最新高中化学蛋白质和核酸 精品.docx

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第三节蛋白质和核酸

●课标要求

知道蛋白质的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用。

●课标解读

1.明确蛋白质的官能团（肽键）、氨键、羧基的性质。

2．掌握蛋白质的特征反应，如变性、颜色反应，烧焦的气味。

3．了解蛋白质在生命活动中的重要应用。

●教学地位

蛋白质是人体需要的基本营养物质，在日常生活中具有重要的应用。

蛋白质的水解产物氨基酸的两性常作为高考的命题热点，尤其是成肽反应与生物学科联系密切。

●新课导入建议

在医院里用高温蒸煮、紫外线照射、喷洒消毒液，在伤口处涂抹酒精溶液等方法来杀菌、消毒。

你知道其中所依据的原理是什么？

●教学流程设计

课前预习安排：

看教材P86－92，填写【课前自主导学】，并交流完成【思考交流】。

⇒步骤1：

导入新课，本课时教学地位分析。

⇒步骤2：

对【思考交流】进行提问，反馈学生预习效果。

⇒步骤3：

师生互动完成【探究1】。

⇓

步骤7：

通过【例2】和教材P88～90“蛋白质的结构与性质”的讲解和研析，对“探究2渗析、盐析、变性的比较”中注意的问题进行总结。

⇐步骤6：

师生互动完成【探究2】。

⇐步骤5：

指导学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】1、2题。

⇐步骤4：

教师通过【例1】和教材P86－87“氨基酸的结构与性质”的讲解和研析，对“探究1氨基酸的化学性质”中注意的问题进行总结。

⇓

步骤8：

指导学生自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】3～5题。

⇒步骤9：

引导学生自主归纳本课时主干知识，然后对照【课堂小结】，布置课下完成【课后知能检测】。

课　标　解　读

重　点　难　点

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。

4.认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。

1.氨基酸的官能团名称和结构。

（重点）

2.氨基酸官能团的化学性质。

（难点）

3.蛋白质的化学性质及应用。

（重点）

氨基酸的结构与性质

1.组成和结构

氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的H被氨基取代后的产物，因此氨基酸分子中含有氨基和羧基两种官能团。

组成蛋白质的氨基酸几乎都是α氨基酸，其通式可写为CHNH2RCOOH]。

2．性质

（1）物理性质

溶剂

水

强酸或强碱

乙醇、乙醚

溶解性

大多数能溶

能溶

难溶

（2）化学性质

3．常见的氨基酸

俗名

结构简式

系统命名

甘氨酸

H2N—CH2COOH

氨基乙酸

丙氨酸

CHNH2CH3COOH]

α氨基丙酸

谷氨酸

（CH2）2CHNH2HOOCCOOH

2氨基1,5戊二酸

苯丙

氨酸

CH2CH—COOHNH2

α氨基苯丙酸

1．二肽是由几个氨基酸分子形成的？

多肽分子和其所含的肽键数目有什么关系？

【提示】　二肽是由2个氨基酸分子形成的。

n个氨基酸分子脱去（n－1）个水分子，形成n肽，其中含有（n－1）个肽键。

蛋白质的结构与性质

1.组成和结构

（1）组成

蛋白质是由C、H、O、N、S等元素组成的结构复杂的化合物。

（2）结构

一级结构

二级结构

三级结构（三维）

四级结构

2．性质

（1）两性

在多肽链的两端存在着羧基和氨基，因此蛋白质既能与碱反应又能与酸反应。

（2）水解

水解过程

蛋白质

多肽

氨基酸

断键方式

肽键中的C—N键断裂

（3）盐析

①概念：

向蛋白质溶液中加入盐溶液[如Na2SO4、（NH4）2SO4、MgSO4等]达到一定浓度时，可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象。

