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专题8　有机化合物的获得与应用
第二单元　食品中的有机化合物
第五课时　蛋白质和氨基酸
1．掌握蛋白质的组成和主要性质。2．掌握氨基酸的结构和性质。3．了解蛋白质在日常生活中的应用。
学习理解
01
课时分层练
04
目录
CONTENTS
探究应用
02
总结提升
03
学习理解
一、蛋白质
1．存在、作用和组成
(1)存在：蛋白质是组成______的基础物质。动物的______、_____以及在人体新陈代谢中起催化作用的_____、运输氧气的___________、引起疾病的_______和_______、抵抗疾病的_______中都含有蛋白质。
(2)作用：一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关，不同结构的蛋白质其生理功能也不同，没有_________就没有生命。
(3)组成：蛋白质是一类结构非常复杂、相对分子质量很大(几万到几千万)的________化合物，由______________________等元素组成。
细胞
肌肉
毛皮
酶
血红蛋白
细菌
病毒
抗体
蛋白质
高分子
碳、氢、氧、氮、硫
2．性质
(1)盐析
①概念：在蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液，可使蛋白质的溶解度_______而析出，这一过程称为盐析。
②条件：浓的____________溶液或_________溶液等。少量的无机盐能促进蛋白质的溶解。
③特点：盐析是可逆过程，继续加水时，能使沉淀溶解，不影响蛋白质的生理活性。
④应用：可用来分离、提纯蛋白质。
降低
(NH4)2SO4
Na2SO4
(2)变性
①条件：在_______、______、______、__________、________、___________ (36%～40%甲醛溶液)作用下，蛋白质原有的__________或__________会发生改变，其生理功能也会随之改变，这种变化称为蛋白质的变性。
②特点：蛋白质的变性是________的化学变化过程。
③应用：利用这一性质进行杀菌消毒。
(3)水解
①蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解，最终产物是各种小分子的______。
②天然蛋白质水解的最终产物为α 氨基酸。
加热
强酸
强碱
重金属盐
紫外线
福尔马林
化学组成
空间结构
不可逆
氨基酸
二、氨基酸
1．常见氨基酸的结构简式
甘氨酸(氨基乙酸)：_________________________________；
丙氨酸(α 氨基丙酸)：________________________________；
谷氨酸(α 氨基戊二酸)：_______________________________。
2．结构特点
(1)α 氨基酸分子中，氨基连在________________________。
(2)氨基酸分子中含有________________和______________两种官能团。
3．化学性质
离羧基最近的碳原子上
羧基(—COOH)
氨基(—NH2)
酸
碱
多肽
蛋白质
三、酶
(1)绝大多数酶是_________。
(2)酶除具有蛋白质的性质外，还具有很强的催化作用。酶的催化特点：____________；__________；__________。
蛋白质
条件温和
专一性
高效性
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)蛋白质和氨基酸都是高分子化合物。(　　)
(2)浓无机盐溶液使蛋白质发生变性。(　　)
(3)CuSO4溶液使蛋白质发生盐析。(　　)
(4)氨基酸只有酸性。(　　)
(5)温度越高，酶的催化效能越强。(　　)
(6)酶只有在强酸、强碱条件下才能发挥其作用。(　　)
×
×
×
×
×
×
探究应用
我国科学家于1965年在世界上首次完成了具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素的合成，对蛋白质的研究做出了重要贡献。
[问题探究]
1．氨基酸是蛋白质的基本组成单位，其中甘氨酸和苯丙氨酸
的结构简式如下，二者分子中都含有什么官能团？其结构有什么共
同点？
提示：二者分子中都含有氨基(—NH2)和羧基(—COOH)，两个官能团都连在同一个碳原子上，都属于α 氨基酸。
2．如何鉴别丝织品和棉织品？
3．在生物实验室里，常用甲醛溶液(俗称福尔马林)保存动物标本。在农业上，可以用硫酸铜、生石灰和水制成波尔多液来防止农作物病害。其原理是什么？
