免费【苏教版】2018年高中化学选修五：5.2《氨基酸、蛋白质、核酸》教学案含教学反思教学设计说课稿案例详细信息
| 宜城教育资源网www.ychedu.com免费【苏教版】2018年高中化学选修五：5.2《氨基酸、蛋白质、核酸》教学案含教学反思教学设计说课稿案例1．羧酸中的官能团是什么？它能否与NaOH溶液发生反应？提示：羧酸中的官能团为－COOH，它能与NaOH溶液发生反应生成－COONa。2．蛋白质是由哪些元素组成的？蛋白质能否发生水解反应？淀粉、油脂、蛋白质是否都是天然高分子化合物？提示：蛋白质的组成元素除C、H、O外，还含有N、S、P等；蛋白质能发生水解反应；淀粉、蛋白质是天然高分子化合物，油脂不属于高分子化合物。3．如何鉴别蚕丝和人造丝？提示：蚕丝为蛋白质，人造丝属于纤维素，可以用灼烧的方法鉴别蚕丝和人造丝。[新知探究] 探究1什么是氨基？α?氨基酸的结构通式是怎样的？提示：氨基是指氨分子(NH3)中去掉一个氢原子后剩余的部分(－NH2)。α?氨基酸的结构通式为。探究2甘氨酸(α?氨基乙酸)具有两性，你能写出甘氨酸与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式吗？探究3有两种氨基酸，分别是甘氨酸和丙氨酸，两分子氨基酸之间脱水能形成几种二肽？试写出它们的结构简式。提示：甘氨酸两分子脱水形成二肽，；丙氨酸两分子脱水形成二肽：；甘氨酸与丙氨酸分子间脱水形成两种二肽：，共形成四种二肽。[必记结论]1．组成和结构(1)组成：氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的H被氨基取代后的产物。(2)结构：α?氨基酸的结构简式可表示为，α?C为手性碳原子。其官能团为－COOH和－NH2。(3)常见的氨基酸：2．氨基酸的化学性质(1)两性：氨基酸分子中既含有氨基(显碱性)，又含有羧基(显酸性)，因此，氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐。(2)成肽反应：概念：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，称为成肽反应。[成功体验]1．关于氨基酸的下列叙述中，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α?氨基酸、β?氨基酸等多种氨基酸解析：选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；氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐；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；天然蛋白质水解的最终产物是多种α?氨基酸。2．α?氨基酸的水溶液中存在下列平衡：当把丙氨酸溶于水，处于电离平衡状态且使溶液呈强碱性时，存在最多的溶质微粒是()解析：选B当加入强碱时，OH－与H3O＋反应生成水，使丙氨酸的电离平衡向左移动，其结果是溶液中RCHNH2COO－的浓度增加。[新知探究]探究1在临床上如何解救误服重金属盐的病人？提示：解救Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐中毒的病人时常让他们服用大量生鸡蛋、牛奶或豆浆，这是因为生鸡蛋、牛奶和豆浆中含有的丰富蛋白质可与Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐反应，起到解毒作用。探究2为什么医院一般使用酒精、蒸煮、高压或紫外线等方法进行消毒杀菌？提示：酒精、蒸煮、高压和紫外线等方法可以使细菌、病毒中的蛋白质变性死亡，起到消毒、杀菌作用。探究3如何分离提纯蛋白质？提示：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轻金属盐溶液，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。探究4酶是蛋白质吗？酶的催化作用具有什么特点？提示：酶是蛋白质。酶催化作用的特点有：①条件温和，不需加热；②具有高度的专一性；③具有高效的催化作用。[必记结论]1．蛋白质的组成与结构(1)蛋白质的组成：蛋白质是由多种氨基酸脱水形成的高分子化合物。由C、H、O、N、S等元素组成。(2)蛋白质的结构：2．