2023-2024学年人教版新教材选择性必修三 第四章第二节 蛋白质 学案.docx

第二节蛋白质学习目标导航课程目标展示素养目标达成1.能辨识蛋白质结构中的肽键,能说L宏观辨识与微观探析:能根据氨基酸、蛋白质明蛋白质的基本结的官能团及官能团的转化,认识不同氨基酸、蛋构特点。白质及性质上的差异。2.能判断氨基酸的2.科学态度与社会责任:认识蛋白质是生命活缩合产物、多肽的动的物质基础,是人体需要的必需营养物质,但水解产物。是蛋白质的摄入量过多或过少都不利于人体健3.能分析说明氨基康,要合理安排饮食,注意营养搭配。酸、蛋白质与人体健康的关系。庭当务分项突破学习任务1氨基酸的结构与性质NO.1自主学习夯实基础一、氨基酸的组成结构1 .从结构上看,氨基酸可以看作是竣酸分子中煌基上的氢原子被氨基取代的产物。分子中既含有竣基又含有氨基。2 .天然氨基酸几乎都是Q-氨基酸,其结构简式可以表示为R-CH-COOHNH23 .常见的氨基酸俗名结构简式命名甘氨酸H2N-CH-COOH氨基乙酸丙氨酸CH3-CH-COOHNH22-氨基丙酸谷氨酸HOOC-(CH2)2CH-COOHNH22-氨基戊二酸苯丙氨酸-CH2-CH-COOHNH22-氨基-3-苯基丙酸二、氨基酸的性质1.物理性质溶剂水强酸或强碱乙醇、乙醛溶解性大多数能溶能溶大多数难溶状态:无色晶体。溶解性如下表2.化学性质(1)两性氨基酸分子中含有酸性基团二ML和碱性基团二,因此具有两性,可与碱、酸反应生成盐。R-CH-COOH+HC1与盐酸的反应：INH2R-CH-COOHNH3CI与氢氧化钠反应:R-CH-COOH+HaOHRCH-COONa+H2ONH2NH7成肽反应两个氨基酸分子在一定条件下,通过氨基与皎基间缩合脱去水,形成含有肽键的化合物,发生成肽反应。如：CH3-CH-COOH÷H2N-CCOOHAtP一定条件下,NH2CH3OICH3fHCNH-(PH-CooH+HO0NH2CH3微点拨:氨基酸与硝基化合物的关系：分子式相同的氨基酸与硝基化合物为官能团异构，如H2NCH2COOH与CH3CH2NO2互为同分异构体。NO.2互动探究提升能力氨基酸具有增强身体免疫力的作用，还可以分解脂肪进行辅助减肥，此外氨基酸还是蛋白质的组成部分,具有调节内分泌的作用，若是身体缺乏氨基酸可能会出现营养障碍。氨基酸在医药上主要用来制备复方氨基酸注射液,也用作治疗药物和用于合成多肽药物。由多种氨基酸组成的复方制剂在现代静脉营养输液以及“要素饮食”疗法中占有非常重要的地位,对维持危重病人的营养,抢救患者生命起积极作用，成为现代医疗中不可少的医药品种之一。如甘氨酸亚铁的主要生理功能是预防和改善缺铁性贫血,主要是通过甘氨酸与还原铁反应获得。探究1氨基酸的组成和结构问题1：氨基酸为什么具有两性？提示:氨基酸分子中含有酸性基团一COOH和碱性基团一NIL。问题2:甘氨酸属于-氨基酸,其结构特点是什么？提示：a-氨基酸是指氨基连在与较酸相邻的a位的碳原子上，即氨基和竣基连在同一碳原子上。探究2氨基酸的性质问题3:二肽是由几个氨基酸分子形成的？提示:二肽是由2个氨基酸分子脱水后形成的。问题4:多肽分子和其所含的肽键数目有什么关系？提示：n个氨基酸分子脱去(n-l)个水分子,形成n肽,其中含有(n-l)个肽键。问题5:氨基酸可发生哪些化学反应？提示:氨基酸能发生中和、酯化、成肽反应等。设归纳拓展氨基酸的成肽反应1.氨基酸的缩合机理氨基酸的成肽反应原理是由氨基提供的氢原子与竣基提供的羟基结合生成水。即-H+HH-脱去一分子水后形成肽键(JJ_)。肽键可简写为“一CONH"，不能写成“一CNHO"，两者的连接方式不同。2.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-l)个水分子和(nT)个肽键。凝练素养通过探究活动,激发学生对氨基酸学习的兴趣,进一场会结构与性质及用途的关系，发展宏观辨识与微观探析学科素养厂NO.3应用体验形成素养题点一氨基酸的组成和结构L天然蛋白质水解时,不能得到的氨基酸是（C）NH2Hs-CH2-CH-COOHB. INH2CH2-CH2-COOHC. INH2H2N-CH-COOHD. ICH3解析:天然蛋白质水解的最终产物为-氨基酸,故选Co2 .