資源簡介

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化 學
通用類
主題六 常見生物分子及
合成高分子化合物
6.2 蛋白質(zhì)
主題六 常見生物分子及合成高分子化合物 6.2 蛋白質(zhì)
學習目標
1.認識氨基酸、蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)特點和主要性質(zhì)，知道氨基酸、蛋白質(zhì)的重要應用。
2.知道氨基酸與蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化關系，認識氨基酸的兩性、顏色反應。理解蛋白質(zhì)的鹽析、變性的區(qū)別，學會蛋白質(zhì)的檢驗方法。
3.了解氨基酸、蛋白質(zhì)在人類健康與生命活動中所發(fā)揮的重要作用，了解人工合成結(jié)晶牛胰島素的研究過程，知道中國科學家對化學學科發(fā)展與技術進步所做出的巨大貢獻，激發(fā)愛國主義情懷和為中華民族偉大復興而奮斗的使命感。
情境與問題
1965年9月17日，我國科學家在人工合成生物質(zhì)的探究中取得重大突破，在世界上首次人工方法合成出了一種活性蛋白質(zhì)——結(jié)胰島素（圖6-2-1）。那么，為什么活性蛋自質(zhì)的成功合成對于生命而言具有劃時代意義？
我國科學家成功合成結(jié)晶牛胰島素
情境與問題
恩格斯指出：“生命是蛋白質(zhì)的存在方式”。蛋白質(zhì)存在于一切生物體中，它是生物體組織中最重要的組成部分，是生命活動的物質(zhì)基礎，一切生命現(xiàn)象和生理活動都離不開蛋白質(zhì)。胰島素是蛋白質(zhì)的一種，是人體胰腺細胞分泌的一種激素，是人體中唯一可降血糖的激素。
生活中常見的富含氨基酸和蛋白質(zhì)食物
一.氨基酸
下圖是來自蛋白質(zhì)的幾種常見氨基酸的分子結(jié)構(gòu)。請以小組為單位，梳理并認識它們的結(jié)構(gòu)特點。
觀察與認知
蘇氨酸
酪氨酸
色氨酸
苯丙氨酸
一.氨基酸
羧酸分子中烴基上的氫原子被氨基（—NH2）取代后的化合物， 稱為氨基酸。羧酸分子中 碳原子上的氫原子被氨基（—NH2）取代而生成的氨基酸稱為 氨基酸。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸幾乎都是 氨基酸。
α-碳原子
一.氨基酸
1.氨基酸的命名和分類
氨基酸多按其來源或性質(zhì)來命名，例如，甘氨酸是因為有甜味而得名；天門冬氨酸是因為最初來源于天門冬的幼苗而得名。
按系統(tǒng)命名法，以羧酸為母體，氨基為取代基，稱為氨基某酸，氨基的位置用 、 （或1、2）等標在氨基酸名稱前面。例如：
纈氨酸（ 氨基 甲基丁酸或2 氨基 3 甲基丁酸）
一.氨基酸
1.氨基酸的命名和分類
氨基/羧基數(shù)目
結(jié)構(gòu)
氨基酸
分類
酸堿性
脂肪族氨基酸
芳香族氨基酸
雜環(huán)氨基酸
中性氨基酸
酸性氨基酸
堿性氨基酸
一氨基一羧基酸
一氨基二羧基酸
二氨基一羧基酸
一.氨基酸
氨基酸是無色晶體，一般易溶于水，難溶于有機溶劑。有些氨基酸有甜味，但也有無味甚至苦味的。例如，味精（谷氨酸的鈉鹽）有鮮味。氨基酸的熔點一般為200 ~ 300 ℃。
2.氨基酸的性質(zhì)
操作1：在試管中加入2 mL 1%的甘氨酸溶液，并滴入2 ～ 3滴甲基橙試液，觀察溶液顏色；再向試管中逐滴加入0.1 mol/L的NaOH溶液，觀察并比較溶液顏色變化。 然后向試管中逐滴加入0. 1mol/L的HCl，觀察并比較現(xiàn)象。
操作2：在試管中加入1 mL 1%的甘氨酸溶液，滴入2 ～ 3滴水合茚三酮溶液，水浴加熱，觀察并比較現(xiàn)象。
實驗探究：氨基酸的性質(zhì)
一.氨基酸
2.氨基酸的性質(zhì)
實驗步驟 顏色變化
NaOH
HCl
水合茚三酮
橙色→黃色
黃色→紅色
藍紫色溶液
一.氨基酸
2.氨基酸的性質(zhì)
化學性質(zhì)
檢驗：與水合茚三酮反應，可生成藍紫色的溶液
兩性：氨基呈堿性，羧基呈酸性，在溶液中存在如下平衡
