2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題3 有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用 第2單元 食品中的有機(jī)化合物 第5課時 蛋白質(zhì)和氨基酸學(xué)案 蘇教版必修2.doc

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第5課時　蛋白質(zhì)和氨基酸 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解蛋白質(zhì)的組成和主要性質(zhì)。(重點)2.了解蛋白質(zhì)在日常生活中的應(yīng)用。3.了解氨基酸的結(jié)構(gòu)特點。 [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] 一、蛋白質(zhì) 1．存在 蛋白質(zhì)是組成細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì)。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(xì)菌和病毒、抵抗疾病的抗體中都含有蛋白質(zhì)。 2．組成 蛋白質(zhì)中除含有碳、氫、氧外，還含有氮等元素。蛋白質(zhì)是結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的高分子化合物。 3．性質(zhì) 二、氨基酸和酶 1．常見的氨基酸的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)特點 3．化學(xué)性質(zhì) (1)兩性 (2)形成多肽或蛋白質(zhì) 在一定條件下，氨基酸能發(fā)生反應(yīng)生成多肽，構(gòu)成蛋白質(zhì)。 4．酶 (1)實質(zhì)：酶是一類具有催化作用的蛋白質(zhì)。 (2)催化特點 ①很強(qiáng)的專一性。 ②催化反應(yīng)速率大。 ③條件溫和。 [基礎(chǔ)自測] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) (1)蛋白質(zhì)燃燒的產(chǎn)物只有CO2和H2O。(　　) (2)蛋白質(zhì)能發(fā)生水解反應(yīng)。(　　) (3)向蛋白質(zhì)溶液中加入濃的Na2SO4或CuSO4溶液均可使蛋白質(zhì)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(zhì)。(　　) 【答案】　(1)　(2)√　(3)　(4)√ 2．“沒有蛋白質(zhì)，就沒有生命”，下面關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述不正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：13572165】 A．可以通過灼燒時的特殊氣味來鑒別蛋白質(zhì) B．含苯環(huán)蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃 C．蛋白質(zhì)在酶的作用下水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖 D．酶是一類特殊的蛋白質(zhì)，是生物體內(nèi)重要的催化劑 C　[蛋白質(zhì)灼燒時有燒焦羽毛的氣味，含苯環(huán)蛋白質(zhì)遇濃HNO3變黃為蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)，酶是一類特殊的蛋白質(zhì)，是生物體內(nèi)重要的催化劑，故A、B、D均正確；蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是氨基酸，C錯誤。] 3．關(guān)于生物體內(nèi)氨基酸的敘述錯誤的是(　　) A．構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式是 B．氨基酸能發(fā)生酯化反應(yīng) 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(nèi)蛋白質(zhì)均為天然的，其基本組成單位是α氨基酸，A項氨基酸的結(jié)構(gòu)通式正確；氨基酸中含羧基，能與醇發(fā)生酯化反應(yīng)；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(zhì)鹽析和變性的比較 [背景材料] 類型 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)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(zhì) 變性 雞蛋清中加入CuSO4溶液后，有沉淀析出，凝結(jié)的雞蛋清放入蒸餾水中不溶解 CuSO4溶液使雞蛋清性質(zhì)改變 [思考交流] (1)分析實驗總結(jié)蛋白質(zhì)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(zhì)鹽析。紫外線照射、加熱或加入酸、堿、重金屬鹽、有機(jī)物(乙醇、苯酚、甲醛等)可使蛋白質(zhì)變性。 (2)蛋白質(zhì)鹽析和變性的變化類型有何不同？ 【提示】　蛋白質(zhì)的鹽析屬于物理變化，蛋白質(zhì)的變性屬于化學(xué)變化。 (3)蛋白質(zhì)鹽析和變性的變化過程是否可逆？ 【提示】　蛋白質(zhì)的鹽析是可逆過程，沉淀析出的蛋白質(zhì)，加入較多量的水還會溶解。 蛋白質(zhì)的變性能使蛋白質(zhì)的化學(xué)組成或空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，生理功能發(fā)生改變，是不可逆過程。 (4)蛋白質(zhì)的鹽析和變性有哪些應(yīng)用？ 【提示】　鹽析主要用來分離和提純蛋白質(zhì)，變性主要用來殺菌消毒。 1．