C2H5NO2。能與醇發(fā)生酯化反應，說明分子內含有—COOH；再去掉一個—NH2，余下一個—CH2—，于是得出其結構簡式為H2NCH2COOH。 【答案】　(1)C2H5NO2　(2)H2NCH2COOH