6.2 课时1 氨基酸的组成、结构与性质 同步学案(含答案)2024-2025学年高二化学苏教版(2020)选择性必修3

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名称 6.2 课时1 氨基酸的组成、结构与性质 同步学案(含答案)2024-2025学年高二化学苏教版(2020)选择性必修3
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-05-06 11:36:26

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课时1 氨基酸的组成、结构与性质
1. 认识氨基酸对人体健康的影响。
2. 能列举简单氨基酸的组成、结构、主要的化学性质和典型的检验方法。
3. 能判断氨基酸的缩合产物和多肽的水解产物。
阅读教材,讨论:为什么说研究氨基酸、蛋白质、核酸的结构和性质,有助于人类揭开生命现象的本质?
1. 氨基酸的结构。
(1) 迄今人类在自然界已发现数百种氨基酸,但是从蛋白质水解得到的氨基酸最常见的大约有    种,被称为      。除甘氨酸外,其余都是    分子,且都是    型。
(2) 氨基酸实际使用较多的是其俗名。在表示多肽和蛋白质结构时,普遍使用的是氨基酸的缩写。通常情况下,氨基酸的英文缩写取其英文名称的     ,中文缩写则将其俗名中的“氨酸”省略。如甘氨酸中文缩写为    ;亮氨酸中文缩写为    。
2. 认识常见的氨基酸的结构。
(1) 羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被    取代后生成的化合物称为    。根据氨基和羧基的相对位置,氨基酸可以分为α氨基酸、β氨基酸等,自然界中最常见的为    。
(2) α-氨基酸的通式为        ,其官能团为      和      。下面是常见的两种氨基酸:
(3) 人体内不能合成的α-氨基酸有   种,它们又称为        ;人体合成精氨酸和组氨酸的能力也较差,这两种氨基酸被称为        ,人体若缺少这些氨基酸,就会引起病症。
3. 讨论氨基酸的性质。
氨基酸分子中含有酸性官能团    和碱性官能团    ,氨基酸有氨基和羧基的典型性质,如与酸的反应、酯化反应等,氨基酸也被称为    化合物。氨基酸分子中的氨基和羧基发生相互作用,使氨基酸成为带有正电荷和负电荷的两性离子(称为    )。
(1) 阅读教材,讨论氨基酸的物理性质。
固态氨基酸主要以    的形式存在,熔点较    (填“高”或“低”),    (填“易”或“不易”)挥发,难溶于有机溶剂,常见的氨基酸均为    ,熔点在200 ℃以上。
(2) 氨基酸具有两性,可与酸、碱反应生成盐。
a. 写出与盐酸反应的化学方程式。
b. 写出与氢氧化钠溶液反应的化学方程式。
c. 氨基酸分子中的氨基和羧基相互作用,形成内盐(),水溶液的pH不同,氨基酸在溶液中存在的形态也不同:
阅读教材,如何分离不同的氨基酸、分离不同的多肽和蛋白质分子?原理是什么?
(3) 完成教材第155页的“实验探究”,茚三酮反应如何进行?如何检验氨基酸?该反应在法医学上曾有什么应用?
(4) 学习氨基酸的成肽反应。
两个氨基酸分子,在一定条件下,一分子α-氨基酸中的羧基与另一分子α氨基酸中的氨基可以发生像酯化反应那样的脱水反应,形成,该官能团称为     键(    键),该反应可称为氨基酸的缩合反应,得到的产物称为    。
(5) 阅读教材第156页“方法导引”的内容,分析右图链状二肽的结构:
图示中的二肽有几个氨基酸残基?通常把有氨基的一端叫N端,写在哪边?有羧基的一端叫C端,写在哪边?一般用氨基酸的缩写从左到右排列来表示肽分子的结构,图示的二肽可简写为GlyAla,中文名称是什么?
(6) 多肽分子的名称与其所含肽键个数有什么关系?与形成它的氨基酸分子个数又有什么关系?
氨基酸在结合成肽时,能够形成的异构体的种类十分繁多。随着形成肽键的氨基酸的种类以及肽链长度的增加,理论上形成肽的种类将大幅度增加。
1. 甘氨酸与丙氨酸的混合物在一定条件下可发生反应生成链状二肽,能够生成的二肽有哪几种?
2. 3个不同的氨基酸可以形成多少种不同的三肽,由4个不同的氨基酸可以形成多少种不同的四肽?
3. 造成生物多样性的直接原因是什么?
