高中化学氨基酸和蛋白质鲁科选修课件.ppt
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1、高中化学氨基酸和蛋白质课件鲁科选修第1页,此课件共83页哦学习目标1.了解氨基酸的结构特点和主要性质。2.了解蛋白质的结构特点和主要性质及酶的催化作用的特点。3.了解我国科学家在生命科学研究领域中的贡献,体会化学科学在生命科学发展中的重要作用。第2页,此课件共83页哦一、氨基酸的结构和性质一、氨基酸的结构和性质1.1.概念:氨基酸是概念:氨基酸是_取代了羧酸分子中烃基上的氢原子形成的取代羧酸。取代了羧酸分子中烃基上的氢原子形成的取代羧酸。2.2.结构:结构:氨基氨基NHNH2 2COOHCOOH第3页,此课件共83页哦3.3.性质:性质:(1)(1)两性。两性。电离电离氨基酸分子既含有氨基又含
2、有羧基,通常以两性离子的形式存在,氨基酸分子既含有氨基又含有羧基,通常以两性离子的形式存在,溶液的溶液的pHpH不同,可发生不同的解离。不同,可发生不同的解离。所以氨基酸既可以与酸反应又可以与碱反应。所以氨基酸既可以与酸反应又可以与碱反应。第4页,此课件共83页哦与盐酸反应:与盐酸反应:(以甘氨酸为例,下同以甘氨酸为例,下同)与与NaOHNaOH反应:反应:第5页,此课件共83页哦(2)(2)成肽反应。成肽反应。在酸或碱存在的条件下加热,一个氨基酸分子的氨基与另一个氨在酸或碱存在的条件下加热,一个氨基酸分子的氨基与另一个氨基酸分子的羧基间脱去一分子水形成含有肽键基酸分子的羧基间脱去一分子水形成
3、含有肽键()()的化合物的化合物的反应,称为成肽反应。的反应,称为成肽反应。第6页,此课件共83页哦4.4.常见的几种常见的几种-氨基酸氨基酸俗名结构简式系统命名甘氨酸_缬氨酸_苯丙氨酸_-氨基-苯基丙酸H H2 2NCHNCH2 2COOHCOOH氨基乙酸氨基乙酸3-3-甲基甲基-氨基丁酸氨基丁酸第7页,此课件共83页哦二、多二、多肽肽1.1.肽肽的概念:的概念:一个一个-氨基酸分子中的氨基酸分子中的_与另一个与另一个-氨基酸分子中的氨基酸分子中的_脱去一分子水形成含有脱去一分子水形成含有肽键肽键(_)(_)的化合物。如下:的化合物。如下:羧羧基基氨基氨基第8页,此课件共83页哦2.2.肽的
4、分类:肽的分类:二肽由两个氨基酸分子脱水形成的化合物三肽由三个氨基酸分子脱水形成的化合物多肽三肽以上可称为多肽第9页,此课件共83页哦3.3.肽的形成:如甘氨酸和丙氨酸可以形成两种二肽,反应方程式为肽的形成:如甘氨酸和丙氨酸可以形成两种二肽,反应方程式为 第10页,此课件共83页哦第11页,此课件共83页哦三、蛋白三、蛋白质质1.1.含含义义:蛋白:蛋白质质是由是由_按一定的按一定的顺顺序,以序,以肽键连肽键连接起接起来的生物大分子,分子中通常含有来的生物大分子,分子中通常含有5050个以上的个以上的肽键肽键,相,相对对分子分子质质量一般在量一般在10 00010 000以上,有的高达数千万。
5、以上,有的高达数千万。2.2.组组成:蛋白成:蛋白质质是由是由_等元素等元素组组成,有些蛋白成,有些蛋白质质含有含有_,少量蛋白,少量蛋白质还质还含有微量含有微量FeFe、CuCu、ZnZn、MnMn等。等。-氨基酸氨基酸C C、H H、O O、N N、S SP P第12页,此课件共83页哦3.3.分子分子结结构:构:-氨基酸分子脱水氨基酸分子脱水缩缩合成多合成多肽时肽时是按一定的是按一定的线线性性顺顺序排列的,序排列的,这这就是蛋白就是蛋白质质的基本的基本结结构,称构,称为为一一级结级结构;在一构;在一级结级结构的基构的基础础上,逐步形成二上,逐步形成二级结级结构、三构、三级结级结构、四构、
