人教版高中化学选修五教案：4-3 蛋白质和核酸-------

第三节蛋白质和核酸●本节解读1.明确蛋白质的官能团(肽键)、氨键、羧基的性质。

2．掌握蛋白质的特征反应，如变性、颜色反应，烧焦的气味。

3．了解蛋白质在生命活动中的重要应用。

●教学地位蛋白质是人体需要的基本营养物质，在日常生活中具有重要的应用。

蛋白质的水解产物氨基酸的两性常作为高考的命题热点，尤其是成肽反应与生物学科联系密切。

知识点一氨基酸的结构与性质1.组成和结构氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的H被氨基取代后的产物，因此氨基酸分子中含有氨基和羧基两种官能团。

组成蛋白质的氨基酸几乎都是α­氨基酸，其通式可写为RCHNH2COOH。

2．性质(1)物理性质溶剂水强酸或强碱乙醇、乙醚溶解性大多数能溶能溶难溶(2)化学性质(1)与酸反应：(2)与碱反应：[指出]结论：氨基酸具有两性。

[思考]在所学过的物质中有哪些物质既能跟酸反应又能跟碱反应？[学生回答]Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等。

(3)成肽反应：二肽氨基酸氨基酸二肽[思考]将甘氨酸和丙氨酸放在同一容器内发生成肽反应，有几种二肽生成？写出有关反应方程式。

[答案]四种氨基酸→多肽→蛋白质3．常见的氨基酸俗名结构简式系统命名甘氨酸H2N—CH2COOH 氨基乙酸丙氨酸CH3CHNH2COOH] α­氨基丙酸谷氨酸HOOC CH2 CH2CHNH2COOH 2-氨基-1,5-戊二酸苯丙氨酸C6H5CH2CH NH2COOH α­氨基苯丙酸[展示] 名称俗称结构简式氨基乙酸甘氨酸α—氨基丙酸丙氨酸α—氨基苯丙酸苯丙氨酸α—氨基戊二酸谷氨酸启示思考1．二肽是由几个氨基酸分子形成的？多肽分子和其所含的肽键数目有什么关系？【提示】二肽是由2个氨基酸分子形成的。

n个氨基酸分子脱去(n－1)个水分子，形成n 肽，其中含有(n －1)个肽键。

考点一氨基酸的化学性质【问题导思】①氨基酸为什么具有两性？【提示】 氨基酸分子中含—COOH 和—NH 2两种官能团。

②氨基酸的成肽反应有什么断键规律？【提示】 羧基脱去羟基，氨基脱去氢原子。

③甘氨酸和丙氨酸的混合物反应形成的二肽有几种结构？写出相应二肽的结构简式。

【提示】 4种。

H 2NCH 2C —NCH 2COOHOH 、CH 3CHC —NCHCOOHNH 2OHCH 3、H 2NCH 2C —N —CHCOOHOHCH 3、CH 3CHC —NCH 2COOHNH 2OH1．氨基酸的两性氨基酸分子中的氨基能结合H ＋，能与酸反应；而羧基能电离出H ＋，能与碱反应。

2．缩合反应(1)两分子间缩合CH 2COOHNH 2＋CH 2COOHNH 2―→CH 2NH 2CONHCH 2COOH ＋H 2O(2)分子间或分子内缩合成环2RCHCOOHNH 2――→一定条件下NH 2CH 2CH 2CH 2COOH ――→一定条件下(3)缩聚成多肽或蛋白质n CH 2COOHNH 2――→一定条件下H-【NHCH 2CO 】n-OH ＋(n －1)H 2O既能与酸又能与碱反应的物质：Al 、Al 2O 3、Al(OH)3、氨基酸、弱酸弱碱盐[如(NH 4)2CO 3]、弱酸的酸式盐(如NaHCO 3)。

[课堂练习]1.下列物质既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的是（ ）①NaHCO 3 ②(NH 4)2S ③Al(OH)3 ④NH 4Cl ⑤甘氨酸 ⑥CH 3—COOHA.①②③ B ．①②④⑤ C ．⑤⑥ D ．①②③⑤2.下列物质中与甘氨酸互为同系物的是( )；互为同分异构体的是( )。

