1、专题5 生命活动的物质基础第二单元 氨基酸 蛋白质 核酸海外零度可乐借在线“配对”刺激消费，所谓“配对”，并不是“男女速配”，而是可口可乐家族中年轻成员零度可乐推出的一个名为“零度可乐面部模具”(facial profiler)的 Facebook应用程序。“零度可口可乐”用阿斯巴甜等取代了糖分，与原味可口可乐非常接近，特别适合喜爱原味可口可乐，又向往无糖享受的消费者。但据称阿斯巴甜可能会导致偏头疼甚至致癌。它的分子中既含有氨基又含有羧基，目前，关于阿斯巴甜的安全性还在探讨中。本节我们就来学习氨基酸和蛋白质的性质。1掌握氨基酸的组成、结构和性质。(重点)2通过对氨基酸组成的学习，进一步学习蛋白
2、质的组成、结构和性质。(难点)3通过对蛋白质的学习，进一步认识酶的催化特性。课时作业01课前自主学习02课堂互动探究03随堂基础巩固一、氨基酸的结构和性质1组成和结构(1)组成氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的 H 被_取代后的产物。(2)结构氨基(3)常见的氨基酸2.氨基酸的性质(1)物理性质(2)化学性质两性在 氨 基 酸 分 子 中，_ 是 酸 性 基 团，_是碱性基团，甘氨酸分别与盐酸、氢氧化钠的反应为：COOHNH2二、蛋白质的结构与性质1.蛋白质的组成(1)蛋白质是一类非常重要的含氮生物高分子化合物，其相对 分 子 质 量 从 _ 到 _。它 是 由_等元素组成，有些蛋白质含有_，少
3、量蛋白质还含有微量 Fe、Cu、Zn、Mn 等。几万几千万C、H、O、N、SP(2)蛋白质是由多种_通过分子间缩合脱水而形成的结构复杂的_，分子中含有的官能团是_、_、。同其他高聚物一样，蛋白质也是 _(填“纯净物”或“混合物”)。氨基酸高分子COOHNH2混合物2.蛋白质的结构蛋白质的特殊功能和活性不仅取决于多肽链的氨基酸_ _，还与其特定的_密切相关。(1)蛋白质分子中_，称为蛋白质的一级结构。(2)多肽链_，称为蛋白质的二级结构。种类、数目及排列顺序空间结构各种氨基酸的连接方式和排列顺序卷曲盘旋和折叠的空间结构(3)蛋白质分子在二级结构基础上进一步_，称为蛋白质的三级结构。每一个具有三级
4、结构的多肽链称为_。(4)蛋白质分子中，_称为蛋白质的四级结构。盘曲折叠形成的三维结构亚基亚基的立体排布、亚基间相互作用与布局3.蛋白质的性质(1)两性形成蛋白质的多肽是由多个_脱水形成的，在多肽链的两端存在着_，因此，蛋白质既能与酸反应，又能与碱反应。(2)水解蛋白质酸、碱或酶水解_水解 _。氨基酸氨基与羧基肽类化合物氨基酸(3)盐析蛋白质溶液中加入少量的无机盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)能促进蛋白质的溶解，但浓的无机盐溶液可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中_，这种作用称为盐析。蛋白质的盐析是一个_过程，并不影响蛋白质的活性。析出可逆(4)变性在某些_或_的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能
5、发生改变的现象，称为蛋白质的变性。物 理 因 素 包 括：_、加 压、搅 拌、振 荡、_ 照 射、超 声 波 等；化 学 因 素 包 括：_、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。蛋白质的变性是一个_过程。物理因素化学因素加热紫外线强酸、强碱、重金属盐不可逆(5)颜色反应含 _ 的 蛋 白 质 遇 到 浓 硝 酸 会 有_沉淀产生，加热沉淀变_，这种现象称为颜色反应。(6)灼烧实验灼烧蛋白质产生_的气味，可用这种方法检验棉织品和毛织品。苯环白色黄色烧焦羽毛三、酶1.概念酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有_的蛋白质。2.酶的催化特点(1)条件_加热。在接近体温和接近中性的条件下，酶就可以起催化作用
