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專題8　有機化合物的獲得與應用
第二單元　食品中的有機化合物
第五課時　蛋白質和氨基酸
1．掌握蛋白質的組成和主要性質。2．掌握氨基酸的結構和性質。3．了解蛋白質在日常生活中的應用。
學習理解
01
課時分層練
04
目錄
CONTENTS
探究應用
02
總結提升
03
學習理解
一、蛋白質
1．存在、作用和組成
(1)存在：蛋白質是組成______的基礎物質。動物的______、_____以及在人體新陳代謝中起催化作用的_____、運輸氧氣的___________、引起疾病的_______和_______、抵抗疾病的_______中都含有蛋白質。
(2)作用：一切重要的生命現象和生理機能都與蛋白質密切相關，不同結構的蛋白質其生理功能也不同，沒有_________就沒有生命。
(3)組成：蛋白質是一類結構非常復雜、相對分子質量很大(幾萬到幾千萬)的________化合物，由______________________等元素組成。
細胞
肌肉
毛皮
酶
血紅蛋白
細菌
病毒
抗體
蛋白質
高分子
碳、氫、氧、氮、硫
2．性質
(1)鹽析
①概念：在蛋白質溶液中加入某些濃的無機鹽溶液，可使蛋白質的溶解度_______而析出，這一過程稱為鹽析。
②條件：濃的____________溶液或_________溶液等。少量的無機鹽能促進蛋白質的溶解。
③特點：鹽析是可逆過程，繼續加水時，能使沉淀溶解，不影響蛋白質的生理活性。
④應用：可用來分離、提純蛋白質。
降低
(NH4)2SO4
Na2SO4
(2)變性
①條件：在_______、______、______、__________、________、___________ (36%～40%甲醛溶液)作用下，蛋白質原有的__________或__________會發生改變，其生理功能也會隨之改變，這種變化稱為蛋白質的變性。
②特點：蛋白質的變性是________的化學變化過程。
③應用：利用這一性質進行殺菌消毒。
(3)水解
①蛋白質在酸、堿或酶的作用下能發生水解，最終產物是各種小分子的______。
②天然蛋白質水解的最終產物為α 氨基酸。
加熱
強酸
強堿
重金屬鹽
紫外線
福爾馬林
化學組成
空間結構
不可逆
氨基酸
二、氨基酸
1．常見氨基酸的結構簡式
甘氨酸(氨基乙酸)：_________________________________；
丙氨酸(α 氨基丙酸)：________________________________；
谷氨酸(α 氨基戊二酸)：_______________________________。
2．結構特點
(1)α 氨基酸分子中，氨基連在________________________。
(2)氨基酸分子中含有________________和______________兩種官能團。
3．化學性質
離羧基最近的碳原子上
羧基(—COOH)
氨基(—NH2)
酸
堿
多肽
蛋白質
三、酶
(1)絕大多數酶是_________。
(2)酶除具有蛋白質的性質外，還具有很強的催化作用。酶的催化特點：____________；__________；__________。
蛋白質
條件溫和
專一性
高效性
判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)蛋白質和氨基酸都是高分子化合物。(　　)
(2)濃無機鹽溶液使蛋白質發生變性。(　　)
(3)CuSO4溶液使蛋白質發生鹽析。(　　)
(4)氨基酸只有酸性。(　　)
(5)溫度越高，酶的催化效能越強。(　　)
(6)酶只有在強酸、強堿條件下才能發揮其作用。(　　)
×
×
×
×
×
×
探究應用
我國科學家于1965年在世界上首次完成了具有生命活力的蛋白質——結晶牛胰島素的合成，對蛋白質的研究做出了重要貢獻。
[問題探究]
1．氨基酸是蛋白質的基本組成單位，其中甘氨酸和苯丙氨酸
的結構簡式如下，二者分子中都含有什么官能團？其結構有什么共
同點？
提示：二者分子中都含有氨基(—NH2)和羧基(—COOH)，兩個官能團都連在同一個碳原子上，都屬于α 氨基酸。
2．如何鑒別絲織品和棉織品？
3．在生物實驗室里，常用甲醛溶液(俗稱福爾馬林)保存動物標本。在農業上，可以用硫酸銅、生石灰和水制成波爾多液來防止農作物病害。其原理是什么？