6、四级结级结构。构。4.4.生理功能:每种蛋白生理功能:每种蛋白质质都具有一定的生理活性,且都具有一定的生理活性,且结结构与生理功能是构与生理功能是高度高度统统一的。一的。第13页,此课件共83页哦四、酶四、酶1.1.酶的含义:酶是具有生理活性的酶的含义:酶是具有生理活性的_,对于许多有机化学反应和,对于许多有机化学反应和生物体内的复杂化学反应具有很强的催化作用。生物体内的复杂化学反应具有很强的催化作用。2.2.酶的催化作用特点:酶的催化作用特点:(1)(1)条件温和,不需加热;条件温和,不需加热;(2)(2)具有高度的具有高度的_;(3)(3)具有具有_作用。作用。蛋白质蛋白质专一性专一性高效
7、催化高效催化第14页,此课件共83页哦1.1.辨析下列说法的正误:辨析下列说法的正误:(1)(1)人体所需的氨基酸都能在人体内合成。人体所需的氨基酸都能在人体内合成。()(2)(2)氨基酸既能与强酸反应,也能与强碱反应。氨基酸既能与强酸反应,也能与强碱反应。()(3)(3)多肽、蛋白质都具有两性。多肽、蛋白质都具有两性。()(4)(4)蛋白质遇浓硝酸都会显黄色。蛋白质遇浓硝酸都会显黄色。()(5)(5)酶的催化作用是温度越高越好。酶的催化作用是温度越高越好。()第15页,此课件共83页哦【答案解析答案解析】(1)(1)。分析:构成天然蛋白质的氨基酸有。分析:构成天然蛋白质的氨基酸有2020种,
8、其中种,其中8 8种是人体不能种是人体不能合成的,需要从食物中摄取,这合成的,需要从食物中摄取,这8 8种氨基酸称为必需氨基酸。种氨基酸称为必需氨基酸。(2)(2)。分析:氨基酸因含有氨基和羧基而具有两性,因而既能与。分析:氨基酸因含有氨基和羧基而具有两性,因而既能与酸反应又能与碱反应。酸反应又能与碱反应。(3)(3)。分析:多肽、蛋白质都含有氨基和羧基,因而具有两性。分析:多肽、蛋白质都含有氨基和羧基,因而具有两性。(4)(4)。分析:只有含苯环的蛋白质遇浓硝酸才会显黄色。分析:只有含苯环的蛋白质遇浓硝酸才会显黄色。(5)(5)。分析:酶的本质是蛋白质,较高的温度会使蛋白质变性,失去生理。分
9、析:酶的本质是蛋白质,较高的温度会使蛋白质变性,失去生理活性。活性。第16页,此课件共83页哦2.2.关于生物体内氨基酸的叙述错误的是关于生物体内氨基酸的叙述错误的是()A.A.构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是B.B.人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素C.C.人体内所有氨基酸均可以相互转化人体内所有氨基酸均可以相互转化D.D.两分子氨基酸通过脱水缩合形成二肽两分子氨基酸通过脱水缩合形成二肽第17页,此课件共83页哦【解析解析】选选C C。在人体内能够通过转氨基作用形成的有。在人体内能够通过转氨
10、基作用形成的有1212种非必需氨基种非必需氨基酸,由于人体无法产生某些中间产物,所以有酸,由于人体无法产生某些中间产物,所以有8 8种氨基酸必须从食物中种氨基酸必须从食物中获得,故称之为必需氨基酸。获得,故称之为必需氨基酸。第18页,此课件共83页哦3.3.下列物质中属于氨基酸的是下列物质中属于氨基酸的是()第19页,此课件共83页哦【解析解析】选选D D。氨基酸中既有。氨基酸中既有COOHCOOH又有又有NHNH2 2,对照各选项,对照各选项,只有只有D D项符合。项符合。C C项的分子中和氨基酸类似之处在于同一个碳原项的分子中和氨基酸类似之处在于同一个碳原子上连有子上连有NHNH2 2和和
