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1、蛋白质和核酸课程教案蛋白质和核酸【本节学习目标】学习目标1、了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质，氨基酸与人体健康的关系；2、了解肽键及多肽；了解蛋白质的组成、结构和性质（盐析、变性、水解、颜色反应等）；3、认识蛋白质、酶、核酸等物质与人体健康的关系，体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。学习重点：氨基酸、蛋白质的结构特点和性质；学习难点：蛋白质的组成；【知识要点梳理】一、氨基酸的结构与性质：1、氨基酸的概念：羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物。说明：-NH2叫氨基，可以看成NH3失一个H原子后得到的，是个碱性基。氨基的电子式：-氨基酸：离羧基最近的碳原子上的氢原子叫氢原子

2、，次近的碳原子上的氢原子叫氢原子。羧酸分子里的氢原子被氨基取代的生成物叫-氨基酸。-氨基酸是构成蛋白质的基石。天然蛋白质水解得到的氨基酸绝大部分是-氨基酸。如：甘氨酸（-氨基乙酸）的结构简式为：2、氨基酸的结构：-氨基酸通式：特点：既含有氨基(-NH2)，又含有羧基(-COOH)注意：与同碳原子数的硝基化合物存在同分异构现象，如与CH3CH2NO2互为同分异构体。3、几种常见的氨基酸：4、氨基酸的物理性质：氨基酸都是白色晶体，熔点高，易溶于水，难溶于有机溶剂。5、氨基酸的性质：（氨基酸结构中含有官能团-COOH和-NH2，既有酸性又有碱性）氨基酸的两性：既与酸反应，又与碱反应。说明：a、所学过

3、的既能跟酸反应又能跟碱反应的物质： Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等。b、分子内部中和，生成内盐：由于该性质使氨基酸具有较高的熔沸点，易溶于水，难溶于非极性溶剂，具有类似离子晶体的某些性质。成肽反应：一个氨基酸分子中的羧基可以跟另一个氨基酸分子中的氨基反应，按羧基脱羟基、氨基脱氢的反应原理，脱去一个水分子而形成酰胺基（ ），即肽键，此反应称为成肽反应。如：甘氨酸缩合成二肽： a、两分子氨基酸缩水形成二肽b、分子间或分子内缩水成环 说明：二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物（由三个或三个以上氨基酸分子缩合而成的，含多个肽键的化合物称为多肽）。

4、多肽：小结：氨基酸 多肽 蛋白质二、蛋白质的结构与性质：（蛋白质是由多种氨基酸结合而成的含氮生物高分子化合物）1、存在：动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁及毛、发、蹄、角等，或存在于植物的种子里。2、蛋白质组成和结构：蛋白质的成分里含有碳、氢、氧、氮、硫等元素；蛋白质是由不同氨基酸按不同排列顺序相互结合而构成的高分子化合物；蛋白质分子中含有未缩合的羧基（-COOH）和氨基（-NH2）；蛋白质溶液是一种胶体；酶是一种蛋白质。蛋白质的结构：一级结构二级结构三级结构四级结构说明：a、蛋白质的一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。蛋白质的一级结构决定其空间结构；b、蛋白质的二级结构是指多肽链骨架盘绕折叠

5、所形成的有规律性的结构；c、蛋白质的三级结构是整个多肽链的三维构象，它是在二级结构的基础上，多肽链进一步折叠卷曲形成复杂的球状分子结构；d、蛋白质的四级结构是指亚基的立体排布、亚基间相互作用与布局。3、蛋白质的性质：蛋白质的胶体性质：蛋白质是大分子化合物，其分子大小一般在1-100 nm之间，其水溶液具有胶体溶液的一般特性。例如具有丁达尔现象、布朗运动，不能透过半透膜以及较强的吸附作用等。两性：因为有-NH2和-COOH形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸脱水形成的，在多肽链的两端必然存在着自由的氨基与羧基。而且，侧链中也有酸性或碱性基团。因此，蛋白质与氨基酸一样也是两性分子，既能与酸又能与碱反应。

