鲁科版化学高中二年级选修有机化学第2章 第4节 氨基酸和蛋白质课件（共20张PPT）
文档属性
| 名称 | 鲁科版化学高中二年级选修有机化学第2章 第4节 氨基酸和蛋白质课件（共20张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-05-19 07:14:43 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第3课 氨基酸和蛋白质
高中化学 高二年级
学习目标
内容要求 学业要求
1．认识氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。
2．认识蛋白质的组成、结构特点和主要性质。
3．知道氨基酸和蛋白质的关系，了解氮基酸、蛋白质与人体健康的关系。
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．能辨识蛋白质结构中的肽键。
2．能说明蛋白质的基本结构特点。
3．能判断氨基酸的缩合产物、多肽的水解产物。
4．能分析说明氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。
蛋白质是生命的物质基础，是生命活动的主要承担者。蛋白质在机体中发挥着多种生理作用，如：
调节功能，如胰岛素调节糖的代谢
催化功能，如淀粉酶、胃蛋白酶的催化作用
运输功能，如血红蛋白输送氧
运动功能，如肌肉的运动
免疫功能，如免疫球蛋白
保护功能，如指甲、头发等
供能功能，如蛋白质氧化为机体提供能量
致病作用，如病毒蛋白可以致病
毒害作用，如毒蛋白等
新冠病毒Nsp15蛋白
新冠病毒的冷冻电镜结果
解析蛋白质结构对于新药研发和疾病治疗
有着重要的意义
新冠病毒中Nsp15的结构与SARS病毒中蛋白质的结构相似程度高达89%
我国科学家在生命科学研究领域中的贡献
1965年，我国科学家汪猷、邢其毅、钮经义等首次由氨基酸合成了结晶牛胰岛素，这是世界上第一个人工合成、与天然产物性质完全相同、有生物活性的蛋白质。
20世纪90年代，我国科学家在人类基因组计划中承担了3000万个碱基对的测序任务。
蛋白质组学是后基因组时代一项重要的生命科学的研究手段，2001年的Science杂志把蛋白质组学列为六大研究热点之一。2002年，我国科学家领导的人类肝脏蛋白质组计划正式启动，这标志着我国科学家已经站在了生命科学研究领域的最前沿。
1、定义：
羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物叫做氨基酸。
R-CH-COOH
NH2
2、官能团：
－NH2和－COOH
α-氨基酸：羧酸分子中与羧基直接相连的碳原子称为α-碳原子，α-碳原子上的氢原子被氨基取代后的产物称为α-氨基酸
一、氨基酸
3、常见的α-氨基酸
α-氨基乙酸（甘氨酸）
CH2-COOH
NH2
α-氨基丙酸（丙氨酸）
CH3 -CH-COOH
NH2
2-氨基-1,5-戊二酸 （谷氨酸 ）
HOOC– CH2 – CH2 - CH- COOH
NH2
CH2 -CH-COOH
NH2
α－氨基苯丙酸（苯丙氨酸）
4、人体必需氨基酸
赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、
苯丙氨酸、色氨酸
5、氨基酸的性质
天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，在200-300℃熔化时分解。大多数能溶于水，难溶于乙醇、乙醚。
物理性质
化学性质
R–CH–COOH
NH2
氨基典型反应
官能团分析：
羧基典型反应
能与强碱溶液反应
能与强酸溶液反应
CH2—COOH
NH2
+ HCl →
CH2—COOH
NH3+Cl-
盐酸甘氨酸
CH2—COOH
NH2
+NaOH→
CH2—COONa
NH2
+H2O
甘氨酸钠
（1）两性
（2）缩合
取代反应
H2O
(羧基脱羟基，氨基脱氢)
H2O
H-N-CH2-C-N-CH2-C-OH
=
O
=
O
H
H
=
O
H-N-CH2-C-N-CH2-C-N-CH2-C-OH
=
O
=
O
H
H
H
酰胺键/肽键
二肽
三肽
三肽以上均可称为多肽
成肽反应
思考：甘氨酸和丙氨酸可以生成几种二肽？
—H2O
H-N-CH2-C-OH +
=
O
H
=
O
H-N-CH-C-OH
CH3
H
H-N-CH2-C-
=
O
H
=
O
N-CH-C-OH
CH3
H
—H2O
H-N-CH2-C-OH
=
O
H
=
O
H-N-CH-C-OH +
CH3
H
H-N-CH-C-
=
O
H
=
O
N-CH2-C-OH
CH3
H
甘-丙二肽
丙-甘二肽
二、蛋白质
1、蛋白质的组成
蛋白质
组成元素：
组成基本结构单元：
相对分子质量：
C、H、O、N、S (P)等
α-氨基酸
几万----几千万
天然有机高分子化合物
性质1：盐析
蛋白质溶液中加浓的轻金属盐溶液〔如Na2SO4、(NH4)2SO4等〕,可使蛋白质的溶解度减小, 而从溶液中析出----盐析
盐析是一个可逆的过程，故不影响蛋白质的性质。
