第三节 生命的基础 蛋白质第一课时
【高中化学】高中化学选修1 第一章 第三节 生命的基础----蛋白质(一) 教案
第一章关注营养平衡第三节生命的基础----蛋白质(一)教学目标：1、了解氨基酸、蛋白质的结构和性质特点了解肽键及多肽；了解蛋白质的组成。
2、通过学生动手实验培养操作技能与观察能力，使之正确进行实验分析，从而加深对概念的理解，并抽象形成规律性认识。
3、培养学生的辩证唯物主义的观点。
4、通过学生实验，使学生的科学态度、思想情趣得到陶冶；通过钟南山院士事迹、结晶牛胰岛素的成功合成激发学生爱国主义思想感情，民族自豪感。
教学重点：氨基酸、蛋白质的结构和性质特点。
教学难点：氨基酸、蛋白质的性质。
教学过程：蛋白质广泛存在于生物体内，是组成细胞的基础物质。
动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁以及发、毛、蹄、角等都是由蛋白质构成的。
蛋白质是构成人体的物质基础，蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。
今天我们来学习生命的基础----蛋白质。
第三节生命的基础----蛋白质含有丰富蛋白质的食品：资料卡片蛋白质是一类非常复杂的化合物，由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。
蛋白质的相对分子质量很大，从几万到几千万。
例如，烟草斑纹病毒的核蛋白的相对分子质量就超过了两千万。
因此，蛋白质属于天然有机高分子化合物。
我们学习蛋白质组成和结构。
一、蛋白质组成和结构蛋白质的复杂结构：1、氨基酸组成了蛋白质蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解，水解的最终产物是氨基酸。
下面是几种氨基酸的例子：氨基酸特点，写出氨基酸的通式。
氨基酸分子中既有氨基（-NH2），又有羧基（-COOH），因此它既能跟酸反应，又能跟碱反应，具有两性。
通式：有氨基（-NH2），又有羧基（-COOH），因此它既能跟酸反应，又能跟碱反应，具有两性。
现在从动植物体内蛋白质水解产物中分离出来的氨基酸有几百种。
但是，构成主要蛋白质的氨基酸只有20多种。
什么是两性物质，推测氨基酸的性质有那些？既与酸反应又与碱反应，还能互相反应(从结构上去分析)2、多肽肽: 一分子氨基酸中的羧基和另一分子氨基酸中的氨基之间脱去一个水分子, 经缩合反应而生成的产物.肽键: -CO-NH-请完成下列化学方程式，指出生成物是什么，并标出肽键。
生命的基础蛋白质
（四）蛋白质的性质及其应用
2.胶体性质
蛋白质分子量很大，在溶液中的直径 在1~100nm，具有胶体性质。
（四）蛋白质的性质及其应用
2.胶体性质
半透膜
（四）蛋白质的性质及其应用
3.盐析与变性
蛋白质的盐析:蛋白质溶液中加浓无机盐 溶液，使蛋白质析出，该过程可逆。
蛋白质的变性:蛋白质在某些条件作用下凝 聚，丧失生理活性，该过程不可逆。
头发、指甲、角等
朊病毒
毒蛋白
（六）食物中的蛋白质
蛋白质
植物性蛋白质 动物性蛋白质
（四）蛋白质的性质及其应用
1.两性电离性质
蛋白质含有-COOH和-NH2两种基团
等电点（pI）：在某一pH的溶液中，氨基 酸或蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势 或程度相等，成为兼性离子，呈电中性， 此时溶液的pH成为该氨基酸或蛋白质的等 电点。
（四）蛋白质的性质及其应用
1.两性电离性质
凝胶电泳
大豆分离蛋白
Content
1 蛋白质的概述 2 蛋白质的漫长认识过程 3 蛋白质的组成与结构 4 蛋白质的性质及其应用 5 蛋白质的主要功能 6 食物中的蛋白质