蛋白质的性质(1)两性：蛋白质的结构中含有－NH2和－COOH，因此既能与酸反应又能与碱反应，是两性分子。(2)水解：蛋白质在酸、碱或酶的作用下，水解生成相对分子质量较小的多肽化合物，最终水解得到各种氨基酸。天然蛋白质水解的最终产物都是α?氨基酸。水解原理：水解过程：(3)盐析：①概念：向蛋白质溶液中加入大量的浓盐溶液[如NaCl、(NH4)2SO4溶液等]，使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用称为盐析。②加入的盐：轻金属盐或铵盐，如Na2SO4、(NH4)2SO4等。③特点：盐析不影响蛋白质的结构和生物活性，是物理过程，具有可逆性。④利用盐析可分离提纯蛋白质。(4)变性：①概念：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性。②影响蛋白质变性的因素：(5)颜色反应：①含苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色。②蛋白质遇双缩脲试剂显紫玫瑰色。③蛋白质遇茚三酮试剂显蓝紫色。(6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的味。3．酶的催化特点[成功体验]3．下列关于蛋白质性质的说法中，不正确的是()A．往蛋白质溶液中加入任何盐溶液，都会使蛋白质发生变性B．蛋白质水解的最终产物是多种氨基酸C．微热条件下，有些蛋白质遇到浓硝酸时会显黄色D．蛋白质既能与强酸反应又能与强碱反应解析：选A当往蛋白质溶液中加入浓的Na2SO4、(NH4)2SO2等盐溶液时，蛋白质会发生盐析，而往蛋白质溶液中加入可溶性重金属盐溶液时，蛋白质才会发生变性。4．下列物质中：①K2SO4、②HCHO、③MgSO4、④Hg(NO3)2、⑤NH4Cl、⑥KOH，能使蛋白质发生盐析的是__________，能使蛋白质变性的是________。解析：向蛋白质溶液中加入铵盐，(如NH4Cl)、轻金属盐(如K2SO4、MgSO4)时蛋白质会发生盐析；而加入可溶性重金属盐[如Hg(NO3)2]、强碱(如KOH)、甲醛(HCHO)能使蛋白质变性。答案：①③⑤②④⑥[新知探究]探究1核酸是高分子化合物吗？它在哪些生命现象中起着决定作用？提示：核酸是高分子化合物；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作用。探究2核酸能否发生水解反应？提示：能；核酸水解得到核甘酸。[必记结论]1．核酸的概念核酸是一类含磷的生物高分子化合物，一般由几千到几十万个原子组成，相对分子质量可达十几万至几百万。因最早由细胞核中分离得到，而且具有酸性而得名。2．核酸的分类[成功体验]5．下列有关核酸的说法中不正确的是()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解析：选C核酸是含磷的生物高分子化合物，据组成可分为DNA和RNA，DNA大量存在于细胞核中。6．DNA是生物体的重要组成物质，在它的碱基对中储存着遗传信息，与生物的生长、发育等正常生命活动以及癌变、突变等异常生命活动密切相关。下列有关DNA的说法正确的是()A．核酸就是DNAB．DNA水解得到的碱基含尿嘧啶(U)C．DNA水解的最终产物之一戊糖是二糖D．基因的化学本质是DNA分子中能代表某一遗传性状的核苷酸系列解析：选D核酸包括DNA和RNA，所以A错误。DNA水解得到的碱基有四种，分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。RNA才能得到尿嘧啶(U)，所以B错误。最简单的单糖是甘油醛，是丙糖，所以最简单的二糖至少是己糖，所以C错误。---------------[关键语句小结]----------------1．α?氨基酸的结构为，氨基酸具有两性，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应。氨基酸分子间脱水可形成肽键。2．蛋白质分子结构中含有肽键，天然蛋白质水解的最终产物是α?氨基酸。3．蛋白质的性质可概括为水解、盐析、变性、颜色反应、灼烧有烧焦羽毛的气味。4．蛋白质遇铵盐、轻金属盐可发生盐析，该过程为可逆过程，可用于蛋白质的提纯。5．加热、强酸、强碱、重金属盐、乙醇、紫外线等能使蛋白质变性。6．核酸包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)，它们对遗传信息的储存、蛋白质的生物合成起着决定性作用。