A.C 2H 5ONO 2 B.C 2H 5NO 23.分子式为C 8H 14N 2O 5的二肽,经水解后得到丙氨酸和另一种氨基酸A,则A 的分子式为( )A.C 5H 7NO 3B.C 5H 9N 2O 5C.C 5H 9NO 2D.C 5H 9NO 44.将甘氨酸和丙氨酸混合起反应生成各种三肽,可能的连接方式有多少种? ( )A.2种B.4种C.6种D.8种5.0.2摩尔的某氨基酸，质量为33克，已测得分子中有一个氨基、一个羧基、一个苯基，其余部分为饱和烃基。

它的一种结构简式是 ，名称是 。

6.已知-NH 2连在苯环上显碱性,O=C -NH 2连在苯环上显中性;分子式为C 7H 7NO 2的有机物中,其分子结构中有一个苯环,两个侧链,试写出四种同分异构体A 、B 、C 、D 。

具体要求:A 既有酸性又有碱性,B 只有酸性,C 只有碱性,D 显中性(均写任意一种)7.已知有机物A 分子中有3个碳原子,有关它的某些信息注明在下面的示意图中:(1)A 、F 、G 的结构简式为：___________,____________,______________.(2)生成H 的化学方程式为：__________________________________.[答案] 1．D 2．C 、B 3．D 4．D （提示）设这两种氨基酸分别为A 、B,形成三肽的连接方式有:AAA 、AAB 、ABA 、BAA 、BBB 、BBA 、BAB 、ABB,共有八种。

5．、苯丙氨酸 6．7.（1）A ：H 2N-CH 2-COOCH 3 ，F ：ClH 3N-CH 2-COOH ，G ：H 2N-CH 2-COONa（2）知识点二蛋白质的结构与性质 1.组成和结构(1)组成 1．蛋白质是一类非常重要的高分子化合物，其相对分子质量从几万到几千万。

它是由 C 、H 、O 、N 、S 等元素组成，有些蛋白质中含有P ，少量蛋白质还含有微量Fe 、Cu 、Zn 、Mn 等。

(1)蛋白质存在于一切细胞中，组成人体蛋白质的氨基酸有必需和非必需之分，必需氨基酸共8种，非必需氨基酸共12种左右。

(2)结构一级结构――→卷曲盘旋和折叠二级结构――→盘曲折叠三级结构(三维)――→亚基的立体排布亚基间相互作用与布局四级结构[展示]一级结构 二级结构 三级结构 四级结构2．性质(1)两性 在多肽链的两端存在着羧基和氨基，而且，侧链中也有酸性或碱性基团，因此，蛋白质与氨基酸一样也是两性分子，因此蛋白质既能与碱反应又能与酸反应。

(2)水解 水解过程蛋白质――→水解多肽――→水解氨基酸 断键方式肽键中的C —N 键断裂(3)盐析 ①概念：向蛋白质溶液中加入盐溶液[如Na 2SO 4、(NH 4)2SO 4、MgSO 4等]达到一定浓度时，可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象。

②结果：盐析只改变了蛋白质的溶解度而没有改变它们的生理活性，是一个可逆的过程。

③应用：常用于分离提纯蛋白质。

(4)变性①概念：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象。

②影响因素 物理因素加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、X 射线等 化学因素强酸、强碱、重金属盐、乙醇、丙酮、甲醛、苯酚、三氯乙酸等 ③结果：变性会引起蛋白质结构上的改变，是不可逆过程。

