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(共74张PPT)
[学习目标]
1.认识氨基酸的组成、分子结构特点和主要化学性质。
2.认识蛋白质的组成和性质特点。
3.知道氨基酸和蛋白质的关系,了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
1.组成和结构
(1)组成
氨基酸可看作是羧酸分子烃基上的氢原子被_____取代得到的化合物。
(2)结构
氨基
α 氨基酸的结构简式可表示为____________________,其官能团为_______________和_____________。α 氨基酸除甘氨酸外,一般α 氨基酸中含手性碳原子,是_____分子,具有对映异构体。
氨基(—NH2)
羧基(—COOH)
手性
2.常见的氨基酸
氨基乙酸
2 氨基戊二酸
3.氨基酸的性质
(1)物理性质
天然氨基酸均为无色晶体,熔点较___,多在200~300 ℃熔化时分解。一般___溶于水,而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
(2)化学性质
①氨基酸的两性
氨基酸分子中含有酸性基团(—COOH)和碱性基团(—NH2)。因此氨基酸是两性化合物,能与________反应生成盐。
高
能
酸、碱
水
肽键
取代
[自我思考]
有两种氨基酸,分别是甘氨酸和丙氨酸,两分子氨基酸之间脱水能形成几种二肽 试写出它们的结构简式。
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
√
(1)氨基酸既能与酸反应,又能与碱反应,氨基酸分子之间也能相互反应。( )
(2)成肽反应的规律为—COOH脱—OH,—NH2脱—H,是分子间脱水反应,属于取代反应。( )
(3)肽键易水解生成羧基与氨基。( )
(4)氨基酸能发生酯化反应、成肽反应和水解反应。( )
(5)氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的有机离子,在电场作用下向负极移动。( )
√
√
×
×
D
2.(2025·邢台市邢襄联盟月考)有机物M(结构如图所示)可用于治疗带状疱疹后遗症,下列关于M的说法错误的是(　　)
A
A.属于α 氨基酸
B.分子式为C8H17NO2
C.既能与酸反应又能与碱反应
D.一定条件下,可自身发生反应形成环状化合物
3.(2024·江西省部分地区期末)某多肽G 的组成为CaHbOcNd 。G完全水解得到如下三种氨基酸:
D
下列叙述正确的是(　　)
A.等物质的量的上述三种氨基酸最多消耗HCl的量相等
B.上述三种氨基酸中只有丙氨酸是α 氨基酸
C.一定量的丙氨酸与天冬氨酸在一定条件下混合最多可以形成3种二肽
D.1个G 分子完全水解生成(a-3d) 个天冬氨酸分子
解析　上述三种氨基酸分子中含氨基数目不完全相等,A项错误;氨基连接在与羧基相邻的α位碳原子上的氨基酸为α 氨基酸,上述三种氨基酸均为α 氨基酸,B项错误;丙氨酸与天冬氨酸分子间可形成3种二肽,但丙氨酸与天冬氨酸自身也可形成二肽,C项错误;多肽水解时水参与反应,根据C、N原子守恒,上述3种氨基酸中C 、N 与G 分子中C 、N 相等。因水分子数不确定,故H 、O数不能列出关系式。设1个G分子完全水解最终生成丙氨酸、天冬氨酸、赖氨酸分子数依次为x、y、z。有:3x+4y+6z=a,x+y+2z=d,解得:y=a-3d ,D项正确;故选D。
[名师点睛]
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-1)个水分子和(n-1)个肽键。
3.无论肽链有多长,在链的两端,一端有游离的氨基(—NH2),称为N端;另一端有游离的羧基(—COOH),称为C端,因此,多肽也具有“两性”。
1.蛋白质的组成
蛋白质是由多种氨基酸通过_____等相互连接形成的一类生物大分子,是一般细胞中含量最多的有机分子。主要由C、H、O、N、S等元素组成,有些蛋白质还含有P、Fe、Zn、Cu等元素。
肽键
2.蛋白质的结构
蛋白质的特殊功能和活性不仅取决于多肽链的氨基酸的种类、数目及排列顺序,还与其特定的空间结构密切相关。
(1)蛋白质分子中_________单体的排列顺序,称为蛋白质的一级结构。
(2)肽链盘绕或折叠成特定的空间结构,称为蛋白质的二级结构。
(3)肽链在二级结构基础上进一步盘曲折叠,称为蛋白质的三级结构。
(4)多个具有特定三级结构的多肽链通过非共价键相互作用(如_____等)排列组装,形成蛋白质的四级结构。
氨基酸
氢键
3.蛋白质的性质
氨基酸
碱
酸
重金属盐
黄
4.酶
(1)定义
酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有______作用的有机化合物,其中绝大多数是_______。
(2)特点
①高效的_____作用。
②催化反应条件______,一般在接近体温和中性的条件下反应。
③高度的_____性。
(3)应用
应用广泛,如蛋白酶用于医药、制革等工业,淀粉酶用于食品、发酵、纺织等工业,有的酶还可用于疾病的诊断。
催化
蛋白质
催化
温和
专一
[自我思考]
1.蛋白质性质探究实验如下,分别说出实验的现象及结论。
[实验一]
现象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提示　试管①中出现白色沉淀;试管②中白色沉淀消失　蛋白质的盐析是一个可逆过程,盐析出的蛋白质在水中仍能溶解,并不影响其活性
[实验二]