[例1]某物质的球棍模型如图所示，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．该物质既可以与强酸反应也可以与强碱反应D．该物质可以聚合成高分子物质解析：选AA项，根据该有机物的球棍模型可知其结构简式为。氨基酸缩合的常见类型(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：1．将甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸混合，在一定条件下生成的二肽共有多少种？提示：共有9种。具体分析过程如下：①自身形成的二肽有3种；②甘氨酸分别与丙氨酸、苯丙氨酸形成的二肽有2种；③丙氨酸分别与甘氨酸、苯丙氨酸形成的二肽有2种；④苯丙氨酸分别与甘氨酸、丙氨酸形成的二肽有2种。[例2](好题共享·选自鲁科版教材P92·T4)是一种由三种α?氨基酸分子脱水缩合生成的五肽的结构简式，这种五肽彻底水解时，不可能产生的氨基酸是()解析：选D蛋白质水解时是从肽键()处断裂而生成氨基酸，该五肽水解生成的α?氨基酸分别为：(1)抓住肽键""的断键规律，即从虚线处断开。(2)接生成，而接H生成。2．有一分子式为C8H14N2O5的二肽，经水解得丙氨酸和另一种氨基酸X，则X分子组成可能是()A．C3H7NO3B．C5H9NO4C．C5H11NO5D．C5H7NO4[例3]为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是"人造丝"，可选用的方法是()①滴加浓硝酸②滴加浓硫酸③滴加酒精④灼烧A．都能选用B．都不能选用C．②③D．①④解析：选D蚕丝的成分是蛋白质，而人造丝主要成分为纤维素，故可用蛋白质的性质来鉴别。蛋白质的检验方法(1)蛋白质的颜色反应，蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜色反应，可用于鉴别蛋白质的存在。常用试剂及现象为：①茚三酮反应：在加热条件下，氨基酸或肽与茚三酮反应生成紫色(与脯氨酸反应生成黄色)化合物的反应；②硝化反应：蛋白质中含有苯环的氨基酸，遇浓硝酸发生硝化反应而生成黄色硝基化合物的反应；③双缩脲反应：蛋白质与新配制的碱性硫酸铜溶液反应，呈紫玫瑰色，称为双缩脲反应。(2)灼烧法：灼烧蛋白质，可闻到烧焦羽毛气味。这一现象可用于丝绸、羊毛等动物性纤维(蛋白质)与其他类纤维的区分。3．能用于鉴别淀粉、肥皂和蛋白质三种溶液的试剂是()A．碘水B．烧碱溶液C．浓硝酸D．MgSO4溶液解析：选C蛋白质与浓硝酸作用变黄色；肥皂液与浓硝酸作用会产生难溶于水的高级脂肪酸沉淀；而淀粉与浓硝酸不反应。1．下图表示蛋白质分子结构的一部分，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是()A．只有①②B．只有①C．只有②D．①②③④解析：选C蛋白质是氨基酸中氨基和羧基脱水形成肽键而进一步形成的，则蛋白质发生水解反应时，从肽键中断开"C－N"键。2．甘氨酸在NaOH溶液中存在的形式是()解析：选D在NaOH溶液中甘氨酸分子中的羧基与氢氧根离子发生中和反应。3．下列过程不属于化学变化的是()A．在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出B．皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色C．在蛋白质溶液中，加入硫酸铜溶液，有沉淀析出D．用稀释的福尔马林溶液(0.1%～0.5%)浸泡植物种子解析：选AA项在蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，是盐析过程，析出的蛋白质性质并无变化，即没有新物质生成，加水后，析出的蛋白质仍能溶解，A项不是化学变化；B项皮肤不慎沾上浓硝酸显黄色属于蛋白质的颜色反应，是化学变化；C项在蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液，析出沉淀是因为蛋白质变性，是化学变化；D项用稀释的福尔马林溶液杀死种子上的细菌和微生物，即使这些生物体的蛋白质发生变性反应，是化学变化。故选A。4．L?多巴是一种有机物，它可用于帕金森综合征的治疗，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．