（一）蛋白质的概述
蛋白质是化学结构复杂的一类有机化合物， 是人体的必须营养素。蛋白质的英文是protein， 源于希腊文的proteios，是“头等重要”意思， 表明蛋白质是生命活动中头等重要物质。蛋白质 是细胞组分中含量最为丰富、功能最多的高分子 物质，在生命活动过程中起着各种生命功能执行 者的作用，几乎没有一种生命活动能离开蛋白质， 多以没有蛋白质就没有生命。
（三）蛋白质的组成与结构
三级结构 蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲 或折迭形成具有一定规律的三维空间结构，称为蛋白质 的三级结构（tertiary structure）。蛋白质三级结构的 稳定主要靠次级键，包括氢键、疏水键、盐键以及范德 华力（Van der Wasls力）等。
2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第一章 第三节 生命的基础——蛋白质(含答案)
1．蛋白质的组成蛋白质中含有碳、氢、氧、氮及少量的硫，有的还含有微量磷、铁、锌、钼等元素，属于天然有机高分子化合物。
2．氨基酸(1)结构特点：①官能团：羧基(—COOH)和氨基(—NH2)。
②通式：(2)常见氨基酸：(3)化学性质：①两性：氨基酸含有—NH2和—COOH两种官能团，前者使氨基酸具有碱性，后者使氨基酸具有酸性，因此其既能和酸反应，又能和碱反应。
②缩合反应——肽键的形成：由两个氨基酸分子之间消去水分子发生缩合反应可生成二肽。
多个氨基酸分子缩合消去水分子可形成多肽或蛋白质。
氨基酸分子间相互反应，生成的二肽、多肽或蛋白质中含有的酰胺基()结构，称为肽键。
3．蛋白质的结构特点(1)多个氨基酸以肽键结合形成肽链。
(2)一个蛋白质分子中可含一条或多条肽链。
(3)肽链中或肽链间以氢键结合，形成蛋白质的三维空间结构。
从分子结构看，多肽和蛋白质之间没有严格的界限，一般来说，相对分子质量小于10 000的叫做多肽，而相对分子质量更大的为蛋白质。
氨基酸、多肽与蛋白质的相互关系：氨基酸缩合水解二肽缩合水解多肽缩合水解蛋白质[跟随名师·解疑难](1)氨基酸分子结构中的—NH2表现为碱性，能与酸反应生成盐。
如：(2)氨基酸分子结构中的—COOH表现为酸性，能与碱反应生成盐。
如：(3)两分子氨基酸发生缩合反应生成二肽。
如：[剖析典例·探技法][例1]苯丙氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸，必须从食物和其他营养品中获取。
苯丙氨酸的结构简式为：(1)苯丙氨酸能发生的化学反应的类型有________。
A．取代反应B．加成反应C．酯化反应D．中和反应(2)苯丙氨酸分子中的碱性基团是__________(填结构简式)。
(3)苯丙氨酸分子中的酸性基团是________(填结构简式)，苯丙氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________________。
第3节 生命的基础-蛋白质
动物性蛋白质 （鸡、鸭、鱼、肉） 植物性蛋白质 谷类、豆类、 （谷类、豆类、蔬 水果、菌类） 菜，水果、菌类）
人体不能合成，共有8种只能从食物中获取 种只能从食物中获取） 必需氨基酸（人体不能合成，共有 种只能从食物中获取）
氨基酸 非必需氨基酸（人体能合成有12种 非必需氨基酸（人体能合成有 种，无需食物供给） 表1-2 人体必需氨基酸 赖氨 酸 蛋氨 酸 亮氨 酸 异亮 氨酸
蛋白质与氨基酸之间的转化： 蛋白质与氨基酸之间的转化：
氨基酸缩合 水解来自二肽缩合 水解多肽
缩合 水解
蛋白质
