高中化学专题3有机化合物的获得与应用第2单元食品中的有机化合物第5课时教学案苏教版必修2.docx

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高中化学专题3有机化合物的获得与应用第2单元食品中的有机化合物第5课时教学案苏教版必修2

第5课时　蛋白质和氨基酸

[学习目标定位]　1.知道蛋白质的存在、组成及特征性质。

2.知道蛋白质水解最终产物是氨基酸，熟知常见氨基酸及其结构特点。

一、蛋白质的性质

1．存在与组成

（1）存在：

蛋白质广泛存在于生命体内，是组成细胞的基础物质。

动物的肌肉、毛皮、血液等的主要成分都是蛋白质；大多数酶都是蛋白质。

（2）组成：

主要由碳、氢、氧、氮等元素组成，属于天然高分子化合物。

2．蛋白质的盐析

（1）按表中实验操作完成实验，并填写下表：

实验操作

实验现象

实验结论

向（NH4）2SO4饱和溶液中加入鸡蛋清溶液后，有沉淀析出，沉淀加入到蒸馏水中时又溶解

（NH4）2SO4饱和溶液能降低鸡蛋清在水中的溶解度，但不改变鸡蛋清的性质

（2）由实验可知：

①概念：

浓无机盐溶液使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析出的过程叫盐析；

②条件：

浓的轻金属盐溶液或铵盐溶液。

少量的无机盐能促进蛋白质的溶解；

③特点：

盐析是可逆过程，继续加水时，能使沉淀溶解，不影响蛋白质的生理活性。

可用来分离、提纯蛋白质。

3．蛋白质的变性

（1）按表中实验操作完成实验，并填写下表：

实验操作

实验现象

加热后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解

加入CuSO4溶液后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解

加入乙醇的水溶液后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解

实验结论

加热、CuSO4溶液、乙醇都能使蛋白质的性质发生改变

（2）蛋白质的变性是在紫外线照射、加热或加入酸、碱、重金属盐、有机物（乙醇、苯酚、甲醛等）的情况下，蛋白质发生性质上的改变而聚沉的过程。

（3）蛋白质的变性是不可逆的化学变化过程，可以利用这一性质进行杀菌消毒。

4．蛋白质的特征反应

（1）颜色反应：

在盛有鸡蛋清溶液的试管中，滴加浓硝酸，观察到的现象是鸡蛋清溶液变黄色，利用此性质可以鉴别某些蛋白质。

（2）蘸取少量鸡蛋清或取一根头发，放在酒精灯上灼烧，闻气味。

可以闻到有烧焦羽毛的特殊气味，用此性质可鉴别毛料纤维和合成纤维。

5．在生产、生活中的应用

（1）蛋白质是人类必需的营养物质，能保证身体健康。

（2）动物的毛、皮和蚕丝的主要成分是蛋白质，可应用于工业上。

（3）酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂。

蛋白质的盐析与变性比较

（1）蛋白质的盐析属于物理变化，是可逆过程。

盐析析出的蛋白质，加入较多量的水，还会溶解。

利用盐析可分离和提纯蛋白质。

（2）蛋白质的变性是一种化学变化，是不可逆的。

这种变化使蛋白质的化学组成或空间结构发生变化，因而生理功能会随之改变。

1．能使蛋白质变性的是（　　）

①硫酸钾　②甲醛　③氯酸钾　④硝酸汞　⑤氯化铵　⑥氢氧化钠

A．②④⑥B．①③⑤C．①②③D．④⑤⑥

答案　A

解析　K2SO4、KClO3、NH4Cl均为轻金属盐（或铵盐），它们不能使蛋白质变性。

2．下列叙述不正确的是（　　）

A．蛋白质属于天然有机高分子化合物，没有蛋白质就没有生命

B．所有蛋白质遇浓硝酸都变黄，称为颜色反应

C．人工最早合成的具有生命活性的蛋白质——结晶牛胰岛素是中国科学家在1965年合成的

D．可以用灼烧法来鉴别蛋白质

答案　B

解析　蛋白质是生命的基础，A正确；蛋白质与浓硝酸的颜色反应，只有含苯环的蛋白质才能显黄色，不含苯环的蛋白质没有这一性质，B错误；C为常识性知识，正确；蛋白质灼烧时有烧焦羽毛气味，这一性质常用来检验物质中是否含有蛋白质，生活中应用尤其广泛，这也是最简单的一种鉴别方法，D正确。