利用多次盐析和溶解的方法分离、提纯蛋白质。
性质2：变性
在热、酸、碱、重金属盐、甲醛、酒精、紫外线等作用下，蛋白质失去原有的可溶性而凝结，同时丧失了生理活性。这种过程是不可逆的。
可利用该性质进行杀菌、消毒。
性质3：颜色反应
蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜色反应。如某些蛋白质（含有苯环的蛋白质）跟浓硝酸作用时会变黄色。
用于鉴别蛋白质的存在
性质4：灼烧产生烧焦羽毛的气味
区分“毛线、棉线”，“人造丝、蚕丝”
●归纳：检验蛋白质的方法
(1)灼烧；(2)颜色反应。
现在有某蛋白质的结构片段，试推断其具有什么化学性质？
性质5：两性
不同的蛋白质水解最终生成各种氨基酸
HO
H
(结构中含有肽键，能够水解)
性质6：水解
H
H—N—CH2—C—
—N—CH2—C—OH
O
H
O
三、酶
2.酶的催化作用具有的特点：
（3）具有高效性,
一种酶只催化一种反应。
正常体温、血液pH约为7
（1）条件温和
（2）具有高度的专一性,
是普通催化剂的107～1013倍。
1.定义
一种高效的生物催化剂。生物体内的大多数酶是蛋白质。
组成
性质
结构
性质
缩合
水解
α-氨基酸 多肽 蛋白质
缩合
水解
氨基
羧基
两性
缩合
1.盐析 2.变性
3.颜色反应 4.灼烧
5.两性 6.水解
用途
随堂练习
1、关于氨基酸的下列叙述中，正确的是 ( )
A. 天然氨基酸都是无色晶体，一般难溶于水而易溶于乙醇
B. 氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐
C. 氨基酸的结构式都可表示为
D. 氨基酸在一定条件下可发生成肽反应、酯化反应和水解反应
B
2、下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是 ( )
①NaHCO3 ②(NH4)2S ③Al(OH)3 ④蛋白质
⑤H2N-CH2-COOH ⑥CH3COOH ⑦ NH4Cl ⑧ CH3COOC2H5
A.①②⑦ B.①②④⑥ C.⑤⑥ D.①②③④⑤⑧
D
(1)多元弱酸的酸式盐； (2)弱酸的铵盐； (3)具两性的物质；
(4)氨基酸和蛋白质； (5)酯类物质；
随堂练习
3、下列过程中，不可逆的是（ ）
A.蛋白质的盐析 B.酯在酸性条件下的水解
C.蛋白质白变性 D.氯化铁的水解
C
4、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.CuSO4溶液
C.饱和Na2SO4溶液 D.浓硫酸
C
5、将甘氨酸和丙氨酸混合起反应生成各种二肽，可能的连结方式有多少种？( )
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
D
第3课 氨基酸和蛋白质
高中化学 高二年级
学习目标
内容要求 学业要求
1．认识氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。
2．认识蛋白质的组成、结构特点和主要性质。
3．知道氨基酸和蛋白质的关系，了解氮基酸、蛋白质与人体健康的关系。
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．能辨识蛋白质结构中的肽键。
2．能说明蛋白质的基本结构特点。
3．能判断氨基酸的缩合产物、多肽的水解产物。
4．能分析说明氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。
蛋白质是生命的物质基础，是生命活动的主要承担者。蛋白质在机体中发挥着多种生理作用，如：
调节功能，如胰岛素调节糖的代谢
催化功能，如淀粉酶、胃蛋白酶的催化作用
运输功能，如血红蛋白输送氧
运动功能，如肌肉的运动
免疫功能，如免疫球蛋白
保护功能，如指甲、头发等
供能功能，如蛋白质氧化为机体提供能量
致病作用，如病毒蛋白可以致病
毒害作用，如毒蛋白等
新冠病毒Nsp15蛋白
新冠病毒的冷冻电镜结果
解析蛋白质结构对于新药研发和疾病治疗
有着重要的意义
新冠病毒中Nsp15的结构与SARS病毒中蛋白质的结构相似程度高达89%
我国科学家在生命科学研究领域中的贡献
1965年，我国科学家汪猷、邢其毅、钮经义等首次由氨基酸合成了结晶牛胰岛素，这是世界上第一个人工合成、与天然产物性质完全相同、有生物活性的蛋白质。
20世纪90年代，我国科学家在人类基因组计划中承担了3000万个碱基对的测序任务。
蛋白质组学是后基因组时代一项重要的生命科学的研究手段，2001年的Science杂志把蛋白质组学列为六大研究热点之一。2002年，我国科学家领导的人类肝脏蛋白质组计划正式启动，这标志着我国科学家已经站在了生命科学研究领域的最前沿。
1、定义：
羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物叫做氨基酸。
R-CH-COOH
NH2
2、官能团：
－NH2和－COOH
α-氨基酸：羧酸分子中与羧基直接相连的碳原子称为α-碳原子，α-碳原子上的氢原子被氨基取代后的产物称为α-氨基酸
一、氨基酸