(5)颜色反应分子中含有苯环的蛋白质跟浓硝酸作用时呈黄色。

一般天然蛋白质都含有苯环，常用此性质来鉴别蛋白质。

(6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味，也可以用此性质鉴别蛋白质。

2．蛋白质在生产、生活中的作用(1)蛋白质存在于一切细胞中，是一切生命体的重要构成物质。

(2)蛋白质是人类必需的营养物质。

(3)蛋白质在工业上也有广泛的用途。

动物的毛和蚕丝的成分都是蛋白质，它们是重要的纺织原料。

启示思考2．如何鉴别棉麻织品与丝织品的布料？【提示】 棉麻织品的成分是纤维素，丝织品成分是蛋白质。

分别取样品灼烧，有烧焦羽毛气味产生的布料为丝织品。

考点二渗析、盐析、变性的比较【问题导思】①医用酒精、84消毒液、紫外线杀菌消毒的原理是什么？【提示】使病毒细菌(蛋白质)变性。

②能否用BaCO3作为钡餐试剂？解释原因。

【提示】不能。

BaCO3＋2HCl===BaCl2＋CO2↑＋H2O，BaCl2为重金属盐，易使蛋白质变性。

③解救误服重金属盐中毒的病人时，应服用什么物质进行解毒？【提示】生鸡蛋、牛奶、豆浆等富含蛋白质的物质。

(3)蛋白质的盐析①按下列实验操作完成实验：②实验现象：加入饱和(NH4)2SO4或Na2SO4溶液，试管内蛋白质均，加蒸馏水后沉淀。

③结论：少量的盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等]能蛋白质溶解，但当盐溶液浓度较大时，则会使蛋白质溶解度而从溶液中，这种作用称为。

④蛋白质的盐析是一个过程，采用和可分离提纯蛋白质。

(4)蛋白质的变性①按下列实验操作完成实验：实验操作Ⅰ实验操作Ⅱ②实验现象：加热及加入醋酸铅溶液，Ⅰ、Ⅱ两支试管内蛋白质均；加入蒸馏水后沉淀。

③结论：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的和发生改变的现象，称为蛋白质的变性。

能使蛋白质变性的因素有：物理因素：、加压、搅拌、振荡、、超声波等；化学因素：、、、三氯乙酸、乙醇、丙酮、甲醛等有机物。

④蛋白质的变性是一个过程，变性后的蛋白质在水中，同时也会失去。

利用蛋白质的变性，可用于杀菌消毒，而疫苗等生物制剂的保存则要防止变性。

渗析盐析变性内涵利用半透膜分离胶体粒子与小分子和离子加入无机轻金属盐使胶体中的物质析出一定条件下，使蛋白质凝聚失去原有生理活性条件胶体、半透膜、水浓的盐溶液如(NH4)2SO4、，Na2SO4、NaCl溶液等加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、乙醇、丙酮等变化实质物理变化物理变化化学变化特点可逆，需多次换水可逆，蛋白质仍保持原有活性不可逆，蛋白质已失去原有活性用途除杂，如：除去淀粉溶胶中的NaNO3杂质分离提纯蛋白质消毒、灭菌，如：给果树使用波尔多液，保存动物标本等例2(2013·淄博高二调研)下列叙述正确的是()A．蛋白质溶液中加入大量食盐细粒，搅拌，蛋白质沉淀，此沉淀不溶于水B．高温或日常用的消毒剂可使禽流感病毒蛋白质变性C．棉花、羊毛、木材和草类的主要成分都是纤维素D．误食重金属盐引起人体中毒，可喝大量的食盐水解毒练习题2．(2013·陕西下列有机物在适当的浓度时，不能用于杀菌、消毒的是() A．苯酚溶液B．乙醇溶液C．乙酸溶液D．乙酸乙酯溶液例2【解析】盐析后的蛋白质仍能溶于水，A项错误；羊毛的成分是蛋白质，C项错误；误服重金属盐后，可以喝含大量蛋白质的牛奶解毒，D项错误。

【答案】 B2 【解析】苯酚、乙醇、乙酸均能使蛋白质变性，故能用于杀菌、消毒。

【答案】 D知识点三酶与核酸1.酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质。

2．酶的性质.（1）具有蛋白质的性质。

（2）具有催化作用。

（3）具有高效的催化作用。

3．酶作催化剂的特点：（1）催化效率高（比一般催化剂高107~1013倍）；（2）具有高度的专一性；（3）反应条件温和、不需要加热。