蛋白質(zhì)的鹽析與變性比較 鹽析 變性 含義 蛋白質(zhì)溶液因加入無機(jī)鹽濃溶液引起蛋白質(zhì)溶解度下降而變渾濁的現(xiàn)象 在某些條件下蛋白質(zhì)發(fā)生性質(zhì)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(jī)物(如甲醛、酒精等)、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，或者加熱、紫外線照射 變化類型 物理變化 化學(xué)變化 變化過程 可逆 不可逆 用途 分離、提純蛋白質(zhì) 殺菌、消毒等 2.蛋白質(zhì)的特征 (1)顏色反應(yīng)：有些蛋白質(zhì)與濃硝酸作用時呈黃色。能發(fā)生顏色反應(yīng)的蛋白質(zhì)分子內(nèi)含有苯環(huán)，該反應(yīng)可以用來檢驗蛋白質(zhì)。 (2)特殊氣味：蛋白質(zhì)在灼燒時會產(chǎn)生燒焦羽毛的特殊氣味。該反應(yīng)是用來檢驗蛋白質(zhì)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(zhì) [背景材料] 有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)主要取決于其官能團(tuán)，甘氨酸的結(jié)構(gòu)簡式為，其官能團(tuán)為—NH2和—COOH。 [思考交流] (1)氨基酸為什么既能與NaOH反應(yīng)又能與鹽酸反應(yīng)？ 【提示】　氨基酸中有氨基，具有堿性，能與鹽酸反應(yīng)，同時氨基酸中含有羧基，能與堿反應(yīng)。 (2)寫出甘氨酸分別與NaOH溶液和鹽酸反應(yīng)的方程式。 【提示】　 1．氨基酸具有兩性，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，如 2．氨基酸分子中氨基和羧基能發(fā)生縮合反應(yīng)，也叫成肽反應(yīng)。 (1)實質(zhì)：羧基脫去羥基，氨基脫去氫原子。 (2)實例： [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 題組1　蛋白質(zhì)的組成、性質(zhì)及應(yīng)用 1．下列說法不正確的是(　　) A．蛋白質(zhì)與糖類、油脂的組成元素相同，完全燃燒只產(chǎn)生CO2和H2O B．淀粉、纖維素和蛋白質(zhì)都屬于天然高分子化合物 C．利用滲析可以除去蛋白質(zhì)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(zhì)變性 A　[A項，蛋白質(zhì)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(xué)變化的是 (　　) A．在蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)溶液中加入飽和硫酸銨溶液，是鹽析過程，析出的蛋白質(zhì)性質(zhì)并無變化，即沒有新物質(zhì)生成，析出的蛋白質(zhì)加水，仍能溶解，不是化學(xué)變化；B項，雞蛋白溶液受熱凝固是蛋白質(zhì)的變性，是化學(xué)變化；C項，在蛋白質(zhì)溶液中加入硫酸銅溶液，析出沉淀是因為蛋白質(zhì)變性，是化學(xué)變化；D項，用稀釋的福爾馬林溶液殺滅種子上的細(xì)菌和微生物，即使這些生物體的蛋白質(zhì)發(fā)生變性反應(yīng)，是化學(xué)變化。] 蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)發(fā)生鹽析，加水后能溶解。 題組2　氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 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(zhì)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(dá)到了飽和狀態(tài)，則白球代表氫原子，進(jìn)而推出藍(lán)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(xué)家發(fā)現(xiàn)半胱氨酸能增強(qiáng)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(jié)構(gòu)簡式為，則下列說法錯誤的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：13572166】 A．半胱氨酸屬于α氨基酸 B．半胱氨酸能與鹽酸反應(yīng) C．半胱氨酸可與NaOH溶液反應(yīng) D．兩分子半胱氨酸脫水形成的二肽結(jié)構(gòu)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(yīng)生成鈉鹽，A、B、C正確；形成肽鍵時應(yīng)是羧基與氨基作用，而不是與巰基(—SH)作用。] 5．某有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為75，元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為碳32%、氫6.67%、氮18.67%，其余為氧。 (1)該有機(jī)物的分子式為________________________________。 (2)該有機(jī)物能與醇發(fā)生酯化反應(yīng)、與無機(jī)酸反應(yīng)生成鹽(含有—NH2基團(tuán))，該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為________。 (3)該有機(jī)物與鹽酸反應(yīng)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(zhì)量，可求出分子內(nèi)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(yīng)，說明分子內(nèi)含有—COOH；再去掉一個—NH2，余下一個—CH2—，于是得出其結(jié)構(gòu)簡式為H2NCH2COOH。 【答案】　(1)C2H5NO2　(2)H2NCH2COOH