高中化学专题5生命活动的物质基础第二单元氨基酸蛋白质核酸课件苏教版选修5.ppt

1、专题5 生命活动的物质基础1.了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。2.了解二肽、多肽的概念。3.了解蛋白质的组成、结构和性质。目标导航基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引一、氨基酸的结构和性质1.氨基酸的结构(1)蛋白质是构成生命基础的物质，蛋白质是由 构成的。迄今人类在自然界已发现数百种，但是从蛋白质水解得到的氨基酸最常见的大约有 种，并且绝大多数是 。除甘氨酸外，氨基酸都是手性分子。构成天然蛋白质的氨基酸都是 型的。(2)结构氨基酸的结构简式可表示为 ，其官能团为 和 。答案基础知识导学氨基酸20氨基酸L氨基(NH2)羧基(COOH)相关视频2.氨基酸的性质(1)物理性质固态

2、氨基酸主要以 的形式存在，熔点较 (填“高”或“低”)，_(填“易”或“不易”)挥发，难溶于有机溶剂，常见的氨基酸均为 ，熔点在200 以上。(2)化学性质两性氨基酸分子中含有酸性官能团 和碱性官能团 ，因此具有两性，可与 反应生成盐。答案内盐高不易无色晶体COOHNH2碱、酸答案a.与盐酸的反应：。b.与氢氧化钠溶液的反应：NaOH c.氨基酸分子中的氨基和羧基相互作用，使氨基酸成为带有 电荷和 电荷的两性离子(称为 )。随着水溶液pH不同，氨基酸分子在溶液中存在的形态也不同，可以发生不同的解离。通常以两性离子形式存在。内盐正负答案成肽反应两个氨基酸分子，在 的存在下加热，通过一分子的 和另

3、一分子的 间脱去 ，缩合成含有肽键()的化合物。例如：。酸或碱NH2COOH一分子水二肽或多肽蛋白质相关视频答案显色反应氨基酸和 共热时，能产生紫色化合物，是检测和定量测定氨基酸的重要反应。茚三酮议一议1.如何分离提纯氨基酸？答案答案当溶液中的氨基酸主要以两性离子的形态存在时，它在水中的溶解度最小，可以结晶析出。不同的氨基酸出现这种情况的pH各不相同，利用这一差异可以通过控制溶液的pH分离氨基酸。2.多肽分子的名称与其所含肽键个数有什么关系？与形成它的氨基酸分子个数又有什么关系？答案答案二肽是由两个氨基酸分子脱去一分子水形成的含有肽键的化合物，分子中有一个肽键；三肽是由三个氨基酸分子脱去两分子

4、水形成的，有两个肽键；n肽是由n个氨基酸分子脱去(n1)个水分子形成的，其中含有(n1)个肽键。答案3.甘氨酸与丙氨酸的混合物在一定条件下可发生反应生成链状二肽，能够生成二肽的种数是多少？答案答案甘氨酸与甘氨酸、丙氨酸与丙氨酸、甘氨酸与丙氨酸均可形成二肽，共4种。答案答案二、蛋白质的结构和性质1.结构及作用蛋白质是由 通过肽键等相互连接而形成的一类具有特定结构和一定生物学功能的生物大分子。蛋白质是细胞和组织结构的最重要组成部分。在生物体内蛋白质是实现各种生物学功能的载体，有些蛋白质负责输送 (色蛋白),有些在新陈代谢中起 作用(激素或酶)，有些能预防疾病的发生(抗体)，有些与遗传相关(核蛋白)

5、。氨基酸氧气调节或催化答案2.性质(1)两性：蛋白质的结构中含有 和 ，因此_，是 。(2)水解：蛋白质在 的作用下，水解生成相对分子质量较小的 ，最终水解得到 ，天然蛋白质水解的最终产物都是 。水解原理可表示为 。水解过程：蛋白质 。NH2COOH既能与酸反应又能与碱反应两性分子酸、碱或酶多肽氨基酸氨基酸二肽或多肽氨基酸答案(3)盐析概念：向蛋白质溶液中加入某些 如_溶液等，使蛋白质的 降低而从溶液中析出。特点：只改变了蛋白质的 ，而没有改变它们的 ，是_的过程。应用：多次盐析和溶解可以 。浓的无机盐溶液(NH4)2SO4、Na2SO4溶解度溶解度化学性质可逆分离、提纯蛋白质(4)变性概念：