氨基酸是蛋白质的基本结构单元，种类 很多，组成蛋白质时种类、数量不同，排列 次序差异很大，所以构成的蛋白质结构也很 复杂。
蛋白质的结构
螺旋状， 螺旋状，具有三维空间结构
一个蛋白质分子可以含有一条或多条肽链，肽链中有很多肽键，一个 肽键中的氧原子与另一个肽键中的氨基的氢原子通过氢键连接，形成 类似于螺旋状的结构，最后形成具有三维空间结构的蛋白质分子。
HOOC— (CH2)2 — CH — COOH NH2
丙氨酸： 丙氨酸：
CH3 — CH — COOH NH2
氨基酸
（1） 三种氨基酸分子中都含氨基和羧基 ）
—COOH 羧基 —NH2 氨基 氨基酸是一种至少含有一个氨基和一个羧基的化合物 H
（2） 由此得出氨基酸的通式： R ） 由此得出氨基酸的通式： （3） 氨基酸的性质： ） 氨基酸的性质：
H2N(CH2)4CHCOOH NH2 CH3SCH2CH2CHCOOH NH2 CH3CHCH2CHCOOH CH3 NH2
缬氨 酸 苏氨 酸 苯丙 氨酸 色氨 酸
CH3CH—CHCOOH CH3 NH2 CH3CH—CHCOOH OH NH2
生命的基础——蛋白质
生命的基础——蛋白质一、蛋白质：由氨基酸通过肽键构成的高分子化合物。
1、组成：蛋白质是天然高分子化合物，是组成细胞的基础物质。
主要含有C 、H 、O 、N 、S2、结构：α—氨基酸经过缩聚反应形成蛋白质。
蛋白质的官能团有：—NH 2、—COOH 、 —CONH —3、物理性质：蛋白质有的能溶于水，有的不溶于水。
盐析：向蛋白质溶液中加轻金属盐（如氯化钠、硫酸铵、硫酸钠）溶液，有沉淀产生。
析出的沉淀还能溶于水，不影响蛋白质的活性。
蛋白质的盐析是可逆的。
轻金属盐的作用是降低蛋白质的溶解度。
利用盐析可以提纯蛋白质。
4、化学性质：①具有两性，既既能和酸反应，又能和碱反应生成盐。
②变性：向蛋白质溶液中加重金属盐（如醋酸铅、硫酸铜）溶液，有沉淀产生。
析出的沉淀 不能溶于水，蛋白质的活性发生改变。
使蛋白质变性的方法有：加热、紫外线、X 光、强酸、强碱、重金属盐、甲醛、酒精、苯 甲酸。
③颜色反应：蛋白质遇浓硝酸变黄色。
一般是有苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄色。
④灼烧反应：蛋白质灼烧有烧焦羽毛状的气味。
⑤水解反应：蛋白质水解最终产物是α—氨基酸。
5、制法：α—氨基酸经过缩聚反应形成蛋白质。
6、蛋白质的生理功能：组成细胞的基础物质，是生命的基础。
具有调节功能、催化功能、运输功能、传递功能、运动功能、免疫功能、保护功能、致病功能和毒害功能。
进入人体的蛋白质在胃蛋白酶和胰蛋白酶的催化作用下水解生成氨基酸。
一部分氨基酸被人体吸收重新结合成蛋白质，构成和修补人体组织；一部分氨基酸发生氧化反应放出热量。
各种蛋白质不断分解，最后生成尿素，排除体外。
7、蛋白质的用途：必需的营养物质；纺织原料；制造皮革；作胶粘剂；作药材；作酶催化剂。
8、酶催化作用特点：条件温和、不需加热；具有高度的专一性；具有高效的催化性。
二、氨基乙酸与氨基酸1、组成：氨基乙酸的分子式：C 2H 5NO 22、结构：氨基乙酸的结构简式：H 2NCH 2COOH 、官能团：—NH 2、—COOH 几种重要的氨基酸：α—氨基乙酸（甘氨酸）：H 2NCH 2COOH 、α—氨基丙酸（丙氨酸）： α—氨基苯丙酸（苯丙氨酸）：α—氨基—1，4—戊二酸（谷氨酸）： α—氨基酸有碳链异构，如 与也有位置异构： 与H 2NCH 2CH 2COOH 还有类别异构，如H 2NCH 2COOH 与CH 3CH 2NO 22 CH 3CHCOOH NH 22CHCOOH2 HOOC(CH 2)2CHCOOH CH 3CH 2CHCOOH 2 CH 3CH 3CCOOH 22 CH 3CHCOOH3、物理性质：氨基乙酸易溶于水。
