发布时间 : 星期日 文章（精品）（鲁科版）化学选修五：2.4.3《氨基酸和蛋白质》学案(2)更新完毕开始阅读
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第3课时 氨基酸和蛋白质
[学习目标定位] 1.知道氨基酸、蛋白质的结构特点和性质。2.知道氨基酸、多肽和蛋白质及三者之间的关系，认识人工合成多肽、蛋白质、核酸的意义及在生命科学发展中的重要作用。3.知道酶的催化作用及特点。
1．蛋白质是一类非常重要的含氮生物高分子化合物，其相对分子质量从几万到几千万。它是由C、O、H、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。
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，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。 (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。
3．蛋白质是由不同氨基酸按不同的排列顺序互相结合而构成的高分子化合物。因此可以说氨基酸是蛋白质的基石。蛋白质分子里含有未缩合的羧基(—COOH)和氨基(—NH2)。
4．天然的氨基酸均为无色晶体，熔点较高，能溶于强酸或强碱溶液中，大部分能溶于水，难溶于乙醇、乙醚。
探究点一 氨基酸和多肽
1．分析下列氨基酸的分子结构，回答问题：
(1)从结构上看，氨基酸可以看作是羧酸分子中烃基上的H原子被氨基取代的产物。 (2)氨基酸分子中含有的官能团是氨基和羧基，属于取代羧酸。
2．氨基酸分子中含有酸性官能团—COOH，碱性官能团—NH2。氨基酸既能跟酸反应生成盐，又能跟碱反应生成盐。
(1)写出甘氨酸与盐酸反应的化学方程式
(2)写出甘氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式
3．羧基与氨基可以发生像酯化反应那样的脱水反应，形成肽键“
”(酰氨键)。
(1)两分子的丙氨酸在酸或碱的作用下，脱去一分子的水。写出反应的化学方程式
该反应中，羧基的断键位置是碳氧单键。
(2)氨基酸在酸或碱存在的条件下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含有肽键(—CONH—)的化合物，叫做成肽反应，成肽反应是分子间脱水反应，属于取代反应。
(3)由两个氨基酸分子脱水缩合而成的含有一个肽键的化合物叫二肽。由三个或三个以上氨基酸分子脱水缩合而成的，含多个肽键的化合物称为多肽。
(4)分析下图多肽链属于四肽，形成该化合物的氨基酸有4种，含有肽键的数目是3。
[归纳总结]
(1)氨基酸是一种两性化合物，常以两性离子形式存在：
(2)多种氨基酸分子按不同的排列顺序以肽键相互结合，可以形成千百万种具有不同的理化性质和生理活性的多肽链。相对分子质量在10 000以上的，并具有一定空间结构的多肽，称为蛋白质。
(3)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。 [活学活用]
1．甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下发生缩合反应生成二肽的化合物共有( ) A．4种 B．3种 C．2种 D．1种 答案 A
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，总共4种。
2．下列结构片断的蛋白质在胃中水解时，不可能产生的氨基酸是( )
答案 C
解析 蛋白质水解时化学键断裂的部位是肽键()中的碳氮键：
然后在羰基的部位补充(—OH)，氮原子的部位补充氢原子。 探究点二 蛋白质和酶 1．蛋白质的结构
(1)蛋白质是由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；相对分子量一般在10_000以上，有的高达数千万，是天然高分子化合物。 任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有独特而稳定的结构。
(2)蛋白质分子特定的空间结构：蛋白质分子中α-氨基酸分子间脱水缩合形成多肽时的线性排列顺序，构成了蛋白质的一级结构。
在一条多肽链中，不相邻的碳氧双键和氮氢键之间可以生成氢键，使多肽链具有规则的结构，这就构成了蛋白质的二级结构。
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生成氢键、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。它们是蛋白质分子的最高级结构。 (3)蛋白质的性质不仅取决于多肽链氨基酸的种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。
2．蛋白质的性质
(1)蛋白质是由多个氨基酸发生成肽反应形成的，在多肽链的两端存在着自由的氨基和羧基，侧链中也有酸性或碱性基团，所以蛋白质与氨基酸一样具有两性，能与酸或碱反应。 (2)蛋白质能水解。天然蛋白质水解的产物为α-氨基酸。 (3)蛋白质的其他性质
①显色反应：向盛有3 mL鸡蛋清溶液的试管里滴入几滴浓硝酸，观察到的现象是鸡蛋清遇浓硝酸变黄色。实验结论：浓硝酸可使某些蛋白质显黄色，常用此反应来鉴别蛋白质。 ②蘸取少量鸡蛋清或取一根头发，放在酒精灯上灼烧，可闻到烧焦羽毛的特殊气味。常用此反应区分毛料纤维与合成纤维。 ③蛋白质的盐析
按下列实验操作完成实验：
实验现象：加入饱和(NH4)2SO4或Na2SO4溶液，试管内蛋白质均产生沉淀，加蒸馏水后沉淀溶解。
结论：少量的盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等]能促进蛋白质溶解，但当盐溶液浓度较大时，则会使蛋白质溶解度降低而从溶液中析出，这样析出的蛋白质在继续加水时仍能溶解，并不影响原来蛋白质的生理活性，这种作用称为盐析。
蛋白质的盐析是一个可逆过程，采用多次盐析和溶解可分离提纯蛋白质。 ④蛋白质的变性
按下列实验操作完成实验： 实验操作Ⅰ：