6、在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的_发生改变的现象。影响因素：a.物理因素：、加压、搅拌、振荡、照射、等；b.化学因素：、乙醇、福尔马林、丙酮等。特点：变性会使蛋白质的结构发生变化，使其失去 ，在水中不能再溶解，是 过程。应用：利用蛋白质的变性原理可以对环境进行 ，还可以将动物的毛皮加工成皮革等。答案物理、化学性质和生理功能加热紫外线X射线强酸强碱重金属盐生理活性不可逆杀菌、消毒(5)颜色反应分子中含有 的蛋白质遇浓硝酸呈 ，蛋白质遇双缩脲试剂呈现 色。(6)蛋白质灼烧有 的气味。答案苯环黄色紫玫瑰烧焦羽毛相关视频3.蛋白质的空间结构(1)分类：按照蛋白质中多肽链本身及其之间的空间结构

7、，将蛋白质的结构层次分为四级。(2)四级结构 一级结构：氨基酸残基在蛋白质肽链中的排列顺序。其决定了_。二级结构：蛋白质分子中的肽链按一定的规律卷曲盘旋或折叠形成的特定的空间结构。三级结构：在二级结构的基础上，肽链按照一定的空间结构进一步盘曲折叠形成的更复杂的结构。四级结构：具有三级结构的多肽链按一定的空间排列方式结合在一起形成的聚集体结构。答案蛋白质生物活性议一议1.如何鉴别蛋白质？答案答案鉴别蛋白质的主要依据有：(1)有些蛋白质分子中有苯环存在，这样的蛋白质与浓硝酸反应时呈黄色。(2)蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味(常以此来区别毛纺物和棉纺物、合成纤维等)。2.如何分离提纯蛋白质？答案答案常

8、用盐析来分离提纯蛋白质。因为盐析是可逆的，在蛋白质溶液中加入浓的轻金属盐或铵盐溶液，蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，析出的蛋白质又能溶于水中，并不影响它原来的性质。答案答案3.医用酒精、84消毒液、紫外线等能杀菌消毒所依据的原理是什么？答案答案依据是它们能使细菌、病毒等生物蛋白质变性。4.在临床上急救Cu2、Pb2、Hg2等重金属盐中毒的病人时，为什么要求病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等？答案答案生鸡蛋、牛奶、豆浆中含有丰富的蛋白质，重金属离子破坏这些食物中的蛋白质，而减少对病人本身蛋白质的损伤。5.颜色反应与焰色反应有何区别？答案答案颜色反应：一般指在溶液中有明显颜色变化的化

9、学反应，如苯酚与FeCl3溶液反应呈紫色；淀粉遇碘呈蓝色；分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸呈黄色。焰色反应：是指某些金属及其化合物在无色火焰上灼烧时能使火焰呈现出一定的颜色。碱金属以及钙、锶、钡、铜等都能发生焰色反应。焰色反应属于物理变化。颜色反应和焰色反应都可用于物质的检验。答案答案三、酶与核酸1.酶(1)概念：酶是一类由 产生的、对生物体内的化学反应具有 作用的有机物，其中绝大多数是 。(2)催化特点：。具有高度的 。具有 作用。细胞催化蛋白质条件温和、不需加热专一性高效催化答案2.核酸核酸存在于一切生物体中，包括核糖核酸 和脱氧核糖核酸(DNA)两大类。DNA大量存在于细胞核中，是 的储存

10、和携带者，DNA的 决定了生物合成蛋白质的特定结构，并保证把这种特性遗传给下一代。RNA主要存在于 中，它们以DNA为模板而形成，将DNA的遗传信息翻译并表达成具有特定功能的蛋白质。(RNA)遗传信息结构细胞质议一议核酸在遗传学上有哪些重要作用？答案答案 DNA是核酸的一种，它不是蛋白质，但对遗传信息的储存、蛋白质的生物合成起决定性作用。分子中的两条单链沿同一根轴平行盘绕，形成右手双螺旋结构，碱基位于螺旋内侧，磷酸和脱氧核糖位于螺旋外侧，两条单链上的碱基之间严格遵循碱基互补配对规律。RNA以DNA为模板而形成，将DNA的遗传信息翻译并表达形成具有特定功能的蛋白质。返回答案一、氨基酸的缩合反应重