提示：可以用燃烧法，丝织品的主要成分是蛋白质，燃烧时有烧焦羽毛气味，而棉织品的主要成分是纤维素，燃烧时没有此气味。
提示：细菌和病毒的主要成分为蛋白质，使用化学试剂，如医用酒精、甲醛、重金属盐(硫酸铜)等，能使蛋白质发生变性，从而使细菌或病毒的蛋白质失去生理活性，达到杀菌消毒的目的。
知识点一　蛋白质的组成与性质
1．蛋白质的盐析与变性比较
盐析 变性
含义 蛋白质溶液中加某些浓无机盐溶液，会使其溶解度降低而析出 蛋白质在某些条件下原有化学组成或空间结构发生变化，丧失生理功能
条件 轻金属盐及铵盐的浓溶液 受热、紫外线、强酸、强碱、强氧化剂、重金属盐、甲醛、酒精、苯酚等有机物
实质 物理变化(溶解度降低) 化学变化(结构、性质改变)
过程 可逆 不可逆
用途 分离、提纯蛋白质 杀菌、消毒等
2．蛋白质的特征反应
(1)颜色反应：某些(含有苯环的)蛋白质跟浓硝酸作用会变为黄色，如向鸡蛋清溶液里滴入浓硝酸，会产生黄色沉淀。颜色反应可用于检验蛋白质。
(2)灼烧：蛋白质灼烧时会产生烧焦羽毛的气味。灼烧也可用于蛋白质的鉴别(如区别羊毛织物和化纤织物)。
1．下列关于蛋白质的叙述中不正确的是(　　)
A．向蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，有白色沉淀析出，再加水，沉淀溶解
B．加热蛋白质溶液，冷却后蛋白质恢复生理功能
C．误食硫酸钡不会使人中毒
D．浓硝酸溅到皮肤上，使皮肤呈黄色是由于浓硝酸和蛋白质发生了颜色
反应
解析：加热蛋白质溶液，蛋白质发生变性，不能恢复生理功能，B错误。
2．下列关于蛋白质的叙述中，错误的是(　　)
A．蛋白质是一种高分子化合物
B．蛋白质水解的最终产物是氨基酸
C．灼烧某白色纺织品有烧焦羽毛的气味，则可说明此纺织品不是人造丝
D．人的皮肤上不慎沾染浓硝酸后变黄色是物理变化
解析：蛋白质的颜色反应是化学变化，D错误。
知识点二　氨基酸的性质
1．两性
氨基酸具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应，如：
2．缩合反应
2个氨基酸分子间失去1分子H2O而形成的含有1个肽键的化合物称为二肽，由很多个氨基酸分子失水可形成多肽，再经过一系列复杂的变化，构成蛋白质。
3．甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下发生缩合反应生成的二肽化合物共有(　　)
A．4种 B．3种
C．2种 D．1种
解析：甘氨酸和甘氨酸，丙氨酸和丙氨酸自身形成的二肽各一种，两者交叉形成的二肽有两种，共4种。
4．已知谷氨酸的结构简式为 ，下列说法不正确的是(　　)
A．1 mol谷氨酸能与2 mol NaOH发生反应
B．谷氨酸分子中的—NH2表现碱性
C．谷氨酸分子之间不能发生反应
D．谷氨酸分子间能发生脱水缩合反应
解析：1 mol谷氨酸含有2 mol羧基，能与2 mol NaOH发生反应，A正确；谷氨酸分子中既含有氨基又含有羧基，其中的—NH2表现碱性，羧基表现酸性，B正确；谷氨酸分子之间的氨基和羧基能发生脱水缩合反应，C错误，D正确。
总结提升
本课总结
自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
随堂提升
1．2014年诺贝尔化学奖授予超高分辨率荧光显微镜的贡献者。人类借助这种显微镜可以观察到单个的蛋白质分子。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．蛋白质中含有碳、氢、氧、氮等元素
B．蛋白质属于高分子化合物
C．蛋白质可完全水解生成氨基酸
D．消毒过程中细菌蛋白质发生了盐析
2．下列关于酶的叙述中，不正确的是(　　)
A．酶是糖类物质
B．大多数酶是蛋白质
C．酶是生物体内产生的催化剂
D．酶受到高温或重金属盐作用时会变性
3．下列有关氨基酸的理解正确的是(　　)
A．氨基酸在人体中被分解，不能用于合成新蛋白质
B．氨基酸包括甘氨酸、色氨酸和丙氨酸三种
C．氨基酸的结构中一定含氨基和羧基，且氨基与羧基连在相邻的碳原子上
D．氨基酸与强碱反应生成盐类物质
解析：A项，氨基酸在人体中可合成新的蛋白质，错误。B项，氨基酸的种类有很多，不止三种，错误。C项，氨基酸的氨基与羧基也可以连在同一个碳原子上，如α 氨基酸，错误。D项，氨基酸分子中含羧基，可与强碱反应生成盐类物质，正确。
4．蛋白质的四级结构如图所示，下列说
法不正确的是(　　)
A．氨基酸脱水缩合形成肽键得到肽链
B．肽链之间存在氢键，使肽链盘绕或折
叠成特定空间结构
C．蛋白质也具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应
