资源简介

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官能团与有机化学反应
烃的衍生物
第二章
2.4羧酸 氨基酸和蛋白质
章节脉络
第二章
官能团与有机化学反应
烃的衍生物
2.2醇和酚
2.1有机化学反应类型
2.3醛和酮 糖类和核酸
2.4羧酸 氨基酸和蛋白质
氨基酸和蛋白质
羧酸衍生物
羧酸
氨基酸和蛋白质
1. 宏观辨识与微观探析
从宏观层面，能够观察并描述氨基酸和蛋白质的常见物理性质，深入微观视角，剖析氨基酸的结构，建立宏观现象与微观结构的紧密联系，能从分子层面解释氨基酸和蛋白质性质差异的本质原因。
2. 证据推理与模型认知
基于氨基酸和蛋白质的结构特点、实验现象和反应产物，进行合理的证据推理。通过对典型氨基酸和蛋白质的研究，归纳总结其共性与特性，构建氨基酸和蛋白质的结构、性质与功能的认知模型。
3. 科学态度与社会责任
在学习氨基酸和蛋白质知识的过程中，培养学生严谨求实、尊重事实的科学态度，客观分析实验结果，勇于面对实验中的困难和失败，积极探索解决方案。树立正确的科学价值观和社会责任感，为推动科学技术的合理应用和社会的可持续发展贡献力量。
核心素养目标
学习重难点
重点：
1. 掌握氨基酸的结构通式，明确氨基、羧基和 R 基的特性，理解氨基酸的两性性质及脱水缩合形成肽键的过程；熟悉蛋白质的一级至四级结构层次及其特点。
2. 熟练掌握蛋白质的重要性质，以及氨基酸和蛋白质在生命活动中的关键功能，如蛋白质作为酶、抗体、运输载体等的作用。
难点：
1. 准确区分氨基酸脱水缩合过程中形成的肽链数量、肽键数目、脱去水分子数与氨基酸数目的关系，理解多肽链空间折叠形成蛋白质高级结构的机制 。
2. 理解不同理化因素对蛋白质结构和功能的影响。
课前导入
蛋白质是生命的物质基础，是生命活动的主要承担者。蛋白质在机体中发挥着多种生理功能，能够供给机体营养、提供保护机能、输送氧气、防御病菌侵袭、控制代谢过程等。
多肽也是一种在生命过程中有着重要作用的物质。蛋白质和多肽都由氨基酸组成。
蛋白质和多肽有什么区别？它们与氨基酸有什么关系？究竟是什么样的结构决定着蛋白质具有丰富的生理功能？
氨基酸
PART 01
氨基酸
1.氨基酸的结构
(1)概念
羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代形成的取代羧酸
(2)特点
①组成：氨基酸分子主要由C、H、O、N四种元素组成。
②结构：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。
氨基酸
(3)α-氨基酸
分子中氨基和羧基都连在同一个碳原子上的氨基酸。
结构式
R 基团不同，氨基酸的功能和用途也会有所不同。
常见的α-氨基酸
氨基酸
2.氨基酸的性质
(1)氨基酸分子中既含有氨基又含有羧基，是一种两性化合物，通常以两性离子形式存在，根据溶液的pH不同，可以发生不同的解离。
阳离子
两性离子
阴离子
氨基酸
2.氨基酸的性质
(2)氨基酸与酸、碱的反应(以甘氨酸为例)。
多肽
PART 02
多肽
1.肽和肽键
一个α-氨基酸分子的羧基与另一个α-氨基酸分子的氨基脱去一分子水所形成的酰胺键 称为肽键。生成的化合物称为肽。
C N
O
H
2.分类
①二肽：由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物称为二肽。
②三肽：由三个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物称为三肽。
③多肽：由三个以上氨基酸分子脱水缩合而成的化合物称为多肽。
多肽
分子间的脱水缩合形成肽键
A、B两种不同的氨基酸生成二肽时，可能是A的氨基脱去氢、B的羧基脱去羟基形成肽键；也可能是A的羧基脱去羟基而B的氨基脱去氢形成肽键；还有可能是两个A分子之间或两个B分子之间形成肽键。
多肽
分子间或分子内缩合成环
+ 2H2O
分子内缩合成环
分子间缩合成环