提示：可以用燃燒法，絲織品的主要成分是蛋白質，燃燒時有燒焦羽毛氣味，而棉織品的主要成分是纖維素，燃燒時沒有此氣味。
提示：細菌和病毒的主要成分為蛋白質，使用化學試劑，如醫用酒精、甲醛、重金屬鹽(硫酸銅)等，能使蛋白質發生變性，從而使細菌或病毒的蛋白質失去生理活性，達到殺菌消毒的目的。
知識點一　蛋白質的組成與性質
1．蛋白質的鹽析與變性比較
鹽析 變性
含義 蛋白質溶液中加某些濃無機鹽溶液，會使其溶解度降低而析出 蛋白質在某些條件下原有化學組成或空間結構發生變化，喪失生理功能
條件 輕金屬鹽及銨鹽的濃溶液 受熱、紫外線、強酸、強堿、強氧化劑、重金屬鹽、甲醛、酒精、苯酚等有機物
實質 物理變化(溶解度降低) 化學變化(結構、性質改變)
過程 可逆 不可逆
用途 分離、提純蛋白質 殺菌、消毒等
2．蛋白質的特征反應
(1)顏色反應：某些(含有苯環的)蛋白質跟濃硝酸作用會變為黃色，如向雞蛋清溶液里滴入濃硝酸，會產生黃色沉淀。顏色反應可用于檢驗蛋白質。
(2)灼燒：蛋白質灼燒時會產生燒焦羽毛的氣味。灼燒也可用于蛋白質的鑒別(如區別羊毛織物和化纖織物)。
1．下列關于蛋白質的敘述中不正確的是(　　)
A．向蛋白質溶液里加入飽和硫酸銨溶液，有白色沉淀析出，再加水，沉淀溶解
B．加熱蛋白質溶液，冷卻后蛋白質恢復生理功能
C．誤食硫酸鋇不會使人中毒
D．濃硝酸濺到皮膚上，使皮膚呈黃色是由于濃硝酸和蛋白質發生了顏色
反應
解析：加熱蛋白質溶液，蛋白質發生變性，不能恢復生理功能，B錯誤。
2．下列關于蛋白質的敘述中，錯誤的是(　　)
A．蛋白質是一種高分子化合物
B．蛋白質水解的最終產物是氨基酸
C．灼燒某白色紡織品有燒焦羽毛的氣味，則可說明此紡織品不是人造絲
D．人的皮膚上不慎沾染濃硝酸后變黃色是物理變化
解析：蛋白質的顏色反應是化學變化，D錯誤。
知識點二　氨基酸的性質
1．兩性
氨基酸具有兩性，既能與酸反應，又能與堿反應，如：
2．縮合反應
2個氨基酸分子間失去1分子H2O而形成的含有1個肽鍵的化合物稱為二肽，由很多個氨基酸分子失水可形成多肽，再經過一系列復雜的變化，構成蛋白質。
3．甘氨酸和丙氨酸混合，在一定條件下發生縮合反應生成的二肽化合物共有(　　)
A．4種 B．3種
C．2種 D．1種
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種，兩者交叉形成的二肽有兩種，共4種。
4．已知谷氨酸的結構簡式為 ，下列說法不正確的是(　　)
A．1 mol谷氨酸能與2 mol NaOH發生反應
B．谷氨酸分子中的—NH2表現堿性
C．谷氨酸分子之間不能發生反應
D．谷氨酸分子間能發生脫水縮合反應
解析：1 mol谷氨酸含有2 mol羧基，能與2 mol NaOH發生反應，A正確；谷氨酸分子中既含有氨基又含有羧基，其中的—NH2表現堿性，羧基表現酸性，B正確；谷氨酸分子之間的氨基和羧基能發生脫水縮合反應，C錯誤，D正確。
總結提升
本課總結
自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
隨堂提升
1．2014年諾貝爾化學獎授予超高分辨率熒光顯微鏡的貢獻者。人類借助這種顯微鏡可以觀察到單個的蛋白質分子。下列有關敘述不正確的是(　　)
A．蛋白質中含有碳、氫、氧、氮等元素
B．蛋白質屬于高分子化合物
C．蛋白質可完全水解生成氨基酸
D．消毒過程中細菌蛋白質發生了鹽析
2．下列關于酶的敘述中，不正確的是(　　)
A．酶是糖類物質
B．大多數酶是蛋白質
C．酶是生物體內產生的催化劑
D．酶受到高溫或重金屬鹽作用時會變性
3．下列有關氨基酸的理解正確的是(　　)
A．氨基酸在人體中被分解，不能用于合成新蛋白質
B．氨基酸包括甘氨酸、色氨酸和丙氨酸三種
C．氨基酸的結構中一定含氨基和羧基，且氨基與羧基連在相鄰的碳原子上
D．氨基酸與強堿反應生成鹽類物質
解析：A項，氨基酸在人體中可合成新的蛋白質，錯誤。B項，氨基酸的種類有很多，不止三種，錯誤。C項，氨基酸的氨基與羧基也可以連在同一個碳原子上，如α 氨基酸，錯誤。D項，氨基酸分子中含羧基，可與強堿反應生成鹽類物質，正確。
4．蛋白質的四級結構如圖所示，下列說
法不正確的是(　　)
A．氨基酸脫水縮合形成肽鍵得到肽鏈
B．肽鏈之間存在氫鍵，使肽鏈盤繞或折
疊成特定空間結構