②结果：

盐析只改变了蛋白质的溶解度而没有改变它们的生理活性，是一个可逆的过程。

③应用：

常用于分离提纯蛋白质。

（4）变性

①概念：

在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象。

②影响因素

物理因素

加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、X射线等

化学因素

强酸、强碱、重金属盐、乙醇、丙酮、甲醛、苯酚、三氯乙酸等

③结果：

变性会引起蛋白质结构上的改变，是不可逆过程。

（5）颜色反应

分子中含有苯环的蛋白质跟浓硝酸作用时呈黄色。

一般天然蛋白质都含有苯环，常用此性质来鉴别蛋白质。

（6）蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味，也可以用此性质鉴别蛋白质。

2．如何鉴别棉麻织品与丝织品的布料？

【提示】　棉麻织品的成分是纤维素，丝织品成分是蛋白质。

分别取样品灼烧，有烧焦羽毛气味产生的布料为丝织品。

酶与核酸

1.酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质。

2．酶的催化作用具有以下特点：

（1）条件温和，不需加热。

（2）具有高度的专一性。

（3）具有高效催化作用。

3．核酸是一类含磷的生物高分子化合物。

根据其组成，核酸分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。

氨基酸的化学性质

【问题导思】　

①氨基酸为什么具有两性？

【提示】　氨基酸分子中含—COOH和—NH2两种官能团。

②氨基酸的成肽反应有什么断键规律？

【提示】　羧基脱去羟基，氨基脱去氢原子。

③甘氨酸和丙氨酸的混合物反应形成的二肽有几种结构？

写出相应二肽的结构简式。

【提示】　4种。

H2NCH2C—NCH2COOHOH、CH3CHC—NCHCOOHNH2OHCH3、H2NCH2C—N—CHCOOHOHCH3、CH3CHC—NCH2COOHNH2OH

1．氨基酸的两性

氨基酸分子中的氨基能结合H＋，能与酸反应；而羧基能电离出H＋，能与碱反应。

2．缩合反应

（1）两分子间缩合

CH2COOHNH2＋CH2COOHNH2―→CH2NH2CONHCH2COOH＋H2O

（2）分子间或分子内缩合成环

2RCHCOOHNH2

CHRNHCONHCHRCO＋2H2O

CH2CH2CH2NH2COOH

CH2CH2CH2NHCO＋H2O

（3）缩聚成多肽或蛋白质

nCH2COOHNH2

HNHCH2COOH＋（n－1）H2O

既能与酸又能与碱反应的物质：

Al、Al2O3、Al（OH）3、氨基酸、弱酸弱碱盐[如（NH4）2CO3]、弱酸的酸式盐（如NaHCO3）。

（2018·长沙高二质检）右图是只含有C、H、O、N的某有机物简易球棍模型。

下列关于该有机物的说法错误的是（　　）

A．该有机物的分子式为C3H7O2N

B．该有机物的名称为α氨基丙酸

C．该有机物能发生加成反应

D．该有机物分子之间能发生聚合反应

【解析】　根据有机物的元素组成和球棍模型可知其分子的结构简式为：

。

该有机物的名称为α氨基丙酸，分子式为C3H7O2N，分子之间发生缩聚反应形成多肽；羧基中的C===O很难发生加成反应。

【答案】　C

1．在四种化合物：

①NaHCO3、②Al（OH）3、③（NH4）2S、④HN2—CH2COOH中，跟盐酸和氢氧化钠溶液都能反应的是（　　）

A．仅②④　　　　　　　B．仅①②

C．仅①②③D．①②③④

【解析】　既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的物质有：

多元弱酸的酸式盐（如NaHCO3）、弱酸弱碱盐[如（NH4）2S]、两性化合物[如Al（OH）3]、氨基酸、Al等。

【答案】　D

渗析、盐析、变性的比较

【问题导思】　