现象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提示　加热后产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀不溶解
[实验三]
现象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提示　加入硝酸银溶液后产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀不溶解
[实验四]
现象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　 　　　　　　
通过实验二~四可得出的结论为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提示　加入乙醇后产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀不溶解　加热、加入重金属盐、乙醇等都能使蛋白质变性,变性后的蛋白质在水中不能重新溶解,失去原有的生理活性,发生了不可逆的变化
[实验五]
现象:　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 　　　　　　　　　　　
结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 　　　　
提示　加入浓硝酸后产生白色沉淀,加热后沉淀变黄色　含有苯环的蛋白质遇浓硝酸会出现黄色,可用于检验蛋白质
2.绝大多数酶是蛋白质,能催化多种化学反应,以酶作催化剂时,温度与化学反应速率的关系曲线如图所示:
(1)化学反应速率随温度变化的原因是什么
提示　酶的催化作用需要适宜的温度,在合适温度下催化效率最高,当温度超过一定范围会失去催化作用。
(2)分析加酶洗衣粉为何不能在70 ℃以上的水中使用
提示　洗衣粉中有酶存在,超过适宜的温度会造成蛋白质变性,酶将失去活性。
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
√
(1)蛋白质均能发生水解反应。( )
(2)向两份蛋白质溶液中分别加入饱和NaCl溶液和CuSO4溶液,均有固体析出,且两者的原理相同。( )
(3)牛奶、蛋清均有丁达尔效应,均可防治重金属中毒。( )
(4)蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基。( )
(5)通常用酒精消毒,其原理是酒精使细菌中的蛋白质盐析而失去生理活性。( )
(6)蛋白质被灼烧时会产生烧焦羽毛的气味,可用于鉴别合成纤维与蛋白质。( )
×
√
×
×
√
B
2.(2025·武汉新洲区期末)下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是(　　)
A.大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成氨基酸
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可生成4种二肽
D.酶均是生物体对复杂反应具有高效催化作用的蛋白质
解析　豆浆煮沸是蛋白质发生了变性,不能生成氨基酸,A错误;重金属盐能使蛋白质发生变性,但不能使氨基酸发生变性,B错误;氨基酸生成二肽,是两个氨基酸分子脱去一个水分子,当同种氨基酸脱水,生成2种二肽,当不同种氨基酸脱水,可以是α 氨基丙酸脱羟基、α 氨基苯丙酸脱氢,也可以α 氨基丙酸脱氢、α 氨基苯丙酸脱羟基,生成2种二肽,所以共有4种,C正确;酶是生物体对复杂反应具有高效催化作用的物质,主要是蛋白质,部分是RNA,D错误。
C
3.(1)下列关于蛋白质的叙述中,不正确的是　　　　(填序号)。
A.向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,有沉淀析出,再加入蒸馏水,也不溶解
B.人工合成的具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素是我国科学家在1965年首次合成的
C.浓硝酸溅在皮肤上,使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了显色反应
D.蛋白质溶液里的蛋白质能透过半透膜
A、D
C、D
[名师点睛]
蛋白质盐析、变性的比较
1.(2025·江苏省合格考调研)2024年诺贝尔化学奖授予美国和英国的三位科学家,表彰其在蛋白质计算及结构预测方面的贡献。蛋白质属于(　　)
A.酸 B.碱
C.盐 D.有机物
解析　根据蛋白质的元素组成可知,蛋白质属于有机物,故选D。
D
2.下列关于蛋白质的叙述中不正确的是(　　)
A.蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,蛋白质会析出,若再加入水也不溶解
B.蛋白质具有两性
C.重金属盐使蛋白质变性,但吞服“钡餐”不会引起中毒
D.浓硝酸溅到皮肤上能使皮肤呈黄色,这是由于蛋白质和浓硝酸发生了颜色反应
解析　硫酸铵加入到蛋白质溶液中会使蛋白质盐析而不是变性;“钡餐”是BaSO4,它是难溶性物质,Ba2+不能被人体吸收,也不会使蛋白质变性,所以吞服“钡餐”不会引起中毒;但要注意“钡餐”不能用BaCO3,因为BaCO3会与胃酸反应生成易溶性的BaCl2,而这时的Ba2+使蛋白质变性会引起中毒。
A
3.(2025·涡阳县蔚华中学月考)如图是某种只含有C、H、O、N四种元素的有机物的球棍模型示意图。下列关于该有机物的说法,不正确的是(　　)
A
A.分子式为C3H5NO2
B.能和NaHCO3 溶液反应,生成CO2
C.既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