C．蛋白質也具有兩性，既能與酸反應，又能與堿反應
D．向蛋白質溶液中加入稀(NH4)2SO4溶液，能使蛋白質溶解度降低而析出
解析：向蛋白質溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液，能使蛋白質溶解度降低而析出，D錯誤。
5．大豆含有大量的蛋白質和脂肪，由大豆制作出來的菜肴很多，它是人體營養中最重要的補品。請回答下列問題：
(1)我們所吃的豆腐是一種_____。
A．蛋白質凝膠 B．純蛋白質
C．脂肪 D．淀粉
(2)點豆腐所采用的凝聚劑可以是_____。
A．石膏 B．硫酸鉀
C．氯化鋇 D．硫酸銅
A
A
(3)我們食用的大豆，最終補充給人體的主要成分是______。
A．氨基酸 B．蛋白質
C．多肽 D．糖類
(4)請寫出甘氨酸(H2N—CH2—COOH)與NaOH反應的化學方程式：________
________________________________________________________。
A
H2N—CH2—COOH＋NaOH―→H2N—CH2—COONa＋H2O
課時分層練
題號 1 2 3 4 5 6 7
難度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
對點 氨基酸的組成與結構 蛋白質的性質 蛋白質和纖維素的性質比較 蛋白質的性質 氨基酸與蛋白質的性質 肽的水解反應 氨基酸的結構與性質
題號 8 9 10 11 12 13 14
難度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★ ★★★
對點 酶的性質及作用 氨基酸的性質 蛋白質的結構與性質 與氨基酸有關的計算 與氨基酸有關的綜合考查 蛋白質的性質 氨基酸和蛋白質性質等的綜合考查
1．氨基酸是人體必需的一種營養物質，有一種氨基酸的分子式為C2H5NO2，下列有關敘述正確的是(　　)
A．該氨基酸分子的相對分子質量為75 g
B．該分子中碳、氫、氮、氧四種元素的原子個數比為2∶5∶1∶2
C．該氨基酸結構中含有—NO2
D．該分子由兩個碳元素、五個氫元素、一個氮元素和兩個氧元素構成
[學習·理解]
2．下列關于蛋白質的說法中不正確的是(　　)
A．蛋白質屬于天然有機高分子化合物，沒有蛋白質就沒有生命
B．HCHO溶液或(NH4)2SO4溶液均能使蛋白質變性
C．某些蛋白質跟濃硝酸作用會變黃
D．可以采用多次鹽析或多次滲析的方法分離、提純蛋白質
解析：濃的(NH4)2SO4溶液能使蛋白質發生鹽析，B錯誤。
3．棉花和羊毛都具有的性質是(　　)
A．遇濃硝酸顯黃色 B．灼燒后有燒焦羽毛的氣味
C．燃燒產物只有二氧化碳和水 D．在一定條件下能發生水解反應
解析：棉花的主要成分為纖維素，羊毛的主要成分為蛋白質，二者共同的性質是都能發生水解反應。“遇濃硝酸顯黃色、灼燒后有燒焦羽毛的氣味”是蛋白質的特征反應，蛋白質燃燒不僅生成二氧化碳和水，還生成含氮的物質、硫的氧化物等。
4．下列過程不屬于化學變化的是(　　)
A．在蛋白質溶液中，加入飽和硫酸銨溶液，有沉淀析出
B．皮膚不慎沾上濃硝酸而呈現黃色
C．在蛋白質溶液中加入硫酸銅溶液，有沉淀析出
D．用稀釋的福爾馬林溶液(0．1%～0．5%)浸泡植物種子
解析：在蛋白質溶液中加入飽和硫酸銨溶液，發生鹽析，析出的蛋白質的性質并無變化，即沒有新物質生成，不是化學變化。
5．下列對氨基酸和蛋白質的描述正確的是(　　)
A．向雞蛋清中加入食鹽，會使蛋白質發生鹽析
B．氨基酸和蛋白質遇重金屬離子均會變性
C．α 氨基丙酸與α 氨基苯丙酸混合物脫水成肽，只生成2種二肽
D．氨基酸溶于過量氫氧化鈉溶液中生成的離子，在電場作用下向負極移動
解析：氨基酸遇重金屬離子不會變性，B錯誤；α 氨基丙酸與α 氨基苯丙酸混合物脫水成肽，能生成4種二肽，C錯誤；氨基酸溶于過量NaOH溶液中生成的離子為陰離子，在電場作用下向正極移動，D錯誤。
6．分子式為C8H14N2O5的物質，經水解后得到丙氨酸和另一種氨基酸A，則A的分子式為(　　)
A．C5H7NO3 B．C5H9N2O5
C．C5H9NO2 D．C5H9NO4
解析：丙氨酸的分子式為C3H7NO2。根據原子守恒可知，C8H14N2O5＋H2O ―→C3H7NO2＋C5H9NO4。
7．如圖是某種只含有C、H、O、N元素的有機物的
簡易球棍模型。
