1、第5课时 蛋白质和氨基酸 一、蛋白质的组成、存在及性质 1.蛋白质 蛋白质是组成_的基础物质。动物的肌肉、毛皮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 病的抗体中都含有蛋白质。2.组成 组成蛋白质的元素有_等。蛋白质是结构非常复杂的 _。必备知识自主学习 细胞 酶 血红蛋白 细菌 病毒 碳、氢、氧、氮和硫 高分子化合物 3.性质【自主探索】(1)(思维升华)为什么医院里用高温蒸煮、照射紫外线、在伤口处涂抹酒精溶液等方法来杀菌消毒？提示：高温、紫外线、酒精等都可以使蛋白质变性，杀死细菌，起到消毒作用。(2)(知识关联)为什么在农业上用波尔多液(由硫酸铜、生石灰
2、和水制成)来消灭病虫害？提示：波尔多液含有重金属盐，能使蛋白质变性，所以可用来消灭病虫害。(3)(教材二次开发)教材中描述“变性后的蛋白质不能再恢复，是不可逆过程”。如果生活中有人不小心误服可溶性重金属盐应立即采取什么急救措施呢？提示：立即服用大量鲜牛奶或豆浆或鸡蛋清等蛋白质含量丰富的食物，可使重金属与服用的蛋白质发生变性作用，从而减轻重金属对机体的危害。二、氨基酸和酶 1.几种重要的氨基酸 名称结构简式甘氨酸(氨基乙酸)_ 丙氨酸(-氨基丙酸)谷氨酸(-氨基戊二酸)_ 2.组成与结构特点(1)组成：氨基酸分子主要由_、_、_、_四种元素组成。(2)结构：每种氨基酸分子均含有_和_。(3)-氨
3、基酸：分子中氨基连接在离羧基_的碳原子上的氨基酸。3.化学性质(1)两性：能与酸反应，体现其具有_性。能与碱反应，体现其具有_ 性。(2)成肽反应：在一定条件下，氨基酸之间能发生反应生成多肽，多肽再经过 一系列复杂的变化，构成_。C H O N 氨基(NH2)羧基(COOH)最近 碱 酸 蛋白质 4.酶 酶是具有催化作用的一类蛋白质，具有以下特点：(1)条件：_。(2)具有很强的_。(3)具有很强的_，催化反应速率大。温和条件 专一性 催化效能【自主探索】(1)蛋白质是高分子化合物，氨基酸是不是高分子化合物？提示：氨基酸的相对分子质量较小，不是高分子化合物。(2)用酶作催化剂，温度越高催化效率
4、越高。这种说法是否正确？提示：错误。温度过高，酶发生变性，生理活性会消失，就不再具有催化作用。关键能力合作学习 知识点一 蛋白质的性质 蛋白质的盐析与变性比较 盐析变性含义蛋白质溶液因加入无机盐浓溶液引起蛋白质溶解度下降而变浑浊的现象在某些条件下蛋白质发生性质上的改变而聚沉条件加入轻金属盐(或铵盐)的浓溶液加入重金属盐(如铜盐、铅盐、汞盐等)、有机物(如甲醛、酒精等)、强酸、强碱，或者加热、紫外线照射变化类型物理变化化学变化变化过程可逆不可逆用途分离、提纯蛋白质杀菌、消毒等【合作探究】1.蛋白质盐析和变性的变化过程是否可逆？提示：蛋白质的盐析是可逆过程，沉淀析出的蛋白质，加入较多量的水还会溶解
5、。蛋白质的变性能使蛋白质的化学组成或空间结构发生变化，生理功能发生改变，是不可逆过程。2.(教材二次开发)教材中描述“在加热、强酸、强碱、重金属盐、紫外线、福尔马林的作用下，蛋白质原有的化学组成或空间结构会发生改变”。硝酸可以使蛋白质变黄，称为蛋白质的显色反应。此“显色反应”与钠元素的“焰色试验”有何区别？(宏观辨识与微观探析)提示：显色反应是指某些蛋白质的黄蛋白反应，属于化学变化；而焰色试验是指钠、钾等多种金属元素被灼烧时火焰呈现的颜色，属于物理变化。3.(情境应用)2020年，新型冠状病毒对我国的人民身体健康造成了很大威胁。体积分数为75%的酒精可有效杀灭新型冠状病毒，利用了什么原理？(科
6、学探究与创新意识)提示：体积分数为75%的酒精能够渗入病毒内部，使蛋白质发生变性，从而杀灭病毒。【典例示范】【典例】2018年诺贝尔化学奖获得者为弗朗西斯阿诺德、乔治史密斯及格雷戈里温特尔。上述三位化学奖得主成功利用基因变化和选择研究出可以解决人类化学问题的蛋白质。关于蛋白质的组成与性质的叙述正确的是()A.蛋白质在酶的作用下水解的最终产物为氨基酸 B.向蛋白质溶液中加入CuSO4、Na2SO4浓溶液，均会使其变性 C.天然蛋白质仅由碳、氢、氧、氮四种元素组成 D.蛋白质、纤维素、油脂都是高分子化合物【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)蛋白质的组成元素。(2)掌握蛋白质变性和盐析的条件。