一.氨基酸
2.氨基酸的性質(zhì)
兩分子α-氨基酸的氨基和羧基發(fā)生脫水反應形成的化合物稱為二肽，許多個α-氨基酸分子通過肽鍵連接而成的化合物稱為多肽。試參照下圖，分別寫出甘氨酸、丙氨酸生成二肽的反應方程式，并以此為基礎認識多肽的形成。
二肽的形成過程
二.蛋白質(zhì)
分子量大于10 000，具有一定空間結(jié)構(gòu)的多肽稱為蛋白質(zhì)。
所有的蛋白質(zhì)都含有碳、氫、氧、氮 4 種元素。有些蛋白質(zhì)還含有硫、磷、鐵、銅、錳、鋅和碘元素等。氮元素被稱為蛋白質(zhì)的特征元素，各種蛋白質(zhì)含氮量都比較接近，一般為15％ ~ 17％，平均為16％（質(zhì)量分數(shù)）。
即每克氮相當于6.25 g蛋白質(zhì)。 6.25 稱為蛋白質(zhì)系數(shù)。
二.蛋白質(zhì)
觀察與認知
蛋白質(zhì)是由幾十到幾百甚至幾千個 氨基酸分子脫水縮合，相互連接起來的生物大分子化合物，結(jié)構(gòu)復雜。下圖所示為蛋白質(zhì)的各級結(jié)構(gòu)，觀察這些結(jié)構(gòu)，上網(wǎng)查閱資料，小組討論蛋白質(zhì)的特殊功能和活性主要取決于什么？并總結(jié)蛋白質(zhì)的分類。
二.蛋白質(zhì)
1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分類
蛋白質(zhì)有一、二、三、四級結(jié)構(gòu)。
其中，二、三、四級結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。
根據(jù)分子形狀，蛋白質(zhì)可分為球狀蛋白質(zhì)和纖維狀蛋白質(zhì)；
根據(jù)分子組成，蛋白質(zhì)可分為單純蛋白質(zhì)和結(jié)合蛋白質(zhì)；
根據(jù)蛋白質(zhì)的功能不同，蛋白質(zhì)還可分為活性蛋白質(zhì)和非活性蛋白質(zhì)。
只由氨基酸組成的蛋白質(zhì)稱為單純蛋白質(zhì)。由單純蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)分子（輔基）結(jié)合而成的蛋白質(zhì)稱為結(jié)合蛋白質(zhì)。
二.蛋白質(zhì)
2.蛋白質(zhì)的性質(zhì)
操作1：取1支試管，加入1 mL蛋白質(zhì)溶液，再逐滴加入飽和(NH4)2SO4溶液，振蕩，觀察是否出現(xiàn)沉淀；取少量沉淀物加入另一支試管中，向試管中加入蒸餾水，振蕩，觀察現(xiàn)象。
實驗探究：蛋白質(zhì)的性質(zhì)
蛋白質(zhì)溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液時會析出沉淀，該沉淀加蒸餾水時會恢復原狀。即該過程可逆。
用大量電解質(zhì)使蛋白質(zhì)從溶液中聚沉的過程叫鹽析。鹽析作用是可逆的，用鹽析法可以分離和提純蛋白質(zhì)。
二.蛋白質(zhì)
2.蛋白質(zhì)的性質(zhì)
操作2：取1支試管，加入1 mL蛋白質(zhì)溶液，再逐滴加入CuSO4溶液，振蕩，觀察是否出現(xiàn)沉淀；取少量沉淀物加入另一支試管中，向試管中加入蒸餾水，振蕩，觀察現(xiàn)象并與操作1中現(xiàn)象堿性比較。
操作3：向試管中加入2 mL蛋白質(zhì)溶液，于酒精燈火焰上加熱，觀察現(xiàn)象；待試管冷卻后，取少量沉淀物加入另一支試管中，向試管中加入蒸餾水，振蕩，觀察現(xiàn)象。
實驗探究：蛋白質(zhì)的性質(zhì)
蛋白質(zhì)溶液中加入CuSO4溶液或加熱時會析出沉淀，該沉淀加入蒸餾水后不溶解。即該過程不可逆。
二.蛋白質(zhì)
2.蛋白質(zhì)的性質(zhì)
蛋白質(zhì)受到某些物理因素或化學因素的影響，而引起蛋白質(zhì)的生物學功能喪失和某些理化性質(zhì)的改變，這種現(xiàn)象叫蛋白質(zhì)的變性。
能使蛋白質(zhì)變性的因素很多。化學因素有強酸、強堿、重金屬鹽等；