①医用酒精、84消毒液、紫外线杀菌消毒的原理是什么？

【提示】　使病毒细菌（蛋白质）变性。

②能否用BaCO3作为钡餐试剂？

解释原因。

【提示】　不能。

BaCO3＋2HCl===BaCl2＋CO2↑＋H2O，BaCl2为重金属盐，易使蛋白质变性。

③解救误服重金属盐中毒的病人时，应服用什么物质进行解毒？

【提示】　生鸡蛋、牛奶、豆浆等富含蛋白质的物质。

渗析

盐析

变性

内涵

利用半透膜分离胶体粒子与小分子和离子

加入无机轻金属盐使胶体中的物质析出

一定条件下，使蛋白质凝聚失去原有生理活性

条件

胶体、半透膜、水

浓的盐溶液如（NH4）2SO4、，Na2SO4、NaCl溶液等

加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、乙醇、丙酮等

变化实质

物理变化

物理变化

化学变化

特点

可逆，需多次换水

可逆，蛋白质仍保持原有活性

不可逆，蛋白质已失去原有活性

用途

除杂，如：

除去淀粉溶胶中的NaNO3杂质

分离提纯蛋白质

消毒、灭菌，如：

给果树使用波尔多液，保存动物标本等

　（2018·淄博高二调研）下列叙述正确的是（　　）

A．蛋白质溶液中加入大量食盐细粒，搅拌，蛋白质沉淀，此沉淀不溶于水

B．高温或日常用的消毒剂可使禽流感病毒蛋白质变性

C．棉花、羊毛、木材和草类的主要成分都是纤维素

D．误食重金属盐引起人体中毒，可喝大量的食盐水解毒

【解析】　盐析后的蛋白质仍能溶于水，A项错误；羊毛的成分是蛋白质，C项错误；误服重金属盐后，可以喝含大量蛋白质的牛奶解毒，D项错误。

【答案】　B

2．（2018·陕西蓝田高二期末）下列有机物在适当的浓度时，不能用于杀菌、消毒的是（　　）

A．苯酚溶液　　　　　　　B．乙醇溶液

C．乙酸溶液D．乙酸乙酯溶液

【解析】　苯酚、乙醇、乙酸均能使蛋白质变性，故能用于杀菌、消毒。

【答案】　D

1．蛋白质的6种性质

（1）水解　

（2）两性　（3）盐析　（4）变性　（5）颜色反应　（6）灼烧有烧焦羽毛的气味

2．3个重要的反应

H2NCH2COOH＋HCl―→

HOOCCH2NH

Cl－

H2NCH2COOH＋NaOH―→

CH2—C—O－Na＋NH2O＋H2O

2H2NCH2COOH

H2NCH2C—N—CH2COOHOH＋H2O

1．某期刊封面上有一个分子的球棍模型图，如图所示。

图中“棍”代表单键或双键或三键。

不同颜色的球代表不同元素的原子，该模型图可代表一种（　　）

A．氨基酸　　　　　　　　　

B．醇钠

C．卤代羧酸

D．酯

【解析】　先确定出各种颜色的球代表何种原子，然后再确定出物质的类别。

解题的突破口是球棍模型中的绿球代表碳原子，达到了饱和状态，则白球代表氢原子，进而推出蓝球代表氮原子，红球代表氧原子。

该球棍模型所表示的结构式为：

，为氨基乙酸。

【答案】　A

2．（2018·西安高陵质检）下列物质能够自身聚合成高分子化合物的是（　　）

【解析】　有机物分子中同时含有—COOH和—OH或—COOH和—NH2，则能够自身发生缩聚反应。

【答案】　C

3．（2018·长沙高二质检）用酒精灭菌消毒，可使细菌和病毒蛋白质的生理活性发生变化。

这种变化属于（　　）

A．水解B．变性

C．盐析D．颜色反应

【解析】　杀菌消毒的原理是使蛋白质变性。

【答案】　B

4．为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是“人造丝”可选用的方法是（　　）

A．滴加浓盐酸　　　　　　B．滴加浓硫酸

C．滴加酒精D．灼烧

【解析】　含有苯基的蛋白质的颜色反应是滴加浓硝酸，不是浓盐酸或浓硫酸；蛋白质灼烧有烧焦羽毛气味，而纤维素无。

【答案】　D

5．在澄清的蛋白质溶液中加入以下几种物质：

（1）加入大量饱和食盐水，现象为________________，此过程叫做________。

（2）加入甲醛溶液，现象为________________，此过程称为蛋白质的_