D．向蛋白质溶液中加入稀(NH4)2SO4溶液，能使蛋白质溶解度降低而析出
解析：向蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，能使蛋白质溶解度降低而析出，D错误。
5．大豆含有大量的蛋白质和脂肪，由大豆制作出来的菜肴很多，它是人体营养中最重要的补品。请回答下列问题：
(1)我们所吃的豆腐是一种_____。
A．蛋白质凝胶 B．纯蛋白质
C．脂肪 D．淀粉
(2)点豆腐所采用的凝聚剂可以是_____。
A．石膏 B．硫酸钾
C．氯化钡 D．硫酸铜
A
A
(3)我们食用的大豆，最终补充给人体的主要成分是______。
A．氨基酸 B．蛋白质
C．多肽 D．糖类
(4)请写出甘氨酸(H2N—CH2—COOH)与NaOH反应的化学方程式：________
________________________________________________________。
A
H2N—CH2—COOH＋NaOH―→H2N—CH2—COONa＋H2O
课时分层练
题号 1 2 3 4 5 6 7
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
对点 氨基酸的组成与结构 蛋白质的性质 蛋白质和纤维素的性质比较 蛋白质的性质 氨基酸与蛋白质的性质 肽的水解反应 氨基酸的结构与性质
题号 8 9 10 11 12 13 14
难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★ ★★★
对点 酶的性质及作用 氨基酸的性质 蛋白质的结构与性质 与氨基酸有关的计算 与氨基酸有关的综合考查 蛋白质的性质 氨基酸和蛋白质性质等的综合考查
1．氨基酸是人体必需的一种营养物质，有一种氨基酸的分子式为C2H5NO2，下列有关叙述正确的是(　　)
A．该氨基酸分子的相对分子质量为75 g
B．该分子中碳、氢、氮、氧四种元素的原子个数比为2∶5∶1∶2
C．该氨基酸结构中含有—NO2
D．该分子由两个碳元素、五个氢元素、一个氮元素和两个氧元素构成
[学习·理解]
2．下列关于蛋白质的说法中不正确的是(　　)
A．蛋白质属于天然有机高分子化合物，没有蛋白质就没有生命
B．HCHO溶液或(NH4)2SO4溶液均能使蛋白质变性
C．某些蛋白质跟浓硝酸作用会变黄
D．可以采用多次盐析或多次渗析的方法分离、提纯蛋白质
解析：浓的(NH4)2SO4溶液能使蛋白质发生盐析，B错误。
3．棉花和羊毛都具有的性质是(　　)
A．遇浓硝酸显黄色 B．灼烧后有烧焦羽毛的气味
C．燃烧产物只有二氧化碳和水 D．在一定条件下能发生水解反应
解析：棉花的主要成分为纤维素，羊毛的主要成分为蛋白质，二者共同的性质是都能发生水解反应。“遇浓硝酸显黄色、灼烧后有烧焦羽毛的气味”是蛋白质的特征反应，蛋白质燃烧不仅生成二氧化碳和水，还生成含氮的物质、硫的氧化物等。
4．下列过程不属于化学变化的是(　　)
A．在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出
B．皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色
C．在蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液，有沉淀析出
D．用稀释的福尔马林溶液(0．1%～0．5%)浸泡植物种子
解析：在蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，发生盐析，析出的蛋白质的性质并无变化，即没有新物质生成，不是化学变化。
5．下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是(　　)
A．向鸡蛋清中加入食盐，会使蛋白质发生盐析
B．氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性
C．α 氨基丙酸与α 氨基苯丙酸混合物脱水成肽，只生成2种二肽
D．氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子，在电场作用下向负极移动
解析：氨基酸遇重金属离子不会变性，B错误；α 氨基丙酸与α 氨基苯丙酸混合物脱水成肽，能生成4种二肽，C错误；氨基酸溶于过量NaOH溶液中生成的离子为阴离子，在电场作用下向正极移动，D错误。
6．分子式为C8H14N2O5的物质，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．C5H7NO3 B．C5H9N2O5