請回答下列問題：
(1)該分子屬于氨基酸，其分子式為__________。
(2)在一定條件下，該分子可以通過化學反應生成__________(填“糖類”“油脂”或“蛋白質”)。
(3)在一定條件下，該分子可以與乙醇發生反應，請寫出該反應的化學方程式：
________________________________________________________________。
C3H7O2N
蛋白質
8．下列有關酶的說法中錯誤的是(　　)
A．酶是具有催化作用的物質，絕大多數酶是蛋白質
B．酶的催化作用具有選擇性和專一性
C．高溫或重金屬鹽能降低酶的活性
D．酶只有在強酸、強堿條件下才能發揮作用
[應用·實踐]
9．醫治脫毛、傷寒、神經痛、氣喘的胱氨酸的分子結構簡式為 ，下列關于胱氨酸的說法不正確的是(　　)
A．燃燒產物中有SO2 B．能發生酯化反應
C．可形成酸式鹽 D．不能與濃HNO3反應
解析：胱氨酸為二元酸，可形成酸式鹽；分子中的堿性基團氨基可與硝酸反應，D不正確。
10．綠色熒光蛋白GFP(Green Fluorescent Protein的英文名稱的縮寫)是一種相對分子質量較小的蛋白，最初是在水母中發現的，它可用于標記蛋白。下列對GFP的結構和性質預測肯定錯誤的是(　　)
A．GFP有可能溶于水，且其水溶液可以通過濾紙
B．為了防止GFP變質，可以將其培養在福爾馬林中
C．GFP在一定條件下會發生水解，且水解產物一定只有α 氨基酸
D．灼燒GFP會產生燒焦羽毛的氣味，GFP遇到濃硝酸可能變黃
解析：GFP是一種相對分子質量較小的蛋白質，有可能溶于水，其水溶液是膠體，可以通過濾紙，A正確；福爾馬林中含甲醛，它能使GFP變性，B錯誤；GFP是一種天然蛋白質，天然蛋白質水解產物是α 氨基酸，C正確；灼燒蛋白質時會產生燒焦羽毛的特殊氣味，含有苯環的蛋白質遇到濃硝酸會變黃，D正確。
11．某蛋白質充分水解后，能分離出有機物R，R可與等物質的量的KOH或HCl完全反應。3．75 g R可與50 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液完全中和，則R的結構簡式為(　　)
12．纈氨霉素(valinomycin)是一種脂
溶性的抗生素，是由12個分子組成的環狀
化合物，它的結構簡式如圖所示，下列有
關說法正確的是(　　)
A．纈氨霉素是一種蛋白質
B．纈氨霉素完全水解可得到四種氨基酸
C．纈氨霉素完全水解后的產物中有三種產物互為同系物
D．纈氨霉素完全水解，其中一種產物與甘油醛( )互為同分異構體
13．雞蛋中含有豐富的蛋白質，雞蛋清就是一種蛋白質，它的分子直徑為1～100 nm，具有某些膠體的性質。取新鮮雞蛋的雞蛋清溶于水制成水溶液，分裝于試管中，分別進行如下實驗，回答下列問題：
(1)向試管里緩慢地加入飽和的硫酸銨溶液，觀察到的現象是____________；再向試管里加入足量的蒸餾水，觀察到的現象是___________。
(2)向試管里緩慢地加入硫酸銅溶液，觀察到的現象是_____________；再向試管里加入足量的蒸餾水，觀察到的現象是______________。
有沉淀析出
沉淀溶解
有沉淀析出
沉淀不溶解
14．蛋白質在人體內的變化過程可以簡單地表示如下：
試回答下列問題：
(1)經過步驟①得到的有機物半胱氨酸(A)的分子式為C3H7NO2S，結構簡式為
，已知巰基(—SH)的酸性比較強。
[創新·提高]
①寫出A燃燒生成CO2、H2O、SO2和
N2的化學方程式：____________________
_____________________________。
②寫出A與強堿溶液反應的離子方程式：___________________________
________________________________________________________。
12CO2＋14H2O＋4SO2＋2N2
(2)尿素是人體蛋白質代謝的最終產物，已知某種蛋白質中氮元素的質量分數為15%，某成年人甲僅從食物中攝取蛋白質，經新陳代謝后，氮元素又完全變成尿素[CO(NH2)2]排出體外，測得甲每天排出的尿素為25 g，則甲每天需從食物中攝取的蛋白質至少有______ g。
77.8

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