如图所示是某有机物分子的简易球棍模型,该有机物中含C、H、0、N四种元素。该有机物属于（B）A.竣酸B.氨基酸C.糖类D.酯类解析：由该有机物分子的球棍模型及组成元素知其结构简式为CH3CHCOOhNH2故为氨基酸。题点二氨基酸的性质3 .L-多巴是一种有机化合物,可用于帕金森综合征的治疗,其结构简式如图:下列关于L-多巴的叙述中不正确的是（D）A.长期暴露在空气中容易变质B.既有酸性,又有碱性C.在一定条件下能发生聚合反应D.分子中只有6个碳原子共平面解析:酚羟基在空气中易被空气氧化,故L-多巴长期暴露在空气中易变质，故A正确;L-多巴分子中含竣基和氨基,所以它既有酸性,又有碱性,故B正确;分子中含有竣基、羟基和氨基,在一定条件下能发生聚合反应,故C正确;苯环及与苯环相连的碳原子一定共面,则L-多巴分子中至少有7个碳原子一定共面,故D错误。4 .青霉素是一种良性广谱抗生素,在酸性条件下水解后得到青霉素氨基酸M,M分子的结构简式如图。下列叙述不正确的是（B）CH3H3C-C-CH-COOHSHNH2A.M属于氨基酸B.M的核磁共振氢谱有6组峰CM能发生缩聚反应生成多肽D.青霉素过敏严重者会导致死亡,用药前一定要进行皮试解析:M分子中氨基和竣基连接在同一个碳原子上,为a-氨基酸,故A正确;根据M的结构简式可知,M中有5种等效氢,其核磁共振氢谱有5组峰,故B错误;M为氨基酸,分子中含有氨基和竣基,可以发生缩聚反应形成多肽,故C正确;青霉素过敏严重者会导致死亡,用药前一定要进行皮试,故D正确。/题后悟道正确理解氨基酸的结构特点,从所含官能团理解氨基酸具有两性以及氨基酸的成肽反应,注意天然蛋白质水解的最终产物是多种-氨基酸。凝练素养体会竣基和氨基与氨基酸两性的关系，发展宏观辨识与微观探析学科素养。学习任务2蛋白质的结构与性质NO.1自主学习夯实基础一、蛋白质的组成和结构1 .蛋白质主要由C、H、0、N、S等元素组成,有些蛋白质还含有P、Fe>Zn>CU等元素。2 .蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应生成的,属于天然有机高分子化合物。二、蛋白质的性质1.水解蛋白质上嘿纥多肽微!翳氨基酸天然蛋白质水解的最终产物都是-氨基酸。2 .盐析当某些可溶性盐（如硫酸筱、硫酸钠等）在蛋白质溶液中达到一定浓度时,反而使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析此这种作用称为盐析。特点：蛋白质的盐析是一个可逆过程。应用：多次盐析和溶解,可以分离提纯蛋白质。3 .变性概念:在某些物理或化学因素的影响下，蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象。影响因素物理因素:加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线和放射线等。化学因素:强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等。特点:变性会使蛋白质的结构发生变化,使其失去生理活性,在水中不能再溶解,是不可逆过程。4 .显色反应分子中含有料的蛋白质遇浓硝酸呈黄鱼。三、酶酶具有生理活性,是对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的反应具有很强的催化作用的有机物,其中绝大多数酶是重自旭。酶的催化作用具有以下特点：（1）条件遍地,不需加热；（2）具有高度的专二性；（3）具有高效催化作用。微思考:纤维制品都是蛋白质吗？提示:羊毛、蚕丝、蛋白质纤维主要成分为蛋白质；棉、麻纤维属于多糖类;还有很多人造纤维既不属于蛋白质，也不属于糖类。NO.2互动探究提升能力探究蛋白质的结构和性质根据现代的生物学观点，蛋白质和核酸是生命的主要物质基础。蛋白质的主要生理功能如下:蛋白质是构成组织和细胞的重要成分,如肌肉、骨骼及内脏主要由蛋白质组成;用于更新和修补组织细胞；参与物质代谢及生理功能的调控;氧化供能。组成蛋白质的氨基酸有20余种,体内只能合成一部分,其余则须由食物蛋白质供给。体内不能合成或合成速度太慢的氨基酸都必须由食物蛋白质供给,故又称为“必需氨基酸”。