C．C5H9NO2 D．C5H9NO4
解析：丙氨酸的分子式为C3H7NO2。根据原子守恒可知，C8H14N2O5＋H2O ―→C3H7NO2＋C5H9NO4。
7．如图是某种只含有C、H、O、N元素的有机物的
简易球棍模型。
请回答下列问题：
(1)该分子属于氨基酸，其分子式为__________。
(2)在一定条件下，该分子可以通过化学反应生成__________(填“糖类”“油脂”或“蛋白质”)。
(3)在一定条件下，该分子可以与乙醇发生反应，请写出该反应的化学方程式：
________________________________________________________________。
C3H7O2N
蛋白质
8．下列有关酶的说法中错误的是(　　)
A．酶是具有催化作用的物质，绝大多数酶是蛋白质
B．酶的催化作用具有选择性和专一性
C．高温或重金属盐能降低酶的活性
D．酶只有在强酸、强碱条件下才能发挥作用
[应用·实践]
9．医治脱毛、伤寒、神经痛、气喘的胱氨酸的分子结构简式为 ，下列关于胱氨酸的说法不正确的是(　　)
A．燃烧产物中有SO2 B．能发生酯化反应
C．可形成酸式盐 D．不能与浓HNO3反应
解析：胱氨酸为二元酸，可形成酸式盐；分子中的碱性基团氨基可与硝酸反应，D不正确。
10．绿色荧光蛋白GFP(Green Fluorescent Protein的英文名称的缩写)是一种相对分子质量较小的蛋白，最初是在水母中发现的，它可用于标记蛋白。下列对GFP的结构和性质预测肯定错误的是(　　)
A．GFP有可能溶于水，且其水溶液可以通过滤纸
B．为了防止GFP变质，可以将其培养在福尔马林中
C．GFP在一定条件下会发生水解，且水解产物一定只有α 氨基酸
D．灼烧GFP会产生烧焦羽毛的气味，GFP遇到浓硝酸可能变黄
解析：GFP是一种相对分子质量较小的蛋白质，有可能溶于水，其水溶液是胶体，可以通过滤纸，A正确；福尔马林中含甲醛，它能使GFP变性，B错误；GFP是一种天然蛋白质，天然蛋白质水解产物是α 氨基酸，C正确；灼烧蛋白质时会产生烧焦羽毛的特殊气味，含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸会变黄，D正确。
11．某蛋白质充分水解后，能分离出有机物R，R可与等物质的量的KOH或HCl完全反应。3．75 g R可与50 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液完全中和，则R的结构简式为(　　)
12．缬氨霉素(valinomycin)是一种脂
溶性的抗生素，是由12个分子组成的环状
化合物，它的结构简式如图所示，下列有
关说法正确的是(　　)
A．缬氨霉素是一种蛋白质
B．缬氨霉素完全水解可得到四种氨基酸
C．缬氨霉素完全水解后的产物中有三种产物互为同系物
D．缬氨霉素完全水解，其中一种产物与甘油醛( )互为同分异构体
13．鸡蛋中含有丰富的蛋白质，鸡蛋清就是一种蛋白质，它的分子直径为1～100 nm，具有某些胶体的性质。取新鲜鸡蛋的鸡蛋清溶于水制成水溶液，分装于试管中，分别进行如下实验，回答下列问题：
(1)向试管里缓慢地加入饱和的硫酸铵溶液，观察到的现象是____________；再向试管里加入足量的蒸馏水，观察到的现象是___________。
(2)向试管里缓慢地加入硫酸铜溶液，观察到的现象是_____________；再向试管里加入足量的蒸馏水，观察到的现象是______________。
有沉淀析出
沉淀溶解
有沉淀析出
沉淀不溶解
14．蛋白质在人体内的变化过程可以简单地表示如下：
试回答下列问题：
(1)经过步骤①得到的有机物半胱氨酸(A)的分子式为C3H7NO2S，结构简式为
，已知巯基(—SH)的酸性比较强。
[创新·提高]
①写出A燃烧生成CO2、H2O、SO2和
N2的化学方程式：____________________
_____________________________。
②写出A与强碱溶液反应的离子方程式：___________________________
________________________________________________________。
12CO2＋14H2O＋4SO2＋2N2
(2)尿素是人体蛋白质代谢的最终产物，已知某种蛋白质中氮元素的质量分数为15%，某成年人甲仅从食物中摄取蛋白质，经新陈代谢后，氮元素又完全变成尿素[CO(NH2)2]排出体外，测得甲每天排出的尿素为25 g，则甲每天需从食物中摄取的蛋白质至少有______ g。
77.8

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