物理因素有加熱、高壓、強烈振蕩、紫外線照射等。
變性后的蛋白質(zhì)，溶解性降低，凝結(jié)或產(chǎn)生沉淀。
蛋白質(zhì)的變性一般是不可逆的。
二.蛋白質(zhì)
知識拓展
為了防止疫苗、抗血清等蛋白質(zhì)變性，通常須將它們保存在低溫、干燥或避光等條件下。
臨床上用消毒酒精、蒸煮或高壓、紫外線照射等方法進行消毒、滅菌。
農(nóng)業(yè)上用福爾馬林、波爾多液殺菌，防治病害，其原理就是使細菌的蛋白質(zhì)變性，而失去其生理活性。
臨床上解救重金屬鹽( Cu2+ 、Pb2+ 、 Hg2+等）中毒病人時，可先洗胃，再口服大量生雞蛋、牛奶或豆?jié){，使之與重金屬離子結(jié)合，減少機體蛋白質(zhì)和重金屬離子的結(jié)合。
二.蛋白質(zhì)
2.蛋白質(zhì)的性質(zhì)
操作4：取1支試管，加入2 mL蛋白質(zhì)溶液，然后逐滴加入1 mL濃硝酸，微熱，觀察現(xiàn)象。
操作5：向盛有1 mL蛋白質(zhì)溶液的試管中，加入2 mL 10%的NaOH溶液，再滴入3 ~ 5滴2%的CuSO4溶液，不斷振蕩，觀察現(xiàn)象.
操作6：向盛有2 mL蛋白質(zhì)溶液的試管中，滴入5滴0.1%的水合茚三酮溶液，加熱至沸，觀察現(xiàn)象。
實驗探究：蛋白質(zhì)的性質(zhì)
蛋白質(zhì)溶液中加入濃硝酸、雙縮脲試劑、水合茚三酮溶液時分別生成黃色沉淀、紫色溶液和藍紫色溶液。
可用于檢驗蛋白質(zhì)。
實踐活動
在組成人體蛋白質(zhì)的20種α-氨基酸中，有8種α-氨基酸是人體自身不能合成而必須從食物中攝取的，稱為營養(yǎng)必需氨基酸。含有這8種必需氨基酸的蛋白質(zhì)稱為完全蛋白質(zhì)。請查閱資料，了解哪些食物富含這些必需氨基酸，了解氨基酸、蛋白質(zhì)與人類健康的關系。最后，結(jié)合“中國居民平衡膳食寶塔圖”提出家庭合理膳食的建議，并將這些建議制作成演示文稿在班級交流。
中國居民平衡膳食寶塔
【跟蹤檢測】
1．我國科學家為人類科技發(fā)展作出了巨大貢獻。下列成果研究的物質(zhì)屬于蛋白質(zhì)的是
A．提取抗瘧疾青蒿素
B．酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸
C．合成結(jié)晶牛胰島素
D．CO2人工合成淀粉
【答案】C
【跟蹤檢測】
2．下列物質(zhì)中屬于氨基酸的是
A．CH3CH2COOH B．
C． D．
【答案】D
【跟蹤檢測】
3．下列說法正確的是
A．蔗糖在稀硫酸中充分水解后再加入銀氨溶液并水浴加熱，一定可得到銀鏡
B．氨基酸、肽類物質(zhì)及蛋白質(zhì)均可與酸、堿溶液發(fā)生反應
C．糖精是糖中精華，是最甜的一種糖
D．氨基酸不能溶解于水、乙醇、乙醚等溶劑
【答案】B
【跟蹤檢測】
4．區(qū)分淀粉溶液、雞蛋清溶液、葡萄糖溶液時，下列試劑和現(xiàn)象與之分別對應的是
試劑：①新制Cu(OH)2懸濁液②碘水③濃硝酸
現(xiàn)象：a．變藍色b．生成磚紅色沉淀c．微熱，產(chǎn)生黃色沉淀
A．②-a、①-c、③-b B．③-a、②-c、①-b
C．②-a、③-c、①-b D．②-c、③-a、①-b
【答案】C
【跟蹤檢測】
5．下列關于蛋白質(zhì)的敘述中不正確的是
A．蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì)
B．蛋白質(zhì)溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液，蛋白質(zhì)會析出，再加水重新溶解
C．重金屬鹽會使蛋白質(zhì)變性，所以吞服“鋇餐”會使人中毒
D．濃硝酸濺在皮膚上使皮膚呈黃色，這是由于蛋白質(zhì)和濃硝酸發(fā)生了顯色反應
【答案】C
/作業(yè)布置/
業(yè)精一分汗禾滴，愛心一顆花萬朵。
P208，1.2.3
第二節(jié)
蛋白質(zhì)
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