11、 ,但羰基与羧基不同,没有酸性。所,但羰基与羧基不同,没有酸性。所以以C C项不属于氨基酸。项不属于氨基酸。第20页,此课件共83页哦4.4.下列有关下列有关说说法正确的是法正确的是()A.A.蚕蚕丝丝、羊毛、棉花的成分都是蛋白、羊毛、棉花的成分都是蛋白质质B.B.蛋白蛋白质质溶液不能溶液不能产产生丁达生丁达尔尔效效应应C.C.蛋白蛋白质质溶液中加入溶液中加入CuSOCuSO4 4溶液溶液产产生生盐盐析析现现象象D.D.蛋白蛋白质质在紫外在紫外线线的照射下将会失去生理活性的照射下将会失去生理活性第21页,此课件共83页哦【解析解析】选选D D。蚕丝、羊毛的主要成分是蛋白质,棉花的主要成分。蚕丝
12、、羊毛的主要成分是蛋白质,棉花的主要成分是纤维素;蛋白质溶液是胶体,能产生丁达尔效应;是纤维素;蛋白质溶液是胶体,能产生丁达尔效应;CuSOCuSO4 4是重金是重金属盐,其溶液能使蛋白质发生变性;蛋白质在紫外线照射下也会发生变性而属盐,其溶液能使蛋白质发生变性;蛋白质在紫外线照射下也会发生变性而失去生理活性。失去生理活性。第22页,此课件共83页哦5.5.要使蛋白要使蛋白质质从水溶液中析出而又不改从水溶液中析出而又不改变变蛋白蛋白质质的主要性的主要性质质,应应向其向其中加入中加入()A.A.饱饱和和NaNa2 2SOSO4 4溶液溶液 B.B.浓浓NaOHNaOH溶液溶液C.C.少量少量Na
13、Cl D.NaCl D.浓浓BaClBaCl2 2溶液溶液【解析解析】选选A A。蛋白质发生盐析的条件是加入较多量的轻金属盐或铵盐,。蛋白质发生盐析的条件是加入较多量的轻金属盐或铵盐,A A项对;项对;C C项中少量项中少量NaClNaCl能促进蛋白质的溶解,能促进蛋白质的溶解,B B、D D项中强碱、重金属项中强碱、重金属盐使蛋白质变性。盐使蛋白质变性。第23页,此课件共83页哦6.6.当含有下列结构片断的蛋白质在胃液中水解时,不可能产生的氨基酸当含有下列结构片断的蛋白质在胃液中水解时,不可能产生的氨基酸是是()第24页,此课件共83页哦【解析解析】选选D D。将所给蛋白质片断按。将所给蛋白
14、质片断按 中碳氮键断裂的中碳氮键断裂的方式切断,断开后方式切断,断开后 加加OHOH,NHNH加加H H,分别组装成各种,分别组装成各种氨基酸。根据所得氨基酸的结构,找出水解不可能产生的氨基氨基酸。根据所得氨基酸的结构,找出水解不可能产生的氨基酸。酸。第25页,此课件共83页哦一、氨基酸的性质一、氨基酸的性质1.1.两性:两性:第26页,此课件共83页哦2.2.脱水缩合:脱水缩合:(1)(1)两分子氨基酸脱水缩合形成二肽。两分子氨基酸脱水缩合形成二肽。第27页,此课件共83页哦(2)(2)分子间脱水成环。分子间脱水成环。第28页,此课件共83页哦(3)(3)分子内脱水成环。分子内脱水成环。第2
15、9页,此课件共83页哦(4)(4)同种氨基酸缩聚成高分子化合物。同种氨基酸缩聚成高分子化合物。第30页,此课件共83页哦【点拨点拨】氨基酸的缩合氨基酸的缩合(1)(1)氨基酸缩合机理为氨基酸缩合机理为 ,脱去一分子水后形,脱去一分子水后形成肽键成肽键()(),肽键可简写为,肽键可简写为“CONHCONH”,不能写为,不能写为“CNHOCNHO”。(2)(2)多肽、蛋白质水解时,断裂多肽、蛋白质水解时,断裂COCONHNH键中的碳氮键,形成键中的碳氮键,形成COOHCOOH和和NHNH2 2。第31页,此课件共83页哦【微思考微思考】(1)(1)氨基酸形成蛋白氨基酸形成蛋白质时质时,氨基酸的个数