6、水解：在酸、碱或酶作用下天然蛋白质水解产物为多种-氨基酸。分子中 ，叫酰胺键（肽键）。当蛋白质水解时，多肽链的肽键中的CN键处断裂。这是识别蛋白质水解产物的关键。盐析：少量的某些盐能促进蛋白质溶解，大量的浓盐溶液使蛋白质的溶解度降低在溶液中使之凝聚而从溶液中析出，这种作用叫盐析。盐析属物理过程，是可逆的，它只是使蛋白质暂时失去溶解性或降低蛋白质的溶解度，但并未改变蛋白质的性质。利用盐析可分离和提纯蛋白质。实验4-2 取20mL鸡蛋白溶液放入试管；然后再向试管中加入饱和Na2SO4溶液。结论：向蛋白质溶液中加(NH4)2SO4、Na2SO4等盐浓溶液时，会使蛋白质从溶液沉淀出来，此现象叫蛋白质的

7、盐析。盐析是可逆的。蛋白质的盐析：变性：在加热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐以及一些有机物如甲醛、酒精、苯甲酸等作用下，均能使蛋白质变性。变性属化学过程，不可逆。蛋白质变性后不仅丧失了原有的可溶性，同时也失去了生理活性。利用变性可进行消毒，但也能引起中毒。应用：a、在临床上解救误服Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金属盐中毒时，要求病人立即服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆；医院一般使用酒精、苯酚溶液、蒸煮、高压和紫外线等方法进行消毒杀菌；用福尔马林浸制动物标本；农业上用波尔多液杀灭病虫害。都是使蛋白质变性（凝固）从而使细菌死亡，起到杀菌、防腐作用。b、目前生命科学工作者积极展开如

8、何防治衰老保持青春活力，也就是防止蛋白质变性过程的研究。各种各样的化妆品，防衰老保健品应运而生，如大宝SOD蜜等。颜色反应：具有苯环的蛋白质遇浓HNO3变性，产生黄色不溶物。蛋白质的颜色反应是检验蛋白质的方法之一，反应的实质就是硝酸作用于含有苯环的蛋白质使它变成黄色的硝基化合物。灼烧气味：产生烧焦羽毛气味，常用此性质鉴别丝、毛织物等。4、蛋白质的用途：蛋白质不仅是人体必需的营养物质，在工业上也有广泛的用途，用于纺织工业、制革等。白明胶用于照相业，阿胶是一种药材。酪素是从牛奶中凝结出来的蛋白质，除用作食品外，还能跟甲醛合成酪素塑料，制生活用品。由蛋白质组成的酶也有广泛的用途。三、酶：（一种特殊的

9、蛋白质，具有蛋白质的性质）1、酶的定义：酶是一种具有催化作用的蛋白质，是一种生物催化剂。对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的新陈代谢反应具有很强的催化作用。2、酶的催化作用的特点：条件温和、不需加热：在接近体温和接近中性的条件下，酶就可以起作用。在3050之间酶的活性最强，超过适宜的温度时，酶将失去活性；具有高度专一性：如蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应；淀粉酶只对淀粉起催化作用；具有高效催化作用：酶催化的化学反应速率，比普通催化剂高1071013倍。3、酶的种类及应用：目前，人们已经知道的酶有数千种。工业上大量使用的酶多数是通过微生物发酵制得的，并且有许多种酶已制成了晶体。酶已得到广泛的

10、应用，如淀粉酶用于食品、发酵、纺织、制药等工业；蛋白酶用于医药、制革等工业；脂肪酶用于使脂肪水解、羊毛脱脂等。酶还用于疾病的诊断。四、核酸：（核酸化学是分子生物学和分子遗传学的基础。现在已知某些核酸也有酶的作用）1、一类含磷的生物高分子化合物，相对分子量可达十几万至几百万。2、核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决定性的作用。3、分类：脱氧核糖核酸（DNA）：主要存在于细胞核中，决定生物体的繁殖、遗传及变异。生物遗传信息的载体；还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞。核糖核酸（RNA）：主要存在于细胞质中，控制生物体内蛋白质的合成。【规律方法指导】一、关于氨基和羧基的缩