6、。在_时酶的活性最强，超过适宜的温度时，酶将_。(2)具有高度的_。(3)具有_的催化作用。催化作用温和、不需3050失去活性专一性高效四、核酸1概念：核酸是一类含_的生物高分子化合物。2分类：磷探究点一 氨基酸的结构与反应规律1氨基酸的结构与通性(1)通式(氨基酸)：，R 可以是烃基，也可以是其他有机基团。分子中一定含有的官能团：NH2(氨基)、COOH(羧基)。(2)同分异构体：与分子式相同的硝基化合物互为同分异构体。如 H2NCH2COOH(氨 基 乙 酸)的 同 分 异 构 体 是CH3CH2NO2(硝基乙烷)。(3)通性：与强酸、强碱均能发生反应，具有两性。氨基酸分子中的氨基能结合
7、H，具有碱性；而羧基能电离出 H，具有酸性。2氨基酸分子缩合反应的规律(2)分子间或分子内缩合成环：(3)缩聚生成多肽或蛋白质：(1)二肽是由 2 个氨基酸分子形成的，n 个氨基酸分子脱去(n1)个水分子，形成 n 肽，含有(n1)个肽键。(2)无论肽链有多长，在链的两端，一端有游离的氨基(NH2)；另一端有游离的羧基(COOH)，因此，多肽也具有“两性”。两种不同的氨基酸发生成肽反应时，只能生成一种物质吗？提示：错误。如甘氨酸和丙氨酸是不同的 氨基酸，二者形成二肽时，由于两种氨基酸脱水缩合的方向不同，可以形成不同的二肽，即生成两种物质。【例 1】根据美国农业研究杂志报道，美国科学家发现半胱氨
8、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蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为，则下列说法中不正确的是()C【思路分析】首先考虑题中给出的是一种 氨基酸，它的性质与最简单的氨基酸甘氨酸相似，可以根据甘氨酸的性质来推断。【解析】由题给半胱氨酸的结构简式可知，氨基在羧基的邻位碳原子上，所以半胱氨酸属于 氨基酸，A 项正确；因为氨基为碱性基团，羧基为酸性基团，所以它具有两性，B 项正确；两分子的半胱氨酸脱水形成二肽应是氨基与羧基脱水缩合的结果，形成的二肽的结构简式应为L-多巴是一种有机物，分子式为 C9H11O4N，它可用于帕金森综合征的治疗，其结构简式为，这种药物的研制是基于获得 200
9、0 年诺贝尔生理学或医学奖和获得2001 年诺贝尔化学奖的研究成果。下列关于 L-多巴的叙述不正确的是()DA它属于 氨基酸，既具有酸性，又具有碱性B它能与 Fe2(SO4)3溶液发生显色反应C它可以两分子间缩合形成分子式为 C18H18O6N2 的化合物，该化合物中有 3 个六元环D它既与酸反应又与碱反应，等物质的量的 L-多巴最多消耗 NaOH 与 HCl 的物质的量之比为 11解析：此分子中既含NH2，又含COOH，且NH2 连在 位上，属于 氨基酸，故 A 项正确；结构中含酚羟基，遇到Fe3发生显色反应，B 项正确；两分子间发生缩合反应，可形成环状有机物：，分 子 式 为C18H18O
10、6N2，C 项正确；等物质的量的此分子，最多消耗 NaOH与 HCl 物质的量之比为 31，D 项错误。探究点二 蛋白质的结构与性质1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。2渗析、盐析、变性和胶体的聚沉四者的比较3.焰色反应、显色反应、颜色反应的比较1蛋白质为什么具有两性？提示：蛋白质分子结构的两端仍含有NH2和COOH。2在实际生活中，蛋白质变性原理有哪些应用？提示：(1)医疗上高温消毒杀菌，就是通过加热杀死细菌。(2)误服重金属盐，可以服用大量牛乳、蛋清或豆浆，避免中毒。(3)用医用酒精擦洗皮肤，能使皮肤表面附着的细菌死亡(蛋白质变性)，达到消毒杀菌
11、，避免感染的目的。(4)甲醛使蛋白质变性，因此，甲醛溶液能长期保存标本，不影响展示效果。【例 2】(1)从鸡蛋白的溶液中提取蛋白质的方法有_和_。(2)鸡蛋腐败时，常闻到有刺激性气味，该有刺激性气味的气体主要是_，说明蛋白质中含有_元素。(3)误食重金属盐会中毒，这是因为_。盐析渗析H2S 硫重金属离子能使蛋白质变性，使蛋白质失去生理活性(4)浓 HNO3 溅到皮肤上，使皮肤呈_色，这是由于浓 HNO3和蛋白质发生了_反应的缘故。(5)鉴定一种物质的成分是真丝还是人造丝，可取一小块进行_，这是因为_。黄颜色灼烧真丝属于蛋白质，灼烧时会有烧焦羽毛的气味【解析】(1)提取蛋白质的方法可以从两个方面