体内能自己合成的氨基酸则不必由食物蛋白质供给的又称为“非必需氨基酸”o食物中含有的必需氨基酸越氨其营养价值越高。动物蛋白如肉类、蛋、乳均含8种必需氨基酸,又称优质蛋白，所以需要经常食用。问题1：蛋白质和氨基酸存在什么样的关系？提示:氨基酸是蛋白质的基本单位。氨基酸通过脱水缩合形成多肽，进而可以得到蛋白质。蛋白质也可水解最终得到氨基酸。问题2:蛋、奶等富含蛋白质的食物,如何在我们体内转化为氨基酸？提示:蛋白质在人体内酶的作用下水解为多肽,继续水解可生成氨基酸。问题3:丙氨酸（I）是非必需氨基酸的一种,它都有哪些化NH2学性质？提示:丙氨酸含有竣基和氨基,所以既具有酸性也具有碱性。丙氨酸还可以发生取代、酯化、成肽反应等。问题4:鸡蛋清是一种富含蛋白质的食物，向鸡蛋清溶液中分别加入饱和NazSOi溶液和乙醇溶液,都会观察到产生沉淀,两者发生的变化是否相同？提示:不相同。加入饱和NazSOi溶液发生蛋白质的盐析,是一个可逆过程。加入乙醇溶液,蛋白质会发生变性,该过程是不可逆的。念归纳拓展蛋白质盐析和变性的对比与判断类别盐析变性变化条件受热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐、某些有机物浓的轻金属盐变化实质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,例如给果树施用波尔多液,保存动物标本等说明：（1）浓的轻金属盐溶液（如钾盐、钠盐、铉盐）能使蛋白质发生盐析。蛋白质凝结成固体而从溶液中析此盐析出来的蛋白质仍保持原有的性质和生理活性,盐析是物理过程,是可逆的。（2）重金属盐溶液（如CUSol溶液、AgNOs溶液），不论是浓溶液还是稀溶液,均能使蛋白质变性,变性后的蛋白质不再具有原有的可溶性和生理活性,变性是化学过程,是不可逆的。凝练素养通过探究活动,体会蛋白质的性质与用途之间的联系费展宏观辨识与微观探析学科素养厂N0.3应用体验形成素养题点一蛋白质的结构和性质1.下列现象中不属于蛋白质变性的是（D）A.打针时用酒精消毒B.用稀的福尔马林浸泡种子C.用波尔多液防止农作物虫害D.蛋白质溶液中加入食盐变浑浊解析:医用酒精（体积分数为75%）能使蛋白质变性,起到杀菌、消毒的效果,A不符合题意;稀的福尔马林即甲醛溶液能使蛋白质变性,起到驱虫杀菌的效果,B不符合题意;波尔多液中含有重金属离子Cu2+,能使蛋白质变性,起到防止虫害的作用,C不符合题意;蛋白质溶液中加入食盐变浑浊的过程是盐析的过程,没有破坏蛋白质的结构,D符合题,北尼、O2.化学与生活密切相关,下列说法错误的是（C）A.疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性B.蚕丝的主要成分是蛋白质，属于天然高分子材料C.向鸡蛋清溶液中加入浓的硫酸钠溶液或福尔马林,蛋白质的性质发生改变并凝聚D.根据燃烧产生的气味,可区分棉纤维和蛋白质纤维解析:疫苗中的有效成分多为蛋白质，由于蛋白质对温度比较敏感,温度较高时会因变性而失去活性,所以疫苗一般应冷藏存放,A正确;蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质属于天然高分子材料,B正确;鸡蛋清的主要成分是蛋白质，向其溶液中加入浓硫酸钠溶液会发生盐析现象,蛋白质的性质不发生改变,加入福尔马林会使蛋白质变性,C错误;棉纤维的主要成分是纤维素,蛋白质纤维的主要成分是蛋白质，蛋白质灼烧时会有特殊的烧焦羽毛的气味,而纤维素没有,可根据燃烧产生的气味区分两者,D正确。题点二酶3.下列有关酶的叙述错误的是（D）A.高温或重金属盐能降低酶的活性B.酶的催化作用具有选择性和专一性C.唾液淀粉酶是具有催化作用的蛋白质D.酶只有在强酸或强碱条件下才能起催化作用解析:绝大多数酶是蛋白质，蛋白质在高温或重金属盐作用下发生变性,所以活性降低,A正确;酶的催化具有专一性和选择性,B正确；唾液淀粉酶是一种蛋白质，对淀粉水解能起催化作用，C正确;绝大多数酶是蛋白质，因而在高温、强碱、强酸等条件下会失去活性,即蛋白质发生变性,所以酶在强酸或强碱条件下不能发挥作用,D错误。4.下列有关酶的叙述错误的是（D）A.大多数酶属于蛋白质B.