11、聚反应：氨基酸分子中氨基上H原子能与另一氨基酸分子羧基上的羟基结合成水脱去，发生缩聚反应，形成高分子化合物。如：同种氨基酸缩聚成高分子化合物：胺与羧酸缩聚成高分子化合物nNH2(CH2)6NH2nHOOC(CH2)4COOH二、蛋白质的盐析、变性与胶体的凝聚的比较 盐 析变 性胶体凝聚概 念蛋白质溶液中加浓无机盐溶液，使蛋白质析出蛋白质在某些条件作用下凝聚，丧失生理活性胶体中加入强电解质，不同电荷的胶体或加热而使之凝聚成大颗粒对 象高分子等(如蛋白质等)高分子(如蛋白质)带电的胶粒变化条件浓无机盐溶液受热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐，某些有机物等强电解质，不同电荷的胶体，加热变化实质物理变化

12、(溶解度降低)化学变化物理变化变化过程可逆不可逆不可逆用 途分离，提纯杀菌，消毒等鉴别，分离等三、蛋白质的分离与提纯：常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。应该注意将盐析与蛋白质的变性凝结相区别，当蛋白质在热、酸、碱、重金属盐、乙醇、甲醛、紫外线等作用下发生性质改变而凝结起来，这种凝结叫变性，不可逆，不能再使它们恢复为原来的蛋白质。四、蛋白质的鉴别方法：鉴别蛋白质的依据主要有：有些蛋白质分子中有苯环存在，这样的蛋白质跟浓HNO3作用时呈黄色；蛋白质被灼烧时，有烧焦羽毛的气味（常

13、以此来区别毛纺物和棉纺物）；一般多肽与蛋白质在分子量上有区别，当分子量小于10000时是多肽；当分子量大于10000时是蛋白质。【经典例题透析】类型一：氨基酸的结构与性质题1、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结构简式为D、可与NaOH溶液加热反应放出一种碱性气体思路点拨：本题考查氨基酸的性质，氨基酸本身含有两种官能团，既能与碱反应又能与酸反应。解析：由所给结构知，NH2在COOH

14、的位，A正确。NH2为碱性基团，而COOH为酸性基团，B正确。两分子半胱氨酸脱水的反应为 C不正确。因 可电离产生NH4+，而 +OH-NH3 +H2O，故该分子与碱加热时会放出NH3。【答案】C总结升华：既能与强酸，又能与强碱反应的物质的总结：一般既能与稀H2SO4反应又能与氢氧化钠反应的有：单质：如Al，Zn；两性氧化物：如A12O3，ZnO；两性氢氧化物：如Al(OH)3，Zn(OH)2；弱酸的酸式盐：如NaHCO3，NaHSO3，NaHS；弱酸的铵盐：如(NH4)2CO3，(NH4)2SO3，NH4HS；具有双官能团的有机物：如氨基酸，蛋白质，题2、（2011 北京高考）下列说法不正确

15、的是（ ）A麦芽糖及其水解产物均能发生银镜反应B用溴水即可鉴别苯酚溶液、2,4-已二烯和甲苯C在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OHD用甘氨酸（H2N-CH2-COOH）和丙氨酸（）缩合最多可形成4种二肽解析：麦芽糖属于还原性糖可发生银镜反应，麦芽糖的水解产物是葡萄糖，葡萄糖也属于还原性糖可发生银镜反应，A正确；苯酚和溴水反应生成白色沉淀，2,4-已二烯可以使溴水褪色，甲苯和溴水不反应，但甲苯可以萃取溴水中的溴，甲苯的密度比水的小，所以下层是水层，上层是橙红色的有机层，因此可以鉴别，B正确；酯类水解时，酯基中的碳氧单键断键，水中的羟基与碳氧双键结合形

16、成羧基，所以CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3COOH和C2H518OH，因此选项C不正确；两个氨基酸分子（可以相同，也可以不同），在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含有肽键的化合物，成为成肽反应。因此甘氨酸和丙氨酸混合缩合是既可以是自身缩合（共有2种），也可是甘氨酸提供氨基，丙氨酸提供羧基，或者甘氨酸提供羧基，丙氨酸提供氨基，所以一共有4种二肽，即选项D正确。【答案】C举一反三：【变式1】下列化合物中，既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠反应的是A、氨基乙酸 B、碳酸氢钠 C、氯化铝 D、苯酚钠【答案】AB解析：A1Cl3只能与碱反应而苯酚钠只