二、蛋白质的水解产物——氨基酸

1．人体从食物中摄取的蛋白质在蛋白酶的催化作用下水解生成各种氨基酸。

这些氨基酸被人体吸收后，在一定条件下又重新结合成人体所需要的各种蛋白质。

2．几种重要的氨基酸的结构简式分别为

甘氨酸（氨基乙酸）：

；

丙氨酸（α氨基丙酸）：

；

谷氨酸（α氨基戊二酸）：

。

观察分析上述氨基酸的分子结构，回答下列问题：

（1）α氨基酸分子中，氨基连在离羧基最近的碳原子上。

（2）氨基酸分子中含有羧基（—COOH）和氨基（—NH2）两种官能团。

3．氨基乙酸分子中羧基与氨基可以发生类似于酯化反应的脱水反应，生成二肽，其化学方程式为

氨基酸的化学性质

（1）氨基酸既能与碱反应，又能与酸反应，具有两性。

（2）在一定条件下，氨基酸之间能发生反应，合成更复杂的化合物（多肽），构成蛋白质。

3．氨基酸是人体必需的一种营养物质，有一种氨基酸的分子式为C2H5NO2，下列有关叙述正确的是（　　）

A．该氨基酸分子的相对分子质量为75g

B．该分子由两个碳元素、五个氢元素、一个氮元素和两个氧元素构成

C．该氨基酸结构中含有—NO2

D．该分子中碳、氢、氮、氧四种元素的原子个数比为2∶5∶1∶2

答案　D

解析　相对分子质量没有单位，A错误；元素不能用“个”表示，且分子是由原子构成的，B错误；氨基酸分子式中的N来自于—NH2，O来自于—COOH，没有—NO2，C错误。