酶的催化作用具有选择性和专一性C.酶通常具有高效催化作用D.高温或紫外线的照射会增加酶的活性解析:大多数酶属于蛋白质，极少数酶是RNA,故A正确;酶的专一性和选择性是指一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应,故B正确;酶是蛋白质，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，催化效率高,故C正确；由于大多数酶是蛋白质，高温或紫外线的照射会使酶失去活性,即蛋白质发生变性,活性减弱或丧失,故D错误。/题后悟道正确区分蛋白质的盐析和变性1 .蛋白质在饱和轻金属盐（如钾盐、钠盐等）和核盐溶液中因溶解度小而发生盐析。2 .蛋白质在重金属盐（如铜盐、钢盐等）溶液中发生变性。凝练素养通过蛋白质的性质，体会不同试剂对蛋白质活性的影面逐步发展宏观辨识与微观探析学科素养。83堂小结提升门主构建装基能与减反应基基酸、 蛋白质、 、酶）推缩聚反应到M解反应蛋白质上结构性质两性水解显色反应灼烧有类似烧 ,焦羽毛的气味高效生物催化剂高效性、专一性、适宜条件，易错提醒1 .误认为氨基酸是高分子化合物。其实不然,氨基酸相对分子质量都比较小,不属于高分子化合物。2 .误认为蛋白质水解的最终产物都为-氨基酸。其实不然,天然蛋白质水解的最终产物均为a-氨基酸,有些蛋白质的水解产物不一定是。3 .误认为两种不同的氨基酸脱水缩合只生成两种二肽。其实不然,两种不同的氨基酸脱水生成二肽,有4种脱水方式,即分别自身脱水,两者分子间脱水,两者分子间脱水又有两种形式:A分子中的氨基与B分子中的竣基脱水或A分子中的竣基与B分子中的氨基脱水。4 .误认为无机盐溶液均使蛋白质发生盐析。其实不然,有些浓的无机盐溶液（如NazSOi溶液）使蛋白质发生盐析,而CUSOl溶液这样的重金属盐可使蛋白质变性。5 .误认为蛋白质都能与浓HNO3发生显色反应。其实不然,只有结构中含有苯环的蛋白质才能与浓HNO3发生显色反应。学科素养测评*某蛋白质的结构片段如下：OOIlI-C-CH2-NH-C-CH-SHINH-CHCNH-CH-C-NH-CH2CH3OJO上述蛋白质的结构片段的水解产物中不属于-氨基酸的结构简式是o上述蛋白质的结构片段水解后的氨基酸中,某氨基酸分子中碳、氢原子数比值最大。该氨基酸与NaOH反应的化学方程式为o两分子该氨基酸缩合形成环状物质的分子式为o*命题解密与解题指导情境解读:本题围绕蛋白质的片段结构考查了氨基酸和蛋白质的相关性质，有利于培养学生的迁移能力。素养立意:能根据氨基酸、蛋白质的结构特征,掌握氨基酸、蛋白质性质上的差异,培养学生宏观辨识与微观探折素养;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，了解人工合成多肽、蛋白质的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用，培养学生科学态度与社会责任素养。思路点拨：1 .。二蓑基酸的结构特点:竣基和氨基连接在同一个碳原子上。2 .氨基酸具有两性:竣基呈酸性,氨基呈碱性。3 .成肽反应:氨基酸脱水缩合。已知上述蛋白质结构片段的相对分子质量为364,则水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为解析：（1）根据蛋白质的水解规律,可得该蛋白质的结构片段水解生成H2N-CH-COOH,H2N-CH-COOH的氨基酸如下：ICH3H2N-CH2-CH-COOH、H2N-CH2-COOH,SHtH2N-CH2-CH-COOH一其中I不属于a-氨基酸。SHH2N-CH-COOH分子中碳、氢原子数比值最大,其分子式为C8H9NO2,两分子缩合形成环状物质时应脱去两分子乩0,根据原子守恒定律可知所得缩合物的分子式为C16H14N2O2o水解生成了4种氨基酸,相应地增加了4个H2O分子的相对分子质量，即水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为364+72=436。、H2N-CH2-CH-COOH答案：ISHH2N-CH-COOHH2N-CH-COONa+NaOH+H2OOHM(3)436