7、【解析】选A。蛋白质水解的最终产物为氨基酸，故A正确；向蛋白质溶液中加入Na2SO4浓溶液是轻金属盐，会使其发生盐析而不是变性，故B错误；某些蛋白质还含有S、P等元素，故C错误；蛋白质和纤维素是高分子化合物，油脂不属于高分子化合物，故D错误。【母题追问】(1)鸡蛋白属于蛋白质，用KI溶液能否区分淀粉溶液和鸡蛋白溶液？提示：KI溶液遇淀粉溶液和鸡蛋白溶液均无明显的现象，故不能用来区分两物质。(2)蛋白质溶液中滴加醋酸铅溶液，会发生盐析。这种说法是否正确？提示：错误。醋酸铅属于重金属盐，会使蛋白质变性。【规律方法】蛋白质与盐溶液作用的判断 首先看盐溶液中是否有重金属离子，常见重金属离子有Cu2+、
8、Ag+、Ba2+、Pb2+、Hg2+，若属重金属盐(可溶性)则蛋白质变性，加水后不溶解；若是轻金属盐溶液或铵盐，且为浓溶液，则蛋白质发生盐析，加水后能溶解。【素养训练】材料一 含绒量是决定羽绒服质量优劣的最重要的指标，按照我国实施的羽绒服新国标，羽绒服的含绒量必须在50%以上，一些不法厂家填充“飞丝”或“人造羊毛”来假冒羽绒，严重损害消费者的利益。“飞丝”是由鸭毛、鹅毛甚至鸡毛经粉碎而成，人造羊毛的主要成分是聚丙烯腈纤维。材料二 2008年9月11日，三鹿公司承认三鹿奶粉受三聚氰胺污染，并发布召回三鹿问题奶粉的声明。三聚氰胺，分子式为C3H6N6，是一种重要的氮杂环有机化工原料，低毒。动物长期
9、摄入三聚氰胺会对生殖、泌尿系统造成损害。食品工业中常常需要检测蛋白质的含量，但是直接测量蛋白质的含量在技术上比较复杂，成本较高，不适合大范围推广，所以业界常常使用一种叫“凯氏定氮法”的方法，即通过测定食品中氮原子的含量来间接推算蛋白质的含量。(1)如何鉴别人造羊毛和鸭绒？提示：灼烧有烧焦羽毛气味的是鸭绒。(2)从化学组成上看，三聚氰胺与蛋白质含有哪些共同元素？三聚氰胺是蛋白质吗？提示：均含有C、H、N元素；三聚氰胺不属于蛋白质。蛋白质是高分子化合物，水解生成氨基酸。三聚氰胺分子式为C3H6N6。(3)不法商家在食品、饲料中添加三聚氰胺的目的是什么？提示：三聚氰胺中含氮量比蛋白质高，在检测中造成
10、蛋白质含量达标的假象。知识点二 氨基酸的性质 1.氨基酸具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应，如 2.氨基酸分子中氨基和羧基能发生缩合反应，也叫成肽反应。(1)实质：羧基脱去羟基，氨基脱去氢原子。(2)实例：3.氨基酸的作用 人体从食物中摄取的蛋白质在蛋白酶的催化作用下水解生成各种氨基酸。这些氨基酸被人体吸收后，在一定条件下又重新结合成人体所需要的各种蛋白质。【合作探究】1.氨基酸为什么既能与NaOH反应又能与盐酸反应？提示：氨基酸中有氨基，具有碱性，能与盐酸反应，同时氨基酸中含有羧基，能与NaOH反应。2.(思维升华)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，推
11、出A的分子式。提示：C5H9NO4。丙氨酸的分子式为C3H7NO2，根据原子守恒可知，C8H14N2O5+H2O C3H7NO2+C5H9NO4。3.(情境应用)如图是只含有C、H、O、N四种元素的有机物的简易球棍模型。(1)写出该物质的结构简式。(2)已知NH2与NH3类似，能与盐酸反应，请写出该物质与盐酸反应的化学方程式。(3)该物质能否与NaOH溶液反应，若能，请写出化学反应方程式。【典例示范】【典例】(2020常州高一检测)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
12、反应 D.谷氨酸分子间能发生反应生成多肽【解题指南】解答本题需注意以下两个方面：(1)氨基酸分子中官能团的性质。(2)氨基酸分子之间在一定条件下能够反应生成多肽。【解析】选C。1 mol谷氨酸含有2 mol羧基，能与2 mol NaOH发生反应，A项正确；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项正确；谷氨酸分子之间的氨基和羧基能发生反应生成多肽，C项错误；D项正确。【母题追问】(1)氨基酸的结构中一定含氨基和羧基吗？氨基与羧基必须连在相邻的碳原子上吗？提示：氨基酸中一定含有氨基和羧基，氨基酸的氨基与羧基也可以连在同一个碳原子上，如-氨基酸。(2)氨基酸在人体中