4．关于

的酸碱性，下列说法正确的是（　　）

A．既有酸性，也有碱性B．只有酸性

C．只有碱性D．既没有酸性也没有碱性

答案　A

解析　氨基酸结构中含有羧基和氨基，所以既有酸性，又有碱性。

1．诗句“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中的“丝”和“泪”分别是（　　）

A．纤维素、脂肪B．蛋白质、烃

C．淀粉、油脂D．蛋白质、硬化油

答案　B

2．下列有关蛋白质的成分和性质的叙述正确的是____________（填序号）。

①蛋白质是结构复杂的高分子化合物，分子中都含有C、H、O、N四种元素

②天然蛋白质水解的最终产物是二肽

③加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性

④向蛋白质溶液中加入浓的Na2SO4或CuSO4溶液均可使蛋白质盐析而分离提纯

⑤福尔马林、医用酒精均能使蛋白质变性，可用作消毒剂

⑥误食重金属盐引起人体中毒，可喝大量的食盐水解毒

⑦用灼烧并闻气味的方法可区别真丝织物和纯羊毛织物

⑧酶是一种蛋白质，一般来说，酸性越强，酶的催化效果越好

⑨福尔马林可作食品的保鲜剂

⑩饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀，但原理不同

答案　①③⑤⑩

解析　蛋白质是高分子化合物，都含有C、H、O、N四种元素，①正确；蛋白质水解的最终产物是氨基酸，二肽可以继续水解为氨基酸，②不正确；加热能使病毒的蛋白质变性，③正确；CuSO4等重金属盐，使蛋白质变性，④不正确；福尔马林、医用酒精均能使蛋白质变性，⑤正确；食盐不能使误食的重金属盐作用形成沉淀，不能解毒，⑥不正确；真丝织物和纯羊毛的主要成分均为蛋白质，灼烧时都有烧焦羽毛气味，不能区别，⑦不正确；酶是一种蛋白质，在一定温度和酸性条件下，催化剂活性最佳，酸性过强，催化效果降低，⑧不正确；福尔马林中含有甲醛，甲醛有毒，不能作食品保鲜剂，⑨不正确；饱和Na2SO4溶液使蛋白质发生盐析而沉淀，而浓硝酸可使蛋白质变性而沉淀，二者原理不同，⑩正确。

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．鸡蛋白溶液受热凝固

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（0.1%～0.5%）浸泡植物种子

答案　A

解析　A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，析出的蛋白质加水，仍能溶解，不是化学变化；B项，鸡蛋白溶液受热凝固是蛋白质的变性，是化学变化过程；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，属于化学变化；D项，用稀释的福尔马林溶液杀灭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。

4．关于生物体内氨基酸的叙述错误的是（　　）

A．构成天然蛋白质的氨基酸分子的结构通式是

B．氨基酸能发生酯化反应

C．氨基酸只有酸性

D．两个氨基酸分子通过脱水缩合形成二肽

答案　C

解析　生物体内蛋白质均为天然的，其基本组成单位是α氨基酸，A项氨基酸的结构通式正确；氨基酸中含羧基，能与醇发生酯化反应；两个氨基酸分子通过脱水缩合以后形成的化合物叫做二肽；氨基酸具有氨基和羧基，既具有碱性又具有酸性。

5．应用所学知识回答下列问题：

（1）下列物质对蛋白质的化学性质具有明显影响的是________（填字母，下同）。

A．重晶石（BaSO4）　B．蓝矾　C．碘酒　D．高锰酸钾　E．酒精　F．生牛奶　G．熟鸡蛋

（2）如果你发现有人误服重金属盐而出现了轻微中毒症状，需要你马上对病人进行抢救，你认为上述物质中可以应用的是________。

（3）当你选择物质对病人进行抢救以后，下一步的打算或做法是________。

A．建议病人快去医院继续治疗

B．将病人安置于通风处呼吸新鲜的空气

C．建议病人卧床休息

答案　

（1）BCDE　

（2）F　（3）A

解析　

（1）蓝矾、碘酒、高锰酸钾、酒精等物质都能使蛋白质变性，蛋白质的变性属于化学变化。

重晶石的主要成

分是硫酸钡，它既不溶于水又不溶于酸，不能使蛋白质变性，对人体无毒。

（2）生牛奶中含有较多的未变性的蛋白质，熟鸡蛋中蛋白质已经变性了。

（3）重金属盐中毒者服用生牛奶能降低重金属盐对人体的伤害，但这种作用是有限的。

病人去医院做更有效的治疗是最佳选择。

[基础过关]

题组一　蛋白质的性质及应用

1．下列关于蛋白质性质的说法不正确的是（　　）

A．蛋白质溶液中加入任何盐溶液，都会使蛋白质发生变性

B．某些蛋白质遇到浓硝酸时（微热条件）会显示黄色

C．加热会使蛋白质变性

D．天然蛋白质水解的最终产物为多种氨基酸

答案　A

解析　蛋白质溶液中加入盐溶液时，有两种情况：

当加入重金属盐溶液时，蛋白质会发生变性而失去蛋白质的生理活性，该过程是不可逆的，当加入高浓度的轻金属盐溶液时，蛋白质在水中的溶解度降低而析出，这个过程称为盐析，所以A项错误；某些蛋白质遇到浓硝酸时（微热条件）会显示黄色，发生颜色反应，B项正确；加热能使蛋白质变性，C项正确；蛋白质是多种氨基酸分子通过分子间脱水而形成的，在蛋白质分子水解时，最终可得到多种氨基酸，D项正确。

