鲁科版 (2019)第4节 羧酸 氨基酸和蛋白质学案及答案

这是一份鲁科版 (2019)第4节 羧酸 氨基酸和蛋白质学案及答案，共10页。学案主要包含了氨基酸，多肽，蛋白质等内容，欢迎下载使用。


一、氨基酸
1．氨基酸的概念：氨基酸是氨基取代了羧酸分子中烃基上的氢原子形成的取代羧酸。
2．氨基酸的结构
各种不同的天然α­氨基酸只是R基团不同。
3．常见氨基酸
4.氨基酸的两性
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)甘氨酸与1­硝基乙烷互为同分异构体。(√)
(2)氨基酸分子中只有一个官能团。(×)
(3)H2NCH2CH2COOH既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应。
(√)
二、多肽
1．一个α­氨基酸分子的羧基与另一个α­氨基酸分子的氨基脱去一分子水所形成的酰胺键()称为肽键，生成的化合物称为肽。
2．由两个氨基酸分子脱水缩合形成的是二肽，由三个氨基酸分子脱水缩合形成的是三肽，二肽及以上均可称为多肽。例如两分子的丙氨酸脱去一分子的水生成二肽。其化学方程式是 ；该反应中，羧基的断键位置是碳氧单键。
氨基酸在人体内通过代谢可以发挥下列一些作用：合成组织蛋白质、变成酸、激素、抗体、肌酸等含氮物质、转变为碳水化合物和脂肪等。
氨基酸形成二肽时最多形成几种？
三、蛋白质
1．蛋白质的概念
由α­氨基酸分子按一定的顺序以肽键连接起来的生物大分子称为蛋白质，其一定含有的官能团是 (肽键)，构成蛋白质的结构单元是α­氨基酸。
2．蛋白质的结构
(1)蛋白质的结构不仅取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。
(2)蛋白质的四级空间结构
你如何鉴别想要购买的毛线是“纯毛”的还是“腈纶”的？
提示：可以用灼烧的方法，“纯毛”毛线灼烧后有烧焦羽毛的气味。
四、酶
1．酶是一种高效的生物催化剂，大多数酶属于蛋白质。
2．酶催化的主要特点：
(1)需要比较温和的条件。
(2)具有高度的专一性。
(3)效率非常高。
[提醒] 酶的性质可以结合蛋白质的性质来掌握，高温可使酶变性失去催化活性。
艾滋病是一种危害性极大的传染病，由感染艾滋病病毒(HIV病毒)引起。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。
[问题1] 两分子半胱氨酸，脱水形成的二肽结构简式是什么？
[问题2] 可与NaOH溶液反应放出氨气吗？为什么？
提示：可以。因可电离产生NHeq \\al(＋,4)，故其与碱加热时会放出NH3。
1．氨基酸的两性
氨基酸分子中的—COOH能电离出H＋，显酸性；氨基能结合H＋，能与酸反应。
2．氨基酸缩合
(1)两分子间缩合
(2)分子间或分子内缩合成环
(3)缩聚成多肽或蛋白质
特别提醒：氨基酸的缩合机理：
，脱去一分子水后形成肽键()。当多肽或蛋白质水解时断裂肽键上的C—N键。
1．如图为两种氨基酸的结构示意图，若2分子氨基酸通过肽键形成二肽，则形成的二肽共有几种结构( )