16、与,氨基酸的个数与肽键肽键数、生成的水分子数、生成的水分子数有什么定量关系?数有什么定量关系?提示:提示:氨基酸形成蛋白质时,氨基酸的分子数、肽键数和反应过程中生氨基酸形成蛋白质时,氨基酸的分子数、肽键数和反应过程中生成的水分子数之间存在以下定量关系:成的水分子数之间存在以下定量关系:n n个氨基酸分子脱去个氨基酸分子脱去(n-1)(n-1)个水分个水分子,形成子,形成(n-1)(n-1)个肽键。个肽键。第32页,此课件共83页哦(2)(2)甘氨酸分子和丙氨酸分子混合,最多可形成几种二肽?并写出甘氨酸分子和丙氨酸分子混合,最多可形成几种二肽?并写出二肽的结构简式。二肽的结构简式。提示:提示:4
17、 4种。种。第33页,此课件共83页哦第34页,此课件共83页哦【过关题组过关题组】1.(20141.(2014泰安高二泰安高二检测检测)A)A、B B两种有机物,分子式都是两种有机物,分子式都是C C9 9H H1111O O2 2N N。(1)(1)化合物化合物A A是天然蛋白是天然蛋白质质的水解的水解产产物,光物,光谱测谱测定定显显示,分子示,分子结结构中不存构中不存在在CHCH3 3,则则化合物化合物A A的的结结构构简简式式为为_。(2)(2)化合物化合物B B是某种分子式是某种分子式为为C C9 9H H1212的芳香的芳香烃烃一硝化后的唯一一硝化后的唯一产产物物(硝基硝基连连在苯
18、在苯环环上上)。则则化合物化合物B B的的结结构构简简式式为为_。(3)(3)两分子两分子A A可形成具有六元可形成具有六元环环的物的物质质C C,则则C C的的结结构构简简式式为为_。第35页,此课件共83页哦【解解题题探究探究】(1)(1)蛋白蛋白质质在一定条件下的水解在一定条件下的水解产产物是什么?其分子中含有哪些官物是什么?其分子中含有哪些官能能团团?提示:提示:蛋白质的水解产物为氨基酸,氨基酸分子中含有氨基和羧蛋白质的水解产物为氨基酸,氨基酸分子中含有氨基和羧基两种官能团。基两种官能团。第36页,此课件共83页哦(2)C(2)C9 9H H1212的芳香的芳香烃烃有几种有几种结结构?
19、写出其构?写出其结结构构简简式。式。提示:提示:8 8种。种。第37页,此课件共83页哦【解析解析】(1)(1)天然蛋白质水解产物是天然蛋白质水解产物是-氨基酸,由分子式氨基酸,由分子式C C9 9H H1111O O2 2N N和和-氨基酸的概念,可知氨基酸的概念,可知A A的组成为的组成为C C7 7H H7 7应是应是 或或由由A A中不含甲基可知苯环不直接连中不含甲基可知苯环不直接连碳原子。综上所述,碳原子。综上所述,A A的的结构简式为结构简式为第38页,此课件共83页哦(2)(2)题目中提示化合物题目中提示化合物B B是某种分子式为是某种分子式为C C9 9H H1212的芳香烃一
20、硝化后的唯一产的芳香烃一硝化后的唯一产物物(硝基连在苯环上硝基连在苯环上),则原芳香烃只能是,则原芳香烃只能是1 1,3 3,5-5-三甲苯。三甲苯。(3)A(3)A分子中的氨基分子中的氨基(NHNH2 2)和羧基和羧基(COOH)COOH)可脱水形成可脱水形成从而把两分子从而把两分子A A结合成环状,结构简式为结合成环状,结构简式为第39页,此课件共83页哦答案:答案:(1)(1)第40页,此课件共83页哦2.2.褪黑素是一种内源性生物钟调节剂,在人体内由食物中的色氨酸转化褪黑素是一种内源性生物钟调节剂,在人体内由食物中的色氨酸转化得到。得到。第41页,此课件共83页哦下列说法不正确的是下列