既没有酸性，又没有碱性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，没有酸性解析：选B结构决定性质。分析L?多巴的结构简式可知，分子中含有－COOH和酚羟基，该物质应具有酸性；该物质中又含有－NH2，所以又应具有碱性。5．营养品和药品都是保证人类健康不可缺少的物质，其性质和制法是化学研究的主要内容。已知酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸，它的结构简式是(1)酪氨酸能发生的化学反应类型有________。A．取代反应B．加成反应C．酯化反应D．中和反应(2)在酪氨酸的同分异构体中，同时满足如下三个条件的，除酪氨酸外还有________种。①属于氨基酸且"碳骨架"与酪氨酸相同；②羟基直接连在苯环上；③氨基(NH2)不与苯环直接相连。(3)已知氨基酸能与碱反应，写出酪氨酸与足量的NaOH溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：COOH能发生酯化反应、中和反应，含有苯环可发生取代反应和加成反应。符合条件的同分异构体包括：答案：(1)ABCD(2)51．组成最简单的氨基酸是()A．苯丙氨酸B．丙氨酸C．谷氨酸D．甘氨酸解析：选D甘氨酸的结构简式为H2NCH2COOH，它是组成最简单的氨基酸。2．酶是蛋白质，能催化多种化学反应，下列表示温度与化学反应速率的关系曲线中，以酶作催化剂的是()解析：选C酶的催化作用需要适宜的温度，在合适温度下催化效率最高，当温度超过一定范围会失去催化作用。3．下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是()A．蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质析出，虽再加水，也不溶解B．重金属盐能使蛋白质凝结，所以误食重金属盐会中毒C．浓硝酸溅在皮肤上，使皮肤呈黄色是由于浓硝酸和蛋白质发生了颜色反应D．蛋白质溶液具有丁达尔效应解析：选AA项为蛋白质的盐析过程，但是盐析是可逆的，即析出的蛋白质可以溶解，错误；B项为变性过程，正确；C项为蛋白质的颜色反应，正确；D项，蛋白质溶液为胶体，具有丁达尔效应，正确。4．分子式为C3H7O2N的有机物经实验分析，发现有如图所示的分子中原子的连接顺序，则此有机物一定是()A．硝基化合物B．硝酸酯C．α?氨基酸D．蛋白质解析：选C每个碳原子的总键数为4，每个氮原子的总键数为3，每个氧原子的键数为2，氢原子只有一个键。显然斜向相连的三个大白球应为碳原子，与最下方的碳原子相连的两个中白球应为氧原子，从键数看，下方的氧与碳之间应为双键，黑球应为N原子，最小的白球是氢原子。5．形成蛋白质分子结构的层次，从小到大依次是()①氨基酸②C、H、O、N等元素③氨基酸脱水缩合④一条或几条多肽链连接在一起⑤多肽⑥蛋白质A．②→①→③→④→⑥→⑤B．①→②→③→④→⑥→⑤C．②→①→⑥→③→④→⑤D．②→①→③→⑤→④→⑥解析：选D蛋白质是由C、H、O、N等元素组成的，氨基酸通过缩合而成多肽，一条或几条多肽链连接在一起而形成蛋白质。6．下列关于酶的叙述中，错误的是()A．酶是一种氨基酸B．酶的催化条件通常较温和C．酶是生物体中重要的催化剂D．酶在重金属盐作用下会失去活性解析：选A酶是蛋白质而不是氨基酸。7．[双选]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．蛋白质盐析的实验用品：试管、醋酸铅溶液、鸡蛋白溶液D．用甘氨酸()和丙氨酸()缩合最多可形成4种二肽解析：选BC乙酸含有羧基，酸性比碳酸强，可与NaHCO3溶液反应生成CO2，A正确；油脂是高级脂肪酸的甘油酯，不属于高分子化合物，B错误；醋酸铅是重金属盐，会使蛋白质变性，在蛋白质的盐析实验中不会用到，C错误；两种物质自身缩合可形成2种二肽，交叉缩合可形成2种二肽，共可形成4种二肽，D正确。8．美国科学家马丁·查非(MartinChalfie)、美国华裔化学家钱永健(RogerTsien)以及日本科学家下村修(OsamuShimomura)因发现和研究绿色荧光蛋白(greenfluorescentprotein，GFP)而获得诺贝尔化学奖。GFP在紫外线照射下会发出鲜艳绿光。下列有关说法正确的是()A．重金属离子能使GFP变性B．天然蛋白质属于纯净物C．