D.在一定条件下,可以通过聚合反应,生成高分子化合物
解析　结构简式为CH3CH(NH2)COOH,分子式为C3H7NO2,含有官能团氨基和羧基,据此回答。结构简式为CH3CH(NH2)COOH,分子式为C3H7NO2,A错误;该有机物含有羧基,具有酸性,可与NaHCO3溶液反应,生成CO2,B正确;有机物中含有氨基,具有碱性,可与盐酸反应,有羧基,具有酸性,可与NaOH溶液反应,C正确;该有机物分子中含有氨基和羧基,可发生缩聚反应生成高分子化合物,D正确;故选A。
4.(2024·江门市期末)已知某多肽分子结构如图,下列说法正确的是(　　)
A
A.该多肽可发生取代反应
B.该多肽含4个肽键,为四肽
C.该多肽水解后可得到5种氨基酸
D.1 mol该多肽最多能与2 mol NaOH反应
解析　由结构简式可知,多肽分子含有的肽键、羧基在一定条件下能发生取代反应,故A正确;由结构简式可知,多肽分子含有4个肽键,一定条件下水解生成5个α 氨基酸,所以该多肽为五肽,故B错误;由结构简式可知,多肽分子含有4个肽键,一定条件下水解生成两分子丙氨酸,所以生成4种α 氨基酸,故C错误;由结构简式可知,多肽分子含有的肽键、羧基在一定条件下能与氢氧化钠溶液反应,分子中有两个羧基、四个肽键,所以1 mol该多肽最多能与6 mol氢氧化钠反应,故D错误;故选A。
(1)该分子的酸性基团是　　　　　　　　,苯丙氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)该分子的碱性基团是　　　　　　　　,苯丙氨酸与盐酸反应的化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)两分子苯丙氨酸形成二肽的化学方程式:　　　　 　　　　 　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在一定条件下,两分子苯丙氨酸也可以形成六元环状有机物,请写出反应的化学方
程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 　 　。
2
1.(2023·贵州省合格性考)下列食物富含蛋白质的是(　　)
A.鱼肉 B.土豆
C.青菜 D.苹果
解析　鱼肉富含大量蛋白质,土豆中富含大量淀粉,青菜富含纤维素和维生素,苹果富含葡萄糖和维生素,故选A。
A
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2.下列关于氨基酸的叙述不正确的是(　　)
A.天然氨基酸在室温下都是晶体,一般都能溶于水
B.氨基酸都不能发生水解反应
C.氨基酸是两性化合物,能与酸、碱反应生成盐
D.两个氨基酸分子脱水后形成的二肽中含有两个肽键
解析　天然氨基酸熔点较高,室温下均为无色晶体,一般都能溶于水,A项正确;氨基酸中的氨基、羧基都不能水解,故不能发生水解反应,B项正确;氨基酸是两性化合物,氨基能与酸反应、羧基能与碱反应,均生成盐,C项正确;二肽中的“二”指的是发生反应的氨基酸的数目,并不是生成物中肽键的数目,D项错误。
D
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3.(2025·连云港市赣榆区期中)生物体内蛋白质是实现各种生物学功能的载体,蛋白质是由多种不同的氨基酸构成。下列说法正确的是(　　)
A.蛋白质是高分子化合物,溶于水能形成胶体
B.酶是一种氨基酸,在较高温度下会失去催化活性
C.甘氨酸是手性分子,既能与酸反应又能与碱反应
D.构成蛋白质的氨基酸序列发生变化不会影响其正常功能的发挥
A
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解析　蛋白质的相对分子质量很大,一般在一万以上,属于高分子化合物。蛋白质分子的直径在 1~100 nm 之间,处于胶体粒子的直径范围之内,溶于水能形成胶体,A正确;生物酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大部分为蛋白质,也有极少部分为RNA,在较高温度下会失去催化活性,B错误;甘氨酸的α 碳原子连接了两个氢原子,故甘氨酸不是手性分子,C错误;蛋白质的功能取决于其特定的三维结构,而氨基酸序列是蛋白质的高级结构的基础,如果氨基酸序列发生变化,可能会改变蛋白质的折叠方式、活性位点的构象等,从而影响蛋白质的催化活性、结合能力、稳定性等功能,D错误; 故选A。
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4.“克隆羊”的关键技术之一是找到一些特殊的酶,这些酶能激活普通体细胞使之像生殖细胞一样发育成个体。下列有关酶的叙述错误的是(　　)
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.酶不是高分子
D.酶有着广泛的应用,有的酶还可用于疾病的诊断
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,活性降低,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;酶是一种特殊的蛋白质,属于高分子,C错误。
C
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B
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C