17、能与酸反应。【变式2】某期刊封面上有如右图所示的一个分子的球棍模型图，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、卤代羧酸 B、酯C、氨基酸 D、醇钠解析：球棍模型是中学应该熟悉的分子空间结构。不同颜色的球代表不同元素的原子，而“棍”表示连接，可能是单键、双键或三键，根据不同原子所连价键数目不同确定原子。观察模型可知，绿球和绿球相连，而且绿球还连接了其他球，可以初步推断，绿球代表碳原子或氮原子。再由5个白球都处于末端，它们分别都只跟一个球相连，可以推断，白球代表氢原子。红球既可只连绿球，又可一端连绿球一端连白球（氢原子），可以推断为氧原子。蓝球连

18、了两个氢原子后再连在绿球上，而这个绿球已经连了3个球（至少4价），由此排除绿球是氮原子，确定是碳原子，可得蓝球是氮原子。该模型代表甘氨酸（氨基乙酸）【答案】C类型二：蛋白质的结构与性质题3、（2010 山东）下列叙述错误的是（ ）A乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原因相同B淀粉、油脂、蛋白质都能水解，但水解产物不同C煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠D乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应，乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和Na2CO3溶液除去思路点拨:本题考查有机化学的相关知识，既有对烃及其衍生物性质的考查，又有对生活中常见营养物质糖类、油脂、蛋白质性质的考查。解析：A项，乙烯与溴水发生

19、加成反应，使溴水褪色，而苯不与溴水反应；B项，淀粉水解生成葡萄糖，油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油，蛋白质水解生成氨基酸；C项，石油分馏可以得到石油气、汽油、柴油、煤油、重油等，其中石油气、汽油、柴油和煤油常用作燃料，钠与煤油不反应，且密度比煤油大，把钠保存在煤油中以隔绝空气；D项，乙醇和乙酸的酯化反应和乙酸乙酯的水解反应都是取代反应，乙酸乙酯不溶于水，与饱和Na2CO3溶液分层，乙酸与Na2CO3反应生成乙酸钠、水和二氧化碳。【答案】A总结升华：蛋白质是由-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，在蛋白质分子中存在着氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，蛋白质也是两性物质。另外蛋白质本身还有一些独

20、特的性质，如可发生水解反应、具有胶体的性质、加入电解质可产生盐析作用、蛋白质的变性、颜色反应、灼烧时可以产生烧焦羽毛的气味。举一反三：【变式3】欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质应加入（）A、甲醛溶液B、饱和Na2SO4溶液 C、CuSO4溶液 D、浓硫酸【答案】B【学习成果测评】基础达标：1、诗句“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中的“丝”和“泪”分别是（ ）A、纤维素、脂肪 B、淀粉、油脂C、蛋白质、高级烃 D、蛋白质、硬化油2、下列关于氨基酸的说法中不正确的是（）A、氨基酸是羧酸的取代酸，氨基取代了羧酸烃基上的氢。B、天然的氨基酸均为无色晶体，且多为-氨基酸C、氨基酸不能溶解于水、乙

21、醇、乙醚等溶剂中D、氨基酸是两性化合物，能够溶解与强酸和强碱中3、下列变化中属于化学变化的是（ ）橡胶的老化 油脂的硬化 石油的裂化 蛋白质的盐析A、B、 C、 D、4、为了鉴别某白色纺织物成分是蚕丝还是人造丝，可以选用的方法是（）A、滴加浓硝酸 B、滴加浓硫酸 C、滴加酒精 D、灼烧5、（2010 北京延庆模拟）下列说法正确的是（ ）A富含蛋白质的食物多属于酸性食物B钢铁在海水中比在河水中更易被腐蚀，主要原因是海水含氧量高于河水C蚕丝、羊毛和淀粉分别属于纤维素、蛋白质和多糖D凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害，不宜食用下列说法中正确的是6、欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质应加入（

22、）A、甲醛溶液 B、CuSO4溶液C、饱和Na2SO4溶液D、浓硫酸7、下列物质互为同分异构体的是（ ）A、淀粉和纤维素 B、甘氨酸和硝基乙烷C、醋酸和硬脂酸 D、甲醇和甲醚8、（2010 广东）下列说法正确的是（ ）A乙烯和乙烷都能发生加聚反应B蛋白质水解的最终产物是多肽C米酒变酸的过程涉及了氧化反应D石油裂解和油脂皂化都是由高分子生成小分子的过程9、生活中的一些问题常涉及到化学知识，下列叙述不正确的是（ ）A、糯米中的淀粉一经水解反应，就酿造成酒B、福尔马林是一种良好的杀菌剂，但不可用作消毒饮用水C、棉花和人造丝的主要成份都是纤维素D、室内装饰材料中缓慢放出的甲醛、甲苯等有机物会污染空气1