1. 某物质的球棍模型如图所示,下列关于该物质的说法不正确的是(  )
A. 该物质的结构简式为
B. 该物质可以发生加成反应
C. 该物质为两性化合物
D. 该物质的分子之间可以发生脱水反应
2. 下列关于氨基酸的叙述不正确的是(  )
A. 天然氨基酸在室温下都是晶体,一般都能溶于水
B. 氨基酸都不能发生水解反应
C. 氨基酸是两性化合物,能与酸、碱反应生成盐
D. 两个氨基酸分子脱水后形成的二肽中含有两个肽键
3. (扬州中学检测)青霉素是医学上一种常用的抗生素,在体内经酸性水解后,得到青霉氨基酸,其结构简式如图所示(分子中的—SH与—OH具有类似的性质)。下列关于青霉氨基酸的推断合理的是(  )
A. 分子中所有碳原子均在同一条直线上
B. 只有酸性,没有碱性
C. 分子间能形成多肽
D. 1 mol青霉氨基酸与足量金属钠反应生成0.5 mol H2
4. (南京期末)下列关于甘氨酸(H2N—CH2—COOH)性质的说法正确的是(  )
A. 只有酸性,没有碱性
B. 只有碱性,没有酸性
C. 既有酸性,又有碱性
D. 既没有酸性,又没有碱性
5. 青霉素是一种良效广谱抗生素,经酸性水解后得到青霉素氨基酸分子的结构如图所示,下列关于该物质的叙述不正确的是(  )
A. 属于α-氨基酸
B. 能发生加聚反应生成多肽
C. 核磁共振氢谱上共有5个峰
D. 青霉素过敏严重者会导致死亡,用药前一定要进行皮肤敏感试验
6. 一种二肽的结构如图所示,合成这种二肽的氨基酸是(  )
A. 和
B.
C.
D. 和
7. 氨基酸不能发生的反应是(  )
A. 酯化反应  B. 成肽反应
C. 水解反应  D. 与强碱溶液的中和反应
8. 下列关于生物体内氨基酸的叙述错误的是(  )
A. 构成蛋白质的α氨基酸的结构通式是
B. 人体内所有氨基酸均可以互相转化
C. 两个氨基酸通过脱水缩合形成二肽
D. 人体内氨基酸分解代谢的最终产物是水、二氧化碳和尿素
9. 下列关于氨基酸的叙述不正确的是(  )
A. 氨基酸都是晶体,一般能溶于水
B. 氨基酸都不能发生水解反应
C. 氨基酸是两性化合物,能与酸、碱反应生成盐
D. 天然蛋白质水解最终可以得到葡萄糖
10. 苯丙氨酸()有多种同分异构体。其中同时符合下列两个条件的同分异构体有(  )
①苯环上有两个取代基 ②一个硝基直接连接在苯环上
A. 3种 B. 5种 C. 6种 D. 10种
11. 苯丙氨酸的结构简式为。
(1) 该分子的酸性基团是    ,苯丙氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式为                                 。
(2) 该分子的碱性基团是    ,苯丙氨酸与盐酸反应的化学方程式为   
                         。
(3) 两分子苯丙氨酸形成二肽的化学方程式为__________________________
                。
(4) 在一定条件下,两分子苯丙氨酸也可以形成六元环状有机物,请写出反应的化学方程式:_____________________________________________________。
12. (宿迁学情调研)通过以下实验可证明氨基乙酸晶体中同时存在羧基和氨基,请回答下列问题。
(1) 在一支试管中加入2 mL蒸馏水,再加入1滴极稀的烧碱溶液,在此溶液中加入两滴酚酞试液,此时溶液稍显粉红色,然后加入一小粒氨基乙酸晶体,溶液的粉红色褪去。说明氨基乙酸分子中有     基,显示出了    性,反应的离子方程式为                        ,此时生成的盐仍含有游离的    基,而具有    性。
(2) 同样在盛有蒸馏水的试管中加入紫色石蕊试液及一滴稀盐酸,使溶液稍显红色,然后加入一小粒氨基乙酸晶体,溶液由红色变为紫色,说明了氨基乙酸分子中有    基,显示出了    性,反应的离子方程式为       
            ,此时生成的盐因仍含有游离的     基,而具有    性。
课时1 氨基酸的组成、结构与性质
【活动方案】
活动一