人教版化学选修一1.3《生命的基础—蛋白质》教案课件优秀课件
蛋白质变性后失去了生理活性（杀菌消毒 一般就是使蛋白质变性的过程）。
误食重金属盐可喝大量牛奶缓解毒性。
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烧鸡
许多我们喜爱的食物 都是利用蛋白质的这个性 质做成的。
问：不同的食品含有不同的氨基酸种 类，因此该如何合理饮食？
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不同食物中含有的蛋白质数量及成分不同， 营养价值也不同。合理搭配食物，可以使氨基酸 相互补充，提高膳食中的蛋白质的吸收与利用。
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课外拓展
酶
酶是一种特殊的具有很强的催化作用的蛋白质。
作为一种蛋白质，酶具有蛋白质的通性。 （两性、盐析、变性、颜色反应）
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课堂练习
1．毛发的主要成分是( C) A. 脂肪 B. 纤维素 C. 蛋白质
D. 维生素
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2．下列关于酶的叙述中，错误的是 （A） A．酶是一种氨基酸 B．酶是一种蛋白质 C．酶是生物体产生的催化剂 D．酶受到高温或重金属盐等作用时会变性
3．能使蛋白质从溶液中析出，又不使蛋白质变
又有碱性，所以与酸和碱都能反应生成盐。
问：氨基酸如何合成蛋白质？
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两个氨基酸分子的化学反应方程式
O
O
CH2-C-OH + H-NH-CH2-C-OH NH2
O
CH2－C－NH-CH-COOH + H2O NH2 肽键
问：由氨基酸合成的含肽键的化合物是 什么化合物？
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（2）肽与多肽
炸蟹
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烤鸭
第三节 生命的基础 蛋白质
质遇浓硝 酸显黄色
阅读思考：
1.蛋白质变性后有什么特点？ 2.蛋白质的变性在生活中有哪些 实际应用？ 3.生活中对伤口的处理有哪些消 毒的方法？ 4.人体必需的氨基酸大约有多少种？ 5.蛋白质在人体内发生了怎样的变化？
在一定条件下，α -氨基酸发生缩聚反应，通 蛋 过肽键又可形成蛋白质。如： 白 一定条件
nCH [NCH2C ]n + nH2O 质 2COOH 是 NH H O 2 生 多肽与蛋 其中： 命 —C—N— 叫肽键，氨基酸发生缩聚反应 白质之间 的 O H 没有严格 物 的界限！ 时形成肽键中的C—N键，蛋白质水解时断裂肽 质 键中的C—N键. 基 缩合 缩合 缩合 础 氨基酸 二肽 多肽 蛋白质
三、人体必需的氨基酸
人体内的各种组织的蛋白质在不断地分解，最后生 成尿素，排出体外。 缺乏蛋白质，身体对疾病的抵抗力会下降，也会使 体内多余的水份无法排出，造成水肿，还会使肌肉 失去弹性﹑头发变色﹑生长停滞﹑消化不良﹑血球 及荷尔蒙无法制造…最后内脏器官退化衰竭，导致 死亡。历史上因为蛋白质营养不良而生病死亡的案 例不计其数，即使是现在，从美洲到非洲等第三世 界国家，蛋白质缺乏还是很普遍的现象
三、人体必需的氨基酸