3、常见的α-氨基酸
α-氨基乙酸（甘氨酸）
CH2-COOH
NH2
α-氨基丙酸（丙氨酸）
CH3 -CH-COOH
NH2
2-氨基-1,5-戊二酸 （谷氨酸 ）
HOOC– CH2 – CH2 - CH- COOH
NH2
CH2 -CH-COOH
NH2
α－氨基苯丙酸（苯丙氨酸）
4、人体必需氨基酸
赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、
苯丙氨酸、色氨酸
5、氨基酸的性质
天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，在200-300℃熔化时分解。大多数能溶于水，难溶于乙醇、乙醚。
物理性质
化学性质
R–CH–COOH
NH2
氨基典型反应
官能团分析：
羧基典型反应
能与强碱溶液反应
能与强酸溶液反应
CH2—COOH
NH2
+ HCl →
CH2—COOH
NH3+Cl-
盐酸甘氨酸
CH2—COOH
NH2
+NaOH→
CH2—COONa
NH2
+H2O
甘氨酸钠
（1）两性
（2）缩合
取代反应
H2O
(羧基脱羟基，氨基脱氢)
H2O
H-N-CH2-C-N-CH2-C-OH
=
O
=
O
H
H
=
O
H-N-CH2-C-N-CH2-C-N-CH2-C-OH
=
O
=
O
H
H
H
酰胺键/肽键
二肽
三肽
三肽以上均可称为多肽
成肽反应
思考：甘氨酸和丙氨酸可以生成几种二肽？
—H2O
H-N-CH2-C-OH +
=
O
H
=
O
H-N-CH-C-OH
CH3
H
H-N-CH2-C-
=
O
H
=
O
N-CH-C-OH
CH3
H
—H2O
H-N-CH2-C-OH
=
O
H
=
O
H-N-CH-C-OH +
CH3
H
H-N-CH-C-
=
O
H
=
O
N-CH2-C-OH
CH3
H
甘-丙二肽
丙-甘二肽
二、蛋白质
1、蛋白质的组成
蛋白质
组成元素：
组成基本结构单元：
相对分子质量：
C、H、O、N、S (P)等
α-氨基酸
几万----几千万
天然有机高分子化合物
性质1：盐析
蛋白质溶液中加浓的轻金属盐溶液〔如Na2SO4、(NH4)2SO4等〕,可使蛋白质的溶解度减小, 而从溶液中析出----盐析
盐析是一个可逆的过程，故不影响蛋白质的性质。
利用多次盐析和溶解的方法分离、提纯蛋白质。
性质2：变性
在热、酸、碱、重金属盐、甲醛、酒精、紫外线等作用下，蛋白质失去原有的可溶性而凝结，同时丧失了生理活性。这种过程是不可逆的。
可利用该性质进行杀菌、消毒。
性质3：颜色反应
蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜色反应。如某些蛋白质（含有苯环的蛋白质）跟浓硝酸作用时会变黄色。
用于鉴别蛋白质的存在
性质4：灼烧产生烧焦羽毛的气味
区分“毛线、棉线”，“人造丝、蚕丝”
●归纳：检验蛋白质的方法
(1)灼烧；(2)颜色反应。
现在有某蛋白质的结构片段，试推断其具有什么化学性质？
性质5：两性
不同的蛋白质水解最终生成各种氨基酸
HO
H
(结构中含有肽键，能够水解)
性质6：水解
H
H—N—CH2—C—
—N—CH2—C—OH
O
H
O
三、酶
2.酶的催化作用具有的特点：
（3）具有高效性,
一种酶只催化一种反应。
正常体温、血液pH约为7
（1）条件温和
（2）具有高度的专一性,
是普通催化剂的107～1013倍。
1.定义
一种高效的生物催化剂。生物体内的大多数酶是蛋白质。
组成
性质
结构
性质
缩合
水解
α-氨基酸 多肽 蛋白质
缩合
水解
氨基
羧基
两性
缩合
1.盐析 2.变性
3.颜色反应 4.灼烧
5.两性 6.水解
用途
随堂练习
1、关于氨基酸的下列叙述中，正确的是 ( )
A. 天然氨基酸都是无色晶体，一般难溶于水而易溶于乙醇
B. 氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐
C. 氨基酸的结构式都可表示为
D. 氨基酸在一定条件下可发生成肽反应、酯化反应和水解反应
B
2、下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是 ( )
①NaHCO3 ②(NH4)2S ③Al(OH)3 ④蛋白质
⑤H2N-CH2-COOH ⑥CH3COOH ⑦ NH4Cl ⑧ CH3COOC2H5
A.①②⑦ B.①②④⑥ C.⑤⑥ D.①②③④⑤⑧
D
(1)多元弱酸的酸式盐； (2)弱酸的铵盐； (3)具两性的物质；
(4)氨基酸和蛋白质； (5)酯类物质；
随堂练习
3、下列过程中，不可逆的是（ ）
A.蛋白质的盐析 B.酯在酸性条件下的水解
C.蛋白质白变性 D.氯化铁的水解
C
4、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.CuSO4溶液
C.饱和Na2SO4溶液 D.浓硫酸
C
5、将甘氨酸和丙氨酸混合起反应生成各种二肽，可能的连结方式有多少种？( )
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
D