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解析　苯丙氨酸的同分异构体有带两个取代基的苯环,有一个硝基直接连接在苯环上说明取代基可能为硝基和正丙基、硝基和异丙基,两种取代基在苯环上都有邻、间、对三种位置关系,则符合条件的同分异构体有:2×3=6种,故选C。
C
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C、H、O、N
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B
②③④
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9.酪氨酸学名为2 氨基 3 对羟苯基丙酸(相对分子质量为181),它是一种含有酚羟基的芳香族极性氨基酸。其结构如图所示,下列说法错误的是(　　)
B
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A.酪氨酸既能发生取代反应又可以发生加成反应
B.酪氨酸既能与盐酸反应又能与氢氧化钠反应,且消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为2∶1
C.酪氨酸中可能共面的碳原子有9个
D.酪氨酸沸点比C10H21COOH(相对分子质量为186)高
解析　酪氨酸含有羟基、羧基、氨基,都能发生取代反应,有苯环可以发生加成反应,故A正确;酪氨酸含有氨基能与盐酸反应,酚羟基、羧基又能与氢氧化钠反应,且消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为1∶2,故B错误;酪氨酸中支链上的碳都可能与苯环共面,故可能共面的碳原子有9个,故C正确;C10H21COOH的相对分子质量为186,但酪氨酸分子间能形成多个氢键,导致酪氨酸的沸点远高于C10H21COOH,D项正确。
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A
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A.药剂A化学式为C2H4O2S,能溶于水,既具有酸性,又具有强还原性
B.①→②过程,药剂A是软化剂,能把S—S键断裂,失去二硫键后头发韧性也变差,因此经常烫发的人,发质变差,这个过程中角蛋白质发生氧化反应
C.②→③过程,通常采用的药剂B是H2O2,其氧化产物为H2O
D.化学烫发改变了头发角蛋白质中氨基酸的数目
解析　根据A的结构简式可知A的化学式为C2H4O2S,A中含有羧基,能溶于水,有酸性,含有—SH,有还原性,A正确;①→②过程中,硫元素化合价-1价降低到-2价,角蛋白质发生还原反应,B错误;②→③过程中是部分硫元素化合价升高,需要氧化剂,药剂B是H2O2,其还原产物为H2O,C错误;烫发的过程只改变了—SH的结构,没有改变氨基和羧基,故不改变氨基酸的数目,D错误。
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互为同系物
芳香族化合物
氨基、羧基
(3)一定条件下,甘氨酸与丙氨酸形成的二肽的结构简式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(任写一种)。
(4)丙氨酸既能与酸反应,也能与碱反应,写出其与盐酸反应的化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
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(5)有机物R是苯丙氨酸的同分异构体,满足下列条件的R的结构有　　　　　种(不考虑立体异构),其中含有手性碳原子且苯环上只有两种一氯代物的结构简式为
　　　　　　　　　　　　。
①氨基与苯环直接相连
②能与足量NaHCO3反应生成CO2
③苯环上只有两个取代基
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氨基酸
十
(2)取1~5号五支试管,分别加入2.0 mL 3.0%的过氧化氢溶液,实验如下:
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编号 向试管中加入物质 实验结果
1 1 mL唾液 无气泡
2 锈铁钉 少量气泡
3 两小块新鲜猪肝 大量气泡
4 两小块新鲜猪肝,0.5 mL 1.0 mol·L-1的盐酸 无气泡
5 两小块新鲜猪肝,0.5 mL 1.0 mol·L-1的NaOH溶液 无气泡
注:新鲜猪肝中含较多的过氧化氢酶。
①能说明酶催化具有专一性的试管编号是什么 　　　　　　。
②能说明酶催化具有高效性的试管编号是什么 　　　　　　。
③4、5号试管中无气泡的原因是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
1、3
2、3
在强酸或强碱性条件下,过氧化氢酶(蛋白质)发生变性
解析　(1)由题意知,每个氨基酸分子中都只有一个氮原子,该多肽的分子式为C55H70O19N10,有10个氮原子,则该多肽为十肽。(2)①1号试管和3号试管的实验结果比较,不同的催化剂即不同的酶催化不同的物质,所以可说明酶的催化具有专一性。②2号试管和3号试管的实验结果比较可知,锈铁钉对过氧化氢的分解的催化效果远远小于过氧化氢酶的催化效果,可说明酶的催化具有高效性。③3号、4号和5号试管的实验结果比较,3中新鲜猪肝的催化效果明显,4号和5号试管有新鲜猪肝但是有强酸和强碱,结果无气泡产生,说明在强酸或强碱性条件下,过氧化氢酶(蛋白质)发生变性。
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