蛋白质是由氨基酸通过缩聚生成的。 人体中共有二十多种氨基酸，其中几种是人体自身 不能合成的，必须由食物获得（称为必需氨基酸如 赖氨酸等八种）。 蛋白质是人体必需的营养物质，高中生每天需要 80~90g蛋白质。 蛋白质在胃蛋白酶和胰蛋白酶的作用下，水解生成 氨基酸。 氨基酸被人体吸收后，重新结合成人体必需的各种 蛋白质，构成和修补人体的各种组织。
第一章第三节生命的基础——蛋白质
解析：杀菌的实质是使菌体蛋白质变性。
答案：D
3．某糕点主要由面粉、花生油和鸡蛋清焙制而成。 下列说法正确的是( )
A．该糕点不含糖类物质 B．淀粉与葡萄糖互为同分异构体 C．淀粉、油脂和蛋白质都能水解 D．淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物
(1)两个氨基酸分子间脱去 1 分子水生成二肽，如：
(2)两个氨基酸分子间脱去 2 分子水生成环状化合物， 如：
(3)多个氨基酸分子间缩合脱水(缩聚)生成多肽，如：
二、盐析与变性的区别
变化条 件
变化实 质
变化过 程
用途
盐析
浓的无机轻 金属盐
物理变化(溶 解度降低)
可逆
分离、提纯 蛋白质
变性 加热、紫外线、X射 线、强酸、强碱、重 金属盐以及甲醛、乙 醇等部分有机化合物 化学变化(蛋白质性 质改变)
解析：浓(NH4)2SO4 溶液能使蛋白质发生盐析，加水 后溶解，不发生变性；重金属盐可使蛋白质变性，不可复 原，使人中毒。
答案：A
解题归纳 鉴别蛋白质的依据：①有些蛋白质分子(有苯环存在) 跟浓硝酸作用时呈黄色。②蛋白质被灼烧时，有烧焦羽毛 的气味(常以此来区别毛纺物和棉纺物)。
即时演练
2．春季来临时需要给树木的根部刷石灰，以防止树
木的病虫害，这利用了蛋白质的( )
A．变性
B．水解
C．盐析
D．颜色反应
解析：石灰可以使病虫的蛋白质变性，失去生理活性。
答案：A
答案：C
解题归纳 中学化学常见的既能与强酸又能与强碱反应的物
质有： (1)金属，如 Al 等； (2)两性化合物，如 Al2O3、Al(OH)3 等；
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第三节生命的基础蛋白质
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教学目标：
1．说明氨基酸、蛋白质的结构和性质特点，能列举人体必需的氨基酸。
2．了解人体新陈代谢过程中的某些生化反应。
3．了解合理摄入营养物质的重要性，认识营养均衡与人体健康的关系。
教学重点、难点：氨基酸、蛋白质的结构和性质特点。
教学方法：实验探究、讨论。
课时划分：二课时
教学过程：
第一课时
[导课]蛋白质广泛存在于生物体内，是组成细胞的基础物质。
动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁以及发、毛、蹄、角等都是由蛋白质构成的。
蛋白质是构成人体的物质基础，蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。
今天我们来学习生命的基础----蛋白质。
[板书]第三节生命的基础----蛋白质
[投影]含有丰富蛋白质的食品：
[阅读]资料卡片
[讲述]蛋白质是一类非常复杂的化合物，由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。
蛋白质的相对分子质量很大，从几万到几千万。
例如，烟草斑纹病毒的核蛋白的相对分子质量就超过了两千万。
因此，蛋白质属于天然有机高分子化合物。
我们学习蛋白质组成和结构。
[板书]一、蛋白质组成和结构
[投影]蛋白质的复杂结构：
[板书]1、氨基酸组成了蛋白质