23、0、下列有关核酸的说法不正确的是（ ）A、核酸是一类含磷的生物高分子化合物B、根据组成，核酸分为DNA和RNAC、DNA大量存在于细胞质中D、1981年，我国用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸11、酶对许多化学反应及生物体内的复杂的反应具有很强的催化效果。下列不是酶催化所具有的特点的是（ ）A、条件温和、不需加热 B、不受溶液酸碱度（pH）的影响C、高度的专一性 D、高效的催化性12、根据下图，回答问题：(1)该图中，A为_，B为_，C为_。(2)该图示为_肽化合物，有_个肽键。(3)该化合物由_个氨基酸分子失去_分子水而成，这种反应叫_。(4)图中R、R、R表示氨基酸种类不同，是因为R基

24、的_不同。13、有NH2CH2COOH CH2OH(CHOH)4CHO (C6H10O5)n（纤维素）HCOOC2H5苯酚HCHO等物质，其中（用数字序号填空）。(1)难溶于水的是_，易溶于水的是_，常温下微溶于水的是_；(2)能发生银镜反应的是_； (3)能发生酯化反应的是_； (4)能跟氢气发生加成反应的是_，能在一定条件下跟水反应的是_；(5)能跟盐酸反应的是_，能跟氢氧化钠溶液反应的是_。能力提升：1、（2011 广东高考）下列说法正确的是（ ）A、纤维素和淀粉遇碘水均显蓝色B、蛋白质、乙酸和葡萄糖均属电解质C、溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热生成乙烯D、乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙

25、醇2、百服宁口服液为解热镇痛药，主要用于治疗头痛、发烧其主要化学成分的结构简式为：，下列有关该有机物叙述正确的是（ ）A、分子式为C8H10NO2 B、该有机物属于氨基酸C、其属于氨基酸的同分异构体有3种D、该有机物可与FeCl3溶液发生显色反应3、正常人的血红蛋白由两条链（各有141个氨基酸）和两条链（各有146个氨基酸）构成，问在血红蛋白中有多少个肽键（ ）A、140B、145 C、574D、5704、酶是蛋白质，因而具有蛋白质的特性，酶又是生物制造出来的催化剂，能在许多有机反应中发挥作用，下图表示温度t与反应速率v的关系曲线，其中有酶参加的是（ ） 5、L-多巴是一种有机物，它可用于帕金

26、森综合症的治疗，其结构简式为： 这种药物的研制是基于获得2000年诺贝尔生理学或医学奖和获得2001年诺贝尔化学奖的研究成果。下列关于L-多巴酸碱性的叙述正确的是（ ）A、在由该氨基酸参与形成的蛋白质中滴加浓硝酸、加热，能够产生黄色沉淀B、既具有酸性，又具有碱性C、只有酸性，没有碱性 D、只有碱性，没有酸性6、（2011 山东高考）下列与有机物结构、性质相关的叙述错误的是（ ）A、乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应生成CO2B、蛋白质和油脂都属于高分子化合物，一定条件下都能水解C、甲烷和氯气反应生成一氯甲烷，与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同D、苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明

27、苯分子中没有与乙烯分子中类似的碳碳双键7、市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物的汗渍、血迹及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解而除去，下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是（）棉织品 毛织品 晴纶织品 蚕丝织品 涤纶织品 绵纶织品A、B、 C、D、8、将淀粉浆和淀粉酶的混合物放入玻璃纸袋中，扎好袋口，浸入流动的温水中，相当一段时间后，取袋内液体分别与碘水、新制Cu(OH)2(加热)和浓HNO3(微热)作用，其现象分别是（ ）A、显蓝色、无现象、显黄色 B、显蓝色、红色沉淀、无现象C、无现象、变黑色、显黄色 D、无现象、红色沉淀、无现象9、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化合物共有（ ）A、2种 B、3种 C、4种 D、5种10、在四种化合物Na