A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
C [形成的二肽可能为2分子形成的二肽、2分子形成的二肽、的羧基和的氨基脱去一分子水形成的二肽、的羧基和的氨基脱去一分子水形成的二肽，共4种。故选C。]
2．中科院蒋锡夔院士和中科院上海有机化学所计国桢研究员等因在有机分子簇集和自由基化学研究领域取得重大成果，而荣获国家自然科学一等奖。据悉，他们在研究过程中曾涉及如下一种有机物。请根据所示化合物的结构简式回答问题：
(1)该化合物中，官能团⑦的名称是________，官能团①的名称是________。该化合物是由________个氨基酸分子脱水形成的。
(2)写出该化合物水解生成的从左边数第一种氨基酸的结构简式________，写出该氨基酸与氢氧化钠溶液反应的化学方程式__________________________________________。
[解析] 本题考查肽键的水解反应，如图③⑤⑥三处肽键水解断开，生成4种氨基酸。
[答案] (1)羧基 氨基 4
(2)H2NCH2COOH
H2NCH2COOH＋NaOH―→H2NCH2COONa＋H2O
[借题发挥]
(1)该有机物属于蛋白质吗？
提示：不属于，蛋白质分子中通常含有50个以上的肽键，该有机物显然不符合。
(2)该有机物能否发生酯化反应？
提示：能，由于该有机物中含有羧基，可以与羟基发生酯化反应。
1．关于生物体内氨基酸的叙述中错误的是( )
A．构成天然蛋白质的氨基酸分子的结构通式可表示为
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
C．人体内所有氨基酸均可以互相转化
D．两分子氨基酸通过脱水缩合可以形成二肽
C [部分氨基酸可以在人体内相互转化，但是有几种氨基酸在人体内不能合成，必须从食物中获得，称为必需氨基酸，故C错误。]
2．肽键是蛋白质哪级结构中的主键( )
A．一级结构 B．二级结构
C．三级结构 D．四级结构
A [蛋白质分子中各种氨基酸分子脱水缩合形成肽键，按一定顺序排列成链状结构是蛋白质的一级结构。]
3．利用蛋白质变性这一性质可以为我们日常生活和医疗卫生服务。下列实例与蛋白质变性无关的是( )
A．利用高温、紫外线对医疗器械进行消毒
B．将鸡蛋蒸煮后食用
C．给重金属中毒的病人服用蛋白质
D．胃蛋白酶帮助人体消化食物
D [高温、紫外线能使蛋白质变性，A不符合题意；加热能使蛋白质变性，B不符合题意；重金属盐会破坏人体的蛋白质结构而使人中毒，服用蛋白质可防止人体本身的蛋白质被破坏，能用于解毒，C不符合题意；胃蛋白酶帮助人体消化食物，与蛋白质的变性无关，D符合题意。]
4．生命中无时无刻不进行着许许多多的化学反应，这些反应要根据环境的变化和身体的需要而灵活控制、自动调节，以维持生命活动的持续进行，所有这一切都离不开酶。下列有关酶的叙述错误的是( )
A．大多数酶是具有催化功能的蛋白质
B．酶的催化作用具有选择性和专一性
C．高温或紫外线的照射会让酶失去活性
D．酶通常在强酸或强碱的条件下发挥作用
D [大多数酶是具有高效催化作用的蛋白质，酶具有高度的专一性和选择性，在高温或紫外线、强酸、强碱等作用下会使蛋白质变性，失去活性，故D项错误。]
5．苯丙氨酸的结构简式为
(1)该分子中的碱性基团是________，苯丙氨酸与盐酸反应的化学方程式为
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)该分子中的酸性基团是________，苯丙氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式为______________________________________________________________
________________________________________________________________。
学 习 任 务
1.知道氨基酸、蛋白质的结构特点和性质。培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2．知道氨基酸、多肽和蛋白质及三者之间的关系，认识人工合成多肽、蛋白质、核酸的意义及在生命科学发展中的重要作用。培养科学态度和社会责任的化学核心素养。
3．知道酶的催化作用及特点。
俗名
结构
系统命名
甘氨酸
H2N—CH2—COOH
氨基乙酸
丙氨酸
2­氨基丙酸
谷氨酸
2­氨基戊二酸
苯丙氨酸
2­氨基­3­苯
基丙酸
一级结构
α­氨基酸分子脱水缩合形成的多肽是按一定顺序排列的链状结构，这种顺序就是蛋白质的基本结构，也称蛋白质的一级结构
二级结构
在一条多肽链中，不相邻的碳氧双键和氮氢键之间可以形成氢键，使多肽链具有规则的结构，这就构成了蛋白质的二级结构，主要有α­螺旋和β­折叠两种形式
三级结构
在蛋白质二级结构的基础上，同一条多肽链中的氨基酸残基之间可以形成氢键、二硫键(—S—S—)等，使二级结构再按照一定的形状卷曲，这就是蛋白质的三级结构，它是一种三维的空间结构状态
四级结构
由几条相同的多肽链组成的空间结构状态称为蛋白质的均一四级结构，由几条不同的多肽链组成的空间结构状态称为蛋白质的非均一四级结构
探究氨基酸的反应规律