[讲解]蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解，水解的最终产物是氨基酸。
下面是几种氨基酸的例子：
[分析]氨基酸特点，写出氨基酸的通式。
[回答]氨基酸分子中既有氨基（-NH2），又有羧基（-COOH），因此它既能跟酸反应，又能跟碱反应，具有两性。
[板书]通式：
有氨基（-NH2），又有羧基（-COOH），因此它既能跟酸反应，又能跟碱反应，具有两性。
[讲解]现在从动植物体内蛋白质水解产物中分离出来的氨基酸有几百种。
但是，构成主要蛋白质的氨基酸只有20多种。
[提问]什么是两性物质，推测氨基酸的性质有那些？
[回答]既与酸反应又与碱反应，还能互相反应(从结构上去分析)
[板书]2、多肽
肽: 一分子氨基酸中的羧基和另一分子氨基酸中的氨基之间脱去一个水分子, 经缩合反应而生成的产物.肽键: -CO-NH-
[练习]请完成下列化学方程式，指出生成物是什么，并标出肽键。
这个反应跟学过的哪类反应类似？
（引导学生回忆生物课中学过的知识。
）
[答案]
这个反应跟酯化反应类似。
两个氨基酸脱去1分子水，缩合成二肽。
n个氨基酸脱去n-1个水分子，缩合成多肽。
[投影]
[讲解]20多种氨基酸跟蛋白质的关系，好像字母跟单词的关系，它们可以形成无数种蛋白质。
不同的蛋白质，组成的氨基酸种类和排列顺序各不相同，所以蛋白质的结构是很复杂的。
研究蛋白质的合成和结构，从而进一步探索生命的本质，是科学研究的重要课题。
1965年我国科学家在世界上第一次人工合成有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素。
1971年又合成猪胰岛素，在人类揭开生命奥秘的伟大历程中作出了重要的贡献。
[小结]略
[课堂练习]
1．生命起源的研究是世界性科技领域的一大课题，科学家认为生命起源的第一层次是产生了与硝基化合物可能是同分异构体的物质，这类物质是
A．醇 B．羧酸 C．糖 D．氨基酸
2．由甘氨酸（）和α—羟基乙酸（）所组
成的混合物发生分子间脱水反应，其中生成物属于两分子脱水的直链状产物有A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
3．某共价化合物中含C、H、N三种元素，分子内含有4个N原子，且4个N原子排列成四面体（如 P4的分子结构），每两个N原子间都有一个C原子，已知分子内无C—C键及C＝C键，则该化合物的分子式为
4．在①Ca(HCO3)2；②Al2O3；③KAlO2；④C6H5OH；⑤
⑥Al这六种物质中，既能与强酸溶液（如HCl），又能与强碱溶液（如NaOH）反应的
有。
（填序号）。
并分别写出反应的离子方程
式：。
A．C2H7N B．C6H12N4C．C6H10N4D．C4H8N4
5．已知β—氨基酸受热，则分子内失氨而形成α、β—不饱和酸，例如：
试根据上述原理在下面括号内填入相应物质的结构简式：
二肽：
6．某含氮有机物能溶于水，它既能跟酸反应，又能跟碱反应，每个分子中只含有一个氮原子，实验测得这种化合物的含氮量为18.67%，分子中碳氧的原子个数是相等的，而碳、氧、氮的原子数之和正好等于氢原子个数。
试述这种有机物的分子式、结构式和名称。
参考答案:
1．D 。
2．D 。
3．B。
4．①、②、⑤、⑥。
略
5．A．
B．C．
6．分子式：C
2H5O2N，结构式：，名称：甘氨酸
课堂练习：4、5、6
[板书计划]
第三节生命的基础----蛋白质
一、蛋白质组成和结构
1、氨基酸组成了蛋白质
通式：
有氨基（-NH2），又有羧基（-COOH），因此它既能跟酸反应，又能跟碱反应，具有两性。
2、多肽
肽: 一分子氨基酸中的羧基和另一分子氨基酸中的氨基之间脱去一个水分子, 经缩合反应而生成的产物.肽键: -CO-NH-。