GFP发出荧光是蛋白质的颜色反应D．蛋白质通常用新制氢氧化铜悬浊液检验解析：选A蛋白质是高分子化合物，高分子化合物都是混合物；由题可知研究绿色荧光蛋白，C不正确。新制Cu(OH)2悬浊液是检验醛基的存在。9．下列物质中，能与酸反应，也能与碱反应，还能发生水解反应的是()①Al(OH)3②氨基酸③NaHCO3④淀粉⑤蛋白质⑥纤维素⑦A．①②⑤B．③⑤⑦C．④⑤⑥D．①③⑦解析：选BNaHCO3为弱酸的酸式盐，可与酸反应生成CO2，也可与碱反应生成Na2CO3，同时能发生水解反应(盐的水解)；在和蛋白质分子中含－NH2和－COOH，既能和酸反应，也能和碱反应，二者都能在一定条件下发生水解反应，故B正确。10．某种解热镇痛药的结构简式为，当它完全水解时，可得到的产物有()A．2种B．3种C．4种D．5种解析：选C该有机物分子中含有3个可水解官能团，包括两个和一个，完全水解后可得4种产物。11．下列是某蛋白质的结构片段：(1)上述蛋白质的结构片段的水解产物中不属于α?氨基酸的结构简式是________________。(2)上述蛋白质的结构片段水解后的氨基酸中，某氨基酸碳氢原子数比值最大。①该氨基酸与NaOH反应的化学方程式为______________________________________。②该氨基酸二分子缩合形成环状物质的分子式为__________________________。(3)已知上述蛋白质结构片段的化学式量为364，则水解生成的各种氨基酸的式量之和为__________。解析：根据蛋白质的水解规律，可得该蛋白质的结构片段水解生成如下的氨基酸：不属于α?氨基酸，在分子中碳氢原子数比值最大，其分子式为C8H9NO2，两分子缩合形成环状物质时应脱去两分子H2O，根据原子守恒可知所得缩合物的分子式为C16H14N2O2。水解生成了4种氨基酸，相应的增加了4个H2O分子的式量，即水解生成的各种氨基酸的式量之和为364＋72＝436。②C16H14N2O2(3)43612．(1)已知氨基直接连在苯环上显碱性，连在苯环上显中性。分子式为C7H7NO2的有机物，其结构中有一个苯环和两个侧链。试写出它的四个同分异构体A、B、C、D的结构简式，其中要求A既有酸性又有碱性，B只有酸性，C只有碱性，D显中性。A________；B________；C________；D________。(2)紫杉醇是一种新型抗癌药，其分子式为C47H51NO14，它是由如下的A酸和B醇生成的一种酯。B．ROH(R是一个含C、H、O元素的基团)。①A可在无机酸催化下水解，其反应的化学方程式是________________________________________________________________________。②A水解所得的氨基酸不是天然蛋白质的水解产物，因为其氨基不在羧基的________(填希腊字母)位上。解析：(1)分子结构中必须有一个苯环和两个侧链。再结合要求A既显酸性又显碱性，应该考虑氨基酸；B显酸性，首先考虑含羧基，但氮无法安排，不满足条件，所以只能含""；C只显碱性，考虑含NH2，不含羧基或酚羟基；D显中性，按题意应先考虑含""，但不满足两个侧链的条件，故为。(2)观察A的结构简式发现，A分子中存在一个""结构，在无机酸作用下水解断裂的键是该结构中的N－C键。因为天然蛋白质水解的最终产物为α?氨基酸，可知其氨基不在羧基的α位上。13．(安徽高考)F是新型降压药替米沙坦的中间体，可由下列路线合成：(1)A→B的反应类型是________，D→E的反应类型是________，E→F的反应类型是________。(2)写出满足下列条件的B的所有同分异构体__________________________(写结构简式)。①含有苯环②含有酯基③能与新制Cu(OH)2反应(3)C中含有的官能团名称是________。已知固体C在加热条件下可溶于甲醇，下列C→D的有关说法正确的是________。a．使用过量的甲醇，是为了提高D的产率b．浓硫酸的吸水性可能会导致溶液变黑c．甲醇既是反应物，又是溶剂d．D的化学式为C9H9NO4(4)已知在一定条件下可水解为，F在强酸和长时间加热条件下发生水解反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：根据前后关系推出B、C结构简式即可。答案：(1)氧化反应还原反应取代反应 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