21、说法不正确的是()A.A.色氨酸分子中存在氨基和羧基,可形成内盐,具有较高的熔点色氨酸分子中存在氨基和羧基,可形成内盐,具有较高的熔点B.B.在色氨酸水溶液中,可通过调节溶液的在色氨酸水溶液中,可通过调节溶液的pHpH使其形成晶体析出使其形成晶体析出C.C.在一定条件下,色氨酸可发生缩聚反应在一定条件下,色氨酸可发生缩聚反应D.D.褪黑素与色氨酸结构相似,也具有两性化合物的特性褪黑素与色氨酸结构相似,也具有两性化合物的特性第42页,此课件共83页哦【解析解析】选选D D。A A项,氨基酸能形成内盐,内盐中存在离子键,熔点较高,项,氨基酸能形成内盐,内盐中存在离子键,熔点较高,A A项正确;项正
22、确;B B项,色氨酸在一定项,色氨酸在一定pHpH时,主要以两性离子形态存在,溶解度时,主要以两性离子形态存在,溶解度最小,易析出晶体,最小,易析出晶体,B B项正确;项正确;C C项,色氨酸含有氨基和羧基,可以发生项,色氨酸含有氨基和羧基,可以发生缩聚反应,缩聚反应,C C项正确;项正确;D D项,褪黑素的官能团为酰胺键,与色氨酸结项,褪黑素的官能团为酰胺键,与色氨酸结构不相似,褪黑素不具有两性,构不相似,褪黑素不具有两性,D D项错误。项错误。第43页,此课件共83页哦【互互动动探究探究】(1)(1)写出写出题题1 1中第中第(1)(1)小小题题的氨基酸与的氨基酸与盐盐酸和酸和NaOHNa
23、OH反反应应的化的化学方程式。学方程式。提示:提示:第44页,此课件共83页哦(2)(2)写出题写出题1 1中第中第(1)(1)小题的氨基酸发生缩聚反应的产物结构简式。小题的氨基酸发生缩聚反应的产物结构简式。提示:提示:第45页,此课件共83页哦【变变式式训练训练】1.1.据据杂杂志志报报道,美国的科学家道,美国的科学家发现发现半胱氨酸能增半胱氨酸能增强强艾艾滋病病毒感染者的免疫力,滋病病毒感染者的免疫力,对对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的胱氨酸的结结构构简简式式为为则则下列下列说说法法错误错误的是的是()第46页,此课件共83页哦A.A.半胱氨酸
24、属于半胱氨酸属于-氨基酸氨基酸B.B.半胱氨酸是一种两性物质半胱氨酸是一种两性物质C.C.半胱氨酸不能与半胱氨酸不能与NaOHNaOH溶液反应放出碱性气体溶液反应放出碱性气体D.D.两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为第47页,此课件共83页哦【解析解析】选选D D。通过概念很容易判断出。通过概念很容易判断出A A、B B项正确;项正确;C C项,氨基酸可以项,氨基酸可以与碱反应,但反应不能生成氨气,正确;与碱反应,但反应不能生成氨气,正确;D D项,氨基酸脱水形成二肽时,其项,氨基酸脱水形成二肽时,其中一个分子中羧基脱掉羟基,另一个氨基酸分子中的氨基脱
25、掉氢原子,结合中一个分子中羧基脱掉羟基,另一个氨基酸分子中的氨基脱掉氢原子,结合形成肽键,形成肽键,D D项错误。项错误。第48页,此课件共83页哦2.(20142.(2014许昌高二检测许昌高二检测)-)-氨基酸的水溶液中存在下列平氨基酸的水溶液中存在下列平衡:衡:当把丙氨酸溶于水,处于电离当把丙氨酸溶于水,处于电离平衡状态,并使溶液呈强碱性时,则存在最多的溶质微粒是平衡状态,并使溶液呈强碱性时,则存在最多的溶质微粒是()第49页,此课件共83页哦第50页,此课件共83页哦【解析解析】选选B B。当加入强碱时,。当加入强碱时,OHOH-和和H H3 3O O+反应生成反应生成H H2 2O
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