2．关于蛋白质的下列叙述中，正确的是（　　）

A．向鸡蛋清中加入稀的（NH4）2SO4溶液，蛋白质会盐析

B．蛋白质是结构复杂的高分子化合物，相对分子质量从几万到几千万

C．向鸡蛋清中加入食盐，会使蛋白质变性

D．天然蛋白质的组成元素仅有碳、氢、氧、氮四种

答案　B

解析　浓的（NH4）2SO4溶液会使蛋白质盐析，A错误；蛋白质是结构复杂、相对分子质量较大的高分子化合物，B正确；蛋白质遇轻金属盐发生盐析而不是变性，C错误；天然蛋白质的组成元素较多，除C、H、O、N元素外，还有少量S、P等元素，D错误。

3．下列实验方案不合理的是（　　）

A．鉴别葡萄糖溶液和淀粉溶液：

加入新制的Cu（OH）2悬浊液加热或加碘水溶液

B．鉴别织物成分是真丝还是人造丝：

用灼烧的方法

C．鉴别淀粉溶液和蛋白质溶液：

加入稀KI溶液

D．鉴别乙烷和乙烯：

分别将气体通入溴水中

答案　C

解析　葡萄糖溶液中加入新制的Cu（OH）2悬浊液，加热生成砖红色沉淀，淀粉溶液没有此性质，可以鉴别。

葡萄糖溶液中加入碘水，溶液不变蓝色，淀粉溶液中加碘水，溶液变蓝色，加碘水也可以鉴别，A合理；真丝灼烧有烧焦羽毛气味，B合理；淀粉溶液和蛋白质溶液中分别加入KI溶液，均没有明显现象变化，C不合理；乙烯能使溴水褪色，D可以鉴别。

4．物质的提纯是化学实验中的一项重要操作，也是化工生产及物质制备中的重要环节。

下列有关叙述中不正确的是（　　）

A．乙酸乙酯中混有乙酸，可选用饱和Na2CO3溶液洗涤，然后将两层液体分开

B．在提纯鸡蛋中的蛋白质时，可向鸡蛋清溶液中加入浓（NH4）2SO4溶液，然后将所得沉淀滤出，即得较纯的蛋白质

C．油脂的提纯中，可将油脂加入浓NaOH溶液中加热，然后过滤，滤出的溶液即为较纯的油脂

D．甘蔗是制备蔗糖的主要原料，榨出的甘蔗汁因含色素而呈棕黄色，在制取蔗糖前应先加入适量的活性炭，搅拌、过滤、蒸发结晶，即得较纯的蔗糖

答案　C

解析　乙酸乙酯不溶于饱和Na2CO3溶液，乙酸与碳酸钠反应而溶于水，所以可用饱和碳酸钠溶液洗涤分液；鸡蛋清溶液中加入浓（NH4）2SO4溶液，由于溶解度降低而析出，所以可得较纯的蛋白质；活性炭具有吸附作用，可以将色素吸附，所以A、B、D正确。

C项油脂加入浓NaOH溶液后水解为高级脂肪酸钠和甘油，所以得不到油脂。

题组二　氨基酸的结构与性质

5．生命起源的研究是世界性科技领域的一大课题，科学家认为生命起源的第一层次是产生了与硝基化合物可能是同分异构体的物质，这类物质是（　　）

A．醇B．羧酸C．糖D．氨基酸

答案　D

解析　人体需要各种蛋白质，维持其生长发育和组织更新，而蛋白质是由不同的氨基酸构成的。

氨基酸与同碳硝基化合物是同分异构体。

6．分子式为C8H14N2O5的物质，经水解后得到丙氨酸和另一种氨基酸A，则A的分子式为（　　）

A．C5H7NO3B．C5H9N2O5

C．C5H9NO2D．C5H9NO4

答案　D

解析　丙氨酸的分子式为C3H7NO2，根据原子守恒可知，C8H14N2O5＋H2O―→C3H7NO2＋C5H9NO4，选项D正确。

7．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）2CO3　③Al（OH）3④NH4Cl　⑤H2NCH2COOH　⑥CH3COOH