12、考虑：一是让蛋白质沉淀出来(盐析)；二是除去其他物质(渗析)。(2)我们常说硫化氢有臭鸡蛋的气味，这是因为鸡蛋腐败时，鸡蛋中的蛋白质分解会放出硫化氢。(3)重金属离子会使蛋白质变性，蛋白质广泛存在于生物体内，是生命的基础，肌肉、皮肤、毛发等的主要成分都是蛋白质。(4)蛋白质和许多试剂可发生特殊的颜色反应。(5)人造丝是人造纤维。下列关于蛋白质的叙述中不正确的是()A蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质会析出，若再加入水也不溶解B蛋白质具有两性C重金属盐使蛋白质变性，但吞服“钡餐”不会引起中毒D浓硝酸溅到皮肤上能使皮肤呈黄色，这是由于蛋白质和浓硝酸发生了颜色反应A解析：硫酸铵加入到蛋白质溶液中
13、会使蛋白质盐析而不是变性；“钡餐”是 BaSO4，它是难溶性物质，所以吞服“钡餐”不会引起中毒，但要注意“钡餐”不能用 BaCO3，因为 BaCO3会与胃酸反应生成易溶性的 BaCl2，而这时的 Ba2使蛋白质变性会引起中毒。1利用蛋白质的变性可以为我们的日常生活、医疗卫生服务。下列实例利用了蛋白质的变性的是()利用过氧乙酸对环境、物品进行消毒利用高温、紫外线对医疗器械进行消毒蒸煮鸡蛋松花蛋的腌制用蛋白质解救重金属盐中毒的病人A全部 B仅C仅D仅A解析：过氧乙酸有强氧化性，能使蛋白质变性；高温、紫外线、加热均能使蛋白质变性；松花蛋的腌制是一些碱性物质使蛋白质发生了变性；重金属盐中毒的原因是重金
14、属离子破坏了人体的蛋白质结构，使蛋白质发生变性，服用蛋白质，可防止人体自身的蛋白质被破坏，能用于解毒。2由重复结构单元形成的蛋白质在胃液中水解时，不可能产生的氨基酸是()D3甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下发生缩合反应生成二肽的化合物共有()A4 种B3 种C2 种D1 种A解析：甘氨酸与丙氨酸混合反应生成二肽的方式有：甘氨酸与甘氨酸反应生成一种二肽，丙氨酸与丙氨酸反应生成一种二肽，甘氨酸与丙氨酸能以两种方式反应生成两种二肽，故生成的二肽共有 4 种。4下列四种化合物NaHCO3 Al(OH)3(NH4)2S既能跟盐酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是()ABCD5下列关于蛋白质的叙述中，正确的
15、是()A蛋白质溶液里加(NH4)2SO4溶液可提纯蛋白质B蛋白质是由多种 氨基酸加聚而成的天然高分子化合物C温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高D任何结构的蛋白质遇到浓 HNO3都会显黄色DA解析：(NH4)2SO4溶液不是重金属盐，加入(NH4)2SO4溶液，蛋白质会产生“盐析”现象，但盐析是可逆反应，加水后蛋白质会继续溶解，A 对；氨基酸生成蛋白质发生的是脱去水分子的缩聚反应而不是加聚反应，B 错；酶是一种蛋白质，在高温下变性，而不再具有催化活性，属于不可逆过程，C 错；一般情况下，只有含苯环的蛋白质遇到浓 HNO3才会发生颜色反应而变黄，D错。故选 A。6紫杉醇是一种新型抗癌药，其分
16、子式为 C47H51NO14，它是由如下的 A 酸和 B 醇生成的一种酯。(2)A 水解所得的氨基酸不是天然蛋白质的水解产物，因为氨基不在(填希腊字母)_位。(3)写出 ROH 的分子式：_。C31H38O11解析：(1)A 是一种酸，但在 A 分子结构中存在一个肽键，在无机酸催化作用下发生水解，生成苯甲酸和另一种氨基酸。(2)天然蛋白质水解后所得的氨基酸，其氨基都在 位。(3)根据 A酸B 醇酯H2O 的反应通式，可确定醇 B 的分子组成。A酸的分子式为 C16H15NO4，酯的分子式为 C47H51NO14，所以 B 醇的分子式为 C31H38O11。7某有机物含有 C、H、O、N 四种元素，下图为该有机物的球棍模型。(1)该 有 机 物 的 化 学 式 _，结 构 简 式(2)该物质属于_；A有机物B氨基酸C二肽D糖E油脂C5H11NO2A(3)该 有 机 物 可 能 发 生 的 化 学 反 应 有(填 编号)_；水解 加聚 取代 消去 酯化 与 H2加成 解 析：由 有 机 物 的 球 棍 模 型 可 知 其 结 构 简 式 为温示提馨请 做：课时作业 19PPT文稿（点击进入）