11、点难点探究1.两分子间缩合2.分子间或分子内缩合成环3.缩聚成多肽或蛋白质氨基酸的缩合机理 ，脱去一分子水后形成肽键()。当多肽或蛋白质水解时断裂肽键上的“CN”键。特别提醒解析答案例1根据最近的美国农业研究杂志报道，美国科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为 ，则下列说法不正确的是()A.半胱氨酸属于氨基酸B.半胱氨酸是一种两性化合物C.两分子半胱氨酸脱水形成的二肽的结构简式为 D.与NaOH溶液加热时可放出一种碱性气体解析解析由题目给出的半胱氨酸的结构简式可知，氨基在羧基邻位碳原子上，所以属于氨基酸；因为氨基为碱性基团，羧基

12、为酸性基团，所以半胱氨酸是一种两性化合物；两分子半胱氨酸脱水形成二肽应是氨基与羧基反应的结果，其结构简式为 ；因为 是氨基酸的铵盐，电离生成的铵根离子与氢氧根离子反应，加热会放出氨气。答案答案C(1)天然蛋白质水解的最终产物是氨基酸，氨基酸分子中共有的官能团是NH2和 COOH。(2)所有的铵盐都能与碱反应，加热放出氨气。(3)由n个氨基酸分子发生成肽反应，生成多肽时，会生成(n1)个水分子和(n1)个肽键。解题反思变式训练1A、B、C、D 4种含氮的化合物分子式分别为C2H7O2N、C2H5O2N、C3H7O2N、C2H5O2N，A、B、C都能与强酸、强碱反应，D则不能。又知C为天然蛋白质水

13、解的产物。请回答下列问题。(1)写出下列物质的结构简式：A_、B_、C_、D_。解析答案解析解析能和强酸、强碱反应的含氮化合物有铵盐、氨基酸，A分子中含氢多，推知A是铵盐，即CH3COONH4。B为 ，C为氨基酸，则C为 。D符合氨基酸的通式，但不与强酸、强碱反应，应为硝基化合物，即CH3CH2NO2。答 案 答 案 C H3C O O N H4 H2N C H2C O O H CH3CH2NO2(2)B和C混合，在一定条件下发生反应，生成的只含一个“CONH”键的链状有机物共有_种。解析解析H2NCH2COOH和 形成的二肽有4种，其结构如下：、。4解析答案二、蛋白质的性质1.蛋白质的水解在

14、酸、碱或酶的作用下，肽键断裂，碳原子连接羟基，氮原子连接氢原子。n肽完全水解生成(n1)个氨基酸分子。2.盐析、变性和渗析的比较 盐析变性渗析原理根据盐溶液对蛋白质溶解度的影响，加入无机盐，使蛋白质从溶液中析出一定条件下，使蛋白质凝聚失去原有的生理活性根据分散质粒子直径大小，利用半透膜分离胶粒与小分子和离子条件浓的盐溶液(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等溶液加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、乙酸、乙醇、苯酚、丙酮等胶体、半透膜、水变化物理变化化学变化物理变化特点可逆，蛋白质仍保持原有活性不可逆，蛋白质失去原有活性可逆，需多次换水用途分离提纯蛋白质消毒、灭菌，如给果树除虫使用

15、波尔多液，保存动物标本除杂，如除去淀粉溶液中的NaCl杂质1.蛋白质的分离与提纯(1)常用盐析法分离提纯蛋白质，因为盐析是可逆的。(2)可用渗析法除去蛋白质溶液(属于胶体)中的杂质离子，因为蛋白质属于高分子化合物，不能透过半透膜，而离子可以通过。2.蛋白质的颜色反应不是所有的蛋白质都能发生颜色反应，只有结构中含有苯环的才能遇浓HNO3呈黄色。特别提醒3.蛋白质的检验加浓HNO3溶液显黄色或灼烧有烧焦羽毛气味。4.有机物的水解能水解的有机物有卤代烃、酯、低聚糖和多糖、油脂、蛋白质、多肽等。解析答案例2瑞典皇家科学院宣布，包括美籍华裔科学家钱永健在内的3名科学家获得2008年度诺贝尔化学奖。帮助他

16、们获奖的是能发出鲜艳绿色的绿色荧光蛋白GFP(Green Fluoresent Protein的英文名称的缩写)，下列对GFP的结构和性质预测错误的是()A.GFP可以溶于水，且其水溶液可以通过滤纸B.为了防止GFP变质，可以培养在福尔马林溶液中C.GFP在一定条件下会发生水解，且水解产物一定只有氨基酸D.灼烧GFP会产生烧焦羽毛的气味解析解析GFP是一种天然蛋白质，天然蛋白质水解产物是氨基酸，C正确；蛋白质是天然高分子化合物，其水溶液是胶体，可以通过滤纸，A正确；灼烧蛋白质时会产生烧焦羽毛的特殊气味，D正确；福尔马林溶液的主要成分是甲醛(HCHO)，它能使GFP变性，结构发生变化，B错误。答