A．①②③B．①②④⑤

C．⑤⑥D．①②③⑤

答案　D

解析　①NaHCO3为弱酸的酸式盐；②（NH4）2CO3为弱酸弱碱盐；③Al（OH）3为两性氢氧化物；⑤H2NCH2COOH为氨基酸，有两性。

这几类物质都可以与强酸和强碱反应。

题组三　三大营养物质的比较

8．下列说法正确的是（　　）

A．糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应

B．糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的

C．糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物

D．油脂有油和脂肪之分，但都属于酯

答案　D

解析　糖类中的单糖不能水解，A错误；糖类、油脂都是由C、H、O三种元素组成的，而蛋白质中除含C、H、O三种元素外，还含有N元素等，B错误；单糖和二糖及油脂都不是高分子化合物，C错误。

9．市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣服的汗渍、血液及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解除去。

下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是（　　）

①棉织品　②毛织品　③腈纶织品　④蚕丝织品　⑤涤纶织品　⑥锦纶织品

A．①②③④⑤⑥B．②④

C．③④⑤D．③⑤⑥

答案　B

解析　根据题意知加酶洗衣粉能使蛋白质水解，所以含有蛋白质的衣服不能用加酶洗衣粉清洗。

毛织品和蚕丝织品的主要成分是蛋白质。

10．糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。

以下叙述正确的是（　　）

A．植物油能使溴的四氯化碳溶液褪色

B．纤维素、淀粉、油脂及其水解产物均为非电解质

C．可以用加热使蛋白质变性的方法分离提纯蛋白质

D．葡萄糖、纤维素、油脂和蛋白质在一定条件下都能水解

答案　A

解析　植物油是一种不饱和油脂，能和Br2发生加成反应，所以A正确；油脂水解生成高级脂肪酸和甘油，高级脂肪酸是电解质，B不正确；蛋白质变性时发生化学变化，故不能用变性法分离提纯蛋白质，C不正确；纤维素、油脂和蛋白质在一定条件下都能水解，但葡萄糖是单糖，不能水解，D不正确。

[能力提升]

11．有机化合物与人类生活密不可分，生活中的一些问题常涉及化学知识。

（1）有下列几种食品：

①花生油中所含人体所需的主要营养物质为________（填“糖类”“油脂”或“蛋白质”）。

②吃饭时，咀嚼米饭一会儿后感觉有甜味，是因为淀粉发生了________（填字母）反应。

A．分解　　　B．水解　　　C．裂解

（2）在日常生活中，下列做法错误的是________（填字母）。

A．用燃烧法鉴别毛织品和棉织品

B．用纯碱洗涤锅盖上的油渍

C．用闻气味的方法鉴别白酒和米醋

D．用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐

（3）在鸡蛋清溶液中加入以下各物质时：

①加入大量饱和食盐水，现象为__________________，此过程叫做蛋白质的____________。

②加入浸制动物标本时用的福尔马林（主要成分为甲醛），现象为________，此过程称为蛋白质的________。

③加入浓硝酸并微热，现象为________，这是由于浓硝酸与蛋白质发生了________反应的缘故。

答案　

（1）①油脂　②B　

（2）D　（3）①产生沉淀　盐析

②产生沉淀　变性　③变黄色　颜色

解析　

（1）①花生油属于油脂。

②米饭里的主要营养物质是淀粉，淀粉在酶作用下发生水解得到有甜味的糖。

（2）毛织品主要成分为蛋白质，灼烧有烧焦羽毛的气味，A项正确；油渍属于油脂，在碱性条件下可水解，B项正确；闻气味可鉴别白酒和米醋，C项正确；食盐中加入的是KIO3，不是I2，故不能用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐，D项错误。