例如，甘氨酸分子和丙氨酸分子可以结合生成两种二肽。
多肽
蛋白质
PART 03
蛋白质
1.概念
是由 α－氨基酸分子按一定的顺序以肽键连接起来的生物大分子
蛋白质分子通常含有 50 个以上的肽键，相对分子质量一般在 10000 以上，有的高达数千万。
2.分子大小
蛋白质的结构不仅取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。
3.蛋白质的结构
蛋白质
α-氨基酸分子脱水缩合形成的多肽是按一定顺序排列的链状结构，这种顺序就是蛋白质的基本结构，也称蛋白质的一级结构。
α-氨基酸是构成蛋白质的结构单元，其分子的排列顺序决定了蛋白质的功能。
在一条多肽链中，不相邻的碳氧双键和氮氢键之间可以形成氢键，使多肽链具有规则的结构，这就构成了蛋白质的二级结构，主要有 α- 螺旋和 β- 折叠两种形式。
一级结构
二级结构
蛋白质
在蛋白质二级结构的基础上，同一条多肽链中的氨基酸残基之间可以形成氢键、二硫键（-S S-）等，使二级结构再按照一定的形状卷曲，这就是蛋白质的三级结构，它是一种三维的空间结构状态。
由几条相同的多肽链组成的空间结构状态称为蛋白质的均一四级结构，由几条不同的多肽链组成的空间结构状态称为蛋白质的非均一四级结构。它们是蛋白质分子具有一定生物学功能的高级结构。
三级结构
四级结构
氨基酸缩聚生成多肽或蛋白质
+ nH2O
蛋白质
核心官能团
肽键
蛋白质
蛋白质的性质 原因
水解 天然蛋白质水解的最终产物都是α-氨基酸
盐析 加入轻金属盐的浓溶液，蛋白质聚沉
变性 蛋白质失去生理活性而发生聚沉的现象
显色反应 天然蛋白质遇浓硝酸变黄
灼烧 灼烧时有烧焦羽毛的气味
4.蛋白质的性质
酶
PART 04
酶
1.概念
酶是一种高效的生物催化剂，生物体新陈代谢过程中的许多化学反应都是在酶的催化作用下进行的。大多数酶属于蛋白质。
2.酶催化的主要特点
(1)温和性：需要比较温和的条件。当人体体温和血液 pH 处于正常值时，酶才能够发挥较好的催化作用。
(2)高度的专一性：某一种酶仅对某种物质的特定反应起催化作用并生成一定的产物
(3)效率非常高：酶的催化效率是普通催化剂的 107 ~1013 倍。
课堂小结
多肽
氨基酸
结构
肽和肽键
主要特点
结构和性质
概念
性质
分类
蛋白质
酶
概念
随堂训练
1.下面是蛋白质分子结构的一部分，其中标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是（ ）
A.①　　　　B.②　　　　C.③　　　　　D.④
C
随堂训练
2.由甘氨酸(H2NCH2COOH)和苯丙氨酸( )组成的混合物,发生分子间脱水生成的二肽有（ ）
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
C
随堂训练
3.下列有关蛋白质的说法不正确的是(　　)
A.蛋白质均不溶于水
B.有些蛋白质遇浓硝酸会变黄色
C.误食重金属盐,可饮用大量牛奶或鸡蛋清缓解
D.可用灼烧法鉴别羊毛织品和化纤织品
A
随堂训练
4.下列关于蛋白质的说法正确的是(　　)
A.蛋白质属于天然高分子化合物，组成元素只有C、H、O、N
B.用浓Na2SO4、CuSO4溶液或浓HNO3使蛋清发生盐析，进而分离、提纯蛋白质
C.蛋白酶是蛋白质，它不仅可以催化蛋白质的水解反应，还可以催化淀粉的水解反应
D.蛋白质水解产生的甘氨酸(H2N—CH2—COOH)既显酸性，又显碱性,是最简单的氨基酸
D
随堂训练
5.关于生物体内氨基酸的叙述错误的是(　　)
A.构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可表示为
B.人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素
C.人体内所有氨基酸均可以相互转化
D.两分子氨基酸通过脱水缩合可以形成二肽
C
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