蛋白质是构成生命的主要基础物质,几乎全部生命活动最终都是通过蛋白质来实现的,没有蛋白质就没有生命。蛋白质是由多种不同的氨基酸构成的,核酸是决定蛋白质生物合成的物质,因此,研究氨基酸、蛋白质、核酸这些基本的生命物质的结构和性质,有助于人类揭开生命现象的本质。
活动二
1. (1) 20 蛋白质氨基酸 手性 L (2) 前三个字母 甘 亮
2. (1) 氨基 氨基酸 α-氨基酸
(2)  氨基(—NH2) 羧基(—COOH)
(3) 8 必需氨基酸 半必需氨基酸
3. —COOH —NH2 两性 内盐
(1) 内盐 高 不易 无色晶体
(2) a. +HCl―→
b. +NaOH―→+H2O
c. 当溶液中的氨基酸主要以两性离子的形态存在时,它在水中的溶解度最小,可以形成晶体析出。不同的氨基酸出现上述变化的pH各不相同,通过控制溶液的pH,可分离不同的氨基酸,也可分离不同的多肽和蛋白质分子。
(3) 取1 mL 0.1%的茚三酮溶液,加入1%的甘氨酸溶液,将试管放入热水浴中,可得到紫蓝色的化合物。凡含有—NH2的α氨基酸遇茚三酮均显紫色反应,该显色反应非常灵敏,是鉴定氨基酸最简便的方法。在法医学上曾通过该反应检验指纹。
(4) 肽 酰胺 二肽
(5) 两个 左 右 甘-丙
(6) 二肽是由两个氨基酸分子脱去一分子水形成的含有肽键的化合物,分子中有一个肽键;三肽是由三个氨基酸分子脱去两分子水形成的,有两个肽键;n肽是由n个氨基酸分子脱去(n-1)个水分子形成的,其中含有(n-1)个肽键。
活动三
1. 甘-甘 丙-丙 甘-丙 丙-甘
2. 6种 24种
3. 氨基酸的种类和连接方式的不同是造成生物多样性的直接原因。
【课堂反馈】
1. A 该物质中的六元环为苯环,能发生加成反应,分子中存在氨基和羧基,具有两性,也能发生分子间的脱水反应,故选A。
2. D 天然氨基酸熔点较高,室温下均为无色晶体,一般都能溶于水,A正确;氨基酸中的氨基、羧基都不能水解,故不能发生水解反应,B正确;氨基酸是两性化合物,氨基能与酸反应、羧基能与碱反应,均生成盐,C正确;二肽中的“二”指的是发生反应的氨基酸的数目,并不是生成物中肽键的数目,D错误。
3. C 分子中含有4个饱和碳原子,所有碳原子不在同一条直线上,A错误;含有—NH2,具有碱性,B错误;—COOH、—SH均可与Na反应,1 mol青霉氨基酸与足量的金属钠反应可生成1 mol H2,D错误。
4. C 甘氨酸含有氨基,能够结合H+,表现出碱性,还含有羧基,能够电离产生H+,与碱发生中和反应,因此又表现出酸性。故甘氨酸既有酸性,又有碱性,故选C。
5. B 青霉素氨基酸中氨基在羧基的α 碳上,属于α 氨基酸,A正确;青霉素氨基酸分子中含有羧基、氨基,能够发生缩聚反应生成多肽,不是加聚反应,B错误;分子中含有5种不同化学环境的氢原子,核磁共振氢谱共有5个峰,C正确;使用青霉素前要进行皮肤敏感试验,否则有些患者会因为对青霉素过敏严重导致死亡,D正确。
6. D 断裂肽键,氨基上增加一个氢原子,羰基上增加一个羟基,所以合成这种二肽的氨基酸是和,D正确。
7. C 氨基酸分子中含有—COOH,可发生酯化反应和中和反应;含有—NH2和—COOH,可发生成肽反应;氨基酸是构成蛋白质的基础物质,不能发生水解反应,故选C。
8. B 生物体内的蛋白质的基本组成单位是各种α 氨基酸,α 氨基酸的通式为,A正确;人体内所有氨基酸不是均可以相互转化的,B错误;两个氨基酸脱水缩合可形成二肽,C正确;人体内氨基酸分解代谢的最终产物是水、二氧化碳和尿素,D正确。
9. D 氨基酸熔点较高,室温下均为晶体,一般能溶于水而难溶于乙醇、乙醚,A正确;氨基酸分子间能发生成肽反应,但氨基酸都不能发生水解反应,B正确;氨基酸是两性化合物,能与酸、碱反应生成盐,C正确;天然蛋白质水解的最终产物是多种α 氨基酸,D错误。
10. C 苯环上共有两个取代基,其中一个为—NO2,则另一个为—C3H7,—C3H7有两种结构:—CH2CH2CH3和,考虑到两个取代基的位置有“邻”“间”“对”3种,则符合条件的同分异构体共6种,C正确。
11. (1) —COOH 
+NaOH―→+H2O
(2) —NH2 +HCl―→
(3) ―→
+H2O
(4) ―→
12. (1) 羧 酸  氨 碱
(2) 氨 碱 羧 酸