13、被分解转化为能量，不能用于合成新蛋白质。这种说法是否正确？提示：不正确。氨基酸在人体中可合成新的蛋白质。(3)谷氨酸能否发生酯化反应？提示：谷氨酸中含有羧基，可以与醇发生酯化反应。【素养训练】味精是日常生活中不可缺少的调味品。味精的主要成分是谷氨酸钠，其结构简式为 试回答下列问题：(1)味精为什么要做成钠盐形式？提示：谷氨酸由于C原子较多，不易溶于水，而其钠盐则易溶于水。(2)写出味精分别和盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式。【课堂小结】三言两语话重点 (1)蛋白质组成元素主要是C、H、O，另外还有N、P等元素，蛋白质属于天然高分子化合物。(2)蛋白质盐析的条件是浓的轻金属盐或铵盐溶液，如(N
14、H4)2SO4、Na2SO4、MgSO4等，盐析是可逆过程。(3)蛋白质变性的条件有强酸、强碱、重金属盐、高温、紫外线等，变性是不可逆过程。(4)氨基酸分子中含羧基(酸性基团)和氨基(碱性基团)，具有两性，-氨基酸 的结构为 。课堂检测素养达标 1.下列各类食物中蛋白质含量最丰富的是()【解析】选D。A中含有丰富的维生素，B中主要含有维生素，C中主要含有淀粉，D中主要含有蛋白质。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，衣服的汗渍、血液及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解除去。下列衣料中能用加酶洗衣粉洗涤的是()棉织品 毛织品 腈纶织品 蚕丝织品 涤纶织
15、品 锦纶织品 A.B.C.D.3.2020年全球暴发了大规模的新型冠状病毒肺炎疫情，全世界200多个国家都发现了确诊案例。病毒的组成成分中含有蛋白质。下列对蛋白质的理解中正确的是()A.蛋白质中只含C、H、O三种元素 B.用福尔马林来浸泡生物标本主要是利用蛋白质变性的性质 C.羊毛、头发、血液、细菌、病毒、抗体、棉花的主要成分都是蛋白质 D.若误服重金属盐引起中毒，可喝大量的水进行解毒 4.下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是()A.蛋白质水解的最终产物是尿素 B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性 C.氨基酸分子中含有羧基和氨基 D.氨基酸和蛋白质都是高分子化合物【解析】选C。蛋白质水解的最终
16、产物是氨基酸，故A错误；蛋白质遇重金属离子会变性，故B错误；氨基酸不是高分子化合物，故D错误；只有C选项正确，故选C。5.(教材二次开发教材习题改编)欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质，应加入()A.(NH4)2SO4溶液 B.酒精溶液 C.Pb(NO3)2溶液 D.NaOH溶液【解析】选A。酒精是有机物、NaOH是强碱、Pb(NO3)2是重金属盐，它们都能够使蛋白质变性而失去生理活性。而(NH4)2SO4属于铵盐，能够降低蛋白质的溶解度，使其发生盐析而从水中析出，该过程发生的是物理变化，蛋白质的性质没有改变。6.应用所学知识回答下列问题：(1)下列物质对蛋白质的化学性质具有明显影响的是_
17、(填字母，下同)。A.重晶石(BaSO4)B.蓝矾 C.碘酒 D.高锰酸钾 E.酒精 F.生牛奶 G.熟鸡蛋(2)如果你发现有人误服重金属盐而出现了轻微中毒症状，需要你马上对病人进行抢救，你认为上述物质中可以应用的是_。(3)当你选择物质对病人进行抢救以后，下一步的打算或做法是_。A.建议病人快去医院继续治疗 B.将病人安置于通风处呼吸新鲜的空气 C.建议病人卧床休息 素养新思维 7.鸡蛋中含有丰富的蛋白质，鸡蛋白就是一种蛋白质，它的分子直径为1100 nm，具有某些胶体的性质。取新鲜鸡蛋的鸡蛋白溶于水制成水溶液，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_。(3)已知蛋白质遇到浓硝酸会变黄，这个反应可以用来鉴别某些带有苯环的蛋白质。把 10 mL鸡蛋白溶液和5 mL NaCl溶液的混合液体，加入用半透膜(一种有微孔的膜，小分子或离子可以透过，胶体粒子不能透过)制成的袋内，将此袋浸入盛蒸馏水的烧杯中(如图)。2 min后，取烧杯中的液体分别进行实验。加入AgNO3溶液，产生的现象是_ _。加入浓硝酸，产生的现象是_ _。