17、案答案B蛋白质盐析和变性的原理盐析是因为某些浓盐改变了蛋白质的溶解度，是物理变化，蛋白质的结构和生理活性没变，是可逆过程。变性是因为在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的物理、化学性质和生理功能发生了改变，是不可逆过程。解题反思变式训练2(1)从鸡蛋白的溶液中提取蛋白质的方法有_和_。解析解析提取蛋白质的方法有两种：盐析和渗析。(2)鸡蛋变质时，常闻到有刺激性气味的气体，该气体主要是_，说明蛋白质中含有_元素。解析解析蛋白质变质分解放出H2S气体，H2S有臭鸡蛋气味。(3)蛋白质溶液中含杂质Cl，有人用滴加AgNO3溶液的方法除Cl，这样操作错误的原因是_。除去Cl的方法是_。解析解析Ag

18、能使蛋白质变性凝结，且Ag与Cl结合成AgCl沉淀，二者无法分离，蛋白质溶液是胶体，其中的Cl可用渗析的方法除去。盐析渗析H2S硫Ag能使蛋白质变性凝结，无法与AgCl沉淀分离渗析解析答案(4)浓HNO3溅到皮肤上，使皮肤呈_色，这是由于浓HNO3和蛋白质发生了_反应的缘故。解析解析蛋白质与浓HNO3发生颜色反应。(5)鉴定一种物质的成分是真丝还是人造丝，可取一小块进行_，这是因为_。解析解析人造丝属于人造纤维，采用灼烧区别真丝和人造丝。解析答案黄颜色灼烧真丝的主要成分是蛋白质，有烧焦羽毛的气味(6)现有淀粉和蛋白质胶体的混合液，要把蛋白质和淀粉分离开，可进行的操作是_，要检验其中蛋白质的存在

19、，可取混合液体少许，向其中加入1 mL_，加热至沸腾，溶液中生成_，说明蛋白质存在。解析解析利用颜色反应鉴别蛋白质，利用盐析法分离蛋白质和淀粉溶液。向溶液中加入适量(NH4)2SO4或Na2SO4溶液，使蛋白质盐析变成沉淀，过滤，分离出蛋白质浓硝酸黄色沉淀返回解析答案 随堂达标检测1.四种化合物：NaHCO3、Al(OH)3、(NH4)2S、H2NCH2COOH，其中能与盐酸和NaOH溶液都反应的是()A.只有 B.只有C.只有 D.D答案2.一种二肽的结构简式为 ，合成这种二肽的氨基酸是()解析答案解析解析本题主要是考查成肽反应的断键、成键位置：，所以，合成这种二肽的氨基酸应该是。答案答案D

20、解析答案3.下列关于蛋白质的说法不正确的是()A.蛋白质是由多种氨基酸加聚而生成的天然高分子化合物B.通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性C.浓的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出，加水后析出的蛋白质又溶解D.鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法解析解析氨基酸生成蛋白质发生的是脱去水分子的缩聚反应而不是加聚反应，故A项错误；无论何种形式的消毒，其原理都是使细菌中的蛋白质变性而失去原有的生理活性(死亡)，故B项正确；盐析不能使蛋白质变性，故C项正确；“人造丝”的成分是纤维素，灼烧时没有烧焦羽毛的气味，故D项正确。答案答案A解析答案4.我国首例以成体

21、体细胞作为核体的“克隆猪”技术已取得成功。“克隆猪”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.酶是具有催化作用的蛋白质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.酶只有在强酸性或强碱性条件下才能发挥作用解析解析酶在强酸或强碱性条件下会发生变性，失去催化作用。D5.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%)浸泡植物种子答案A6.在下列物质中：K2SO4HCHOMgSO4 Hg(NO3)2NH4ClKOH，能使蛋白质变性的是_，能使蛋白质发生盐析的是_。解析解析HCHO属于有机物，Hg(NO3)2是重金属盐，KOH为强碱，都会使蛋白质变性。K2SO4、MgSO4是轻金属盐，NH4Cl是铵盐，不会使蛋白质变性，但可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质发生盐析。解析答案7.酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸，它的结构简式为(1)酪氨酸能发生的化学反应类型有_(填字母)。A.取代反应 B.还原反应C.酯化反应 D.中和反应答案ABCD(2)已知氨基不能与碱反应，写出酪氨酸与足量的NaOH溶液反应的化学方程式：_ 。返回答案