12．下图是只含有C、H、O、N四种元素的有机物的简易球棍模型，完成下列问题：

（1）该物质的结构简式为________________。

（2）已知—NH2与NH3类似，能与盐酸反应，请写出该物质与盐酸反应的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）该物质能否与NaOH溶液反应________（填“能”或“不能”）；若能，请写出化学反应方程式________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（若不能，该空不必填写）。

答案　

（1）

（2）CH3CH（NH2）COOH＋HCl―→CH3CH（COOH）NH3Cl

（3）能　CH3CH（NH2）COOH＋NaOH―→CH3CH（NH2）COONa＋H2O

解析　

13．大豆含有大量的蛋白质和脂肪，由大豆配制出来的菜肴很多，它是人体营养中最重要的补品之一，我们几乎每天都要饮食豆制品。

请回答下列问题：

（1）我们所吃的豆腐是一种________（填字母，下同）。

A．蛋白质凝胶B．纯蛋白质

C．脂肪D．淀粉

（2）我们食用的大豆，最终补充给人体的主要成分是________。

A．氨基酸B．蛋白质C．油脂D．糖类

（3）蛋白质水解的最终产物是________，请以甘氨酸（

）为例，写出其与NaOH反应的化学方程式：

_____________________________________________________。

（4）豆油不能保存较长时间的原因主要是______________________________________，所以必须进行硬化，油脂的硬化是指___________________________________________，

人造脂肪指的是__________________________。

答案　

（1）A　

（2）A　（3）氨基酸

（4）分子中含有碳碳双键，易被空气中的O2氧化　对易氧化的不饱和脂肪酸甘油酯进行催化加氢　经氢化后的饱和高级脂肪酸的甘油酯

解析　在豆浆中加入少量的石膏，能使豆浆凝结成豆腐，所以豆腐是一种蛋白质凝胶，它在人体内最终补充给人体的是氨基酸，故

（1）中A正确；

（2）中A正确。

（3）蛋白质水解的最终产物是氨基酸。

据甘氨酸的结构简式可写出它与NaOH反应的化学方程式为

（4）因豆油中含有碳碳双键，所以易被空气中的O2氧化而变质；而油脂硬化是指对易氧化的不饱和脂肪酸甘油酯进行催化加氢，所得的产物即为硬化油，也叫人造脂肪。

14．实验室用燃烧法测定某种氨基酸（CxHyOzNu）的分子组成。

取Wg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2。

现按下图所示装置进行实验（铁架台、铁夹、酒精灯等均未画出），请回答有关问题。

（1）实验开始时，首先通入一段时间的纯氧，这样做的目的是_______________________。

（2）以上装置中需要加热的是______（填装置代号）。

操作时应先点燃____________处的酒精灯。

（3）装置A中发生反应的化学方程式是_______________________________________。

（4）装置D的作用是____________________________________________________。

（5）读取N2的体积时，应注意：

①________________________________________________________________________，

②________________________________________________________________________。

（6）实验中测得N2的体积为VmL（已换算为标准状况）。

为确定此氨基酸的分子式，还需要的有关数据有________（用字母填空）。

A．生成二氧化碳气体的质量

B．生成水的质量

C．通入氧气的体积

D．该氨基酸的相对分子质量

答案　

（1）排除实验装置中的N2　

（2）AD　D

（3）CxHyOzNu＋（x＋

－

）O2

xCO2＋

H2O＋

N2

（4）吸收未反应的O2，保证最终收集的气体是反应生成的N2　（5）①广口瓶中长导管内的液面与量筒中的液面相持平　②视线应与量筒内凹液面最低处相切

（6）ABD

解析　该实验的原理是利用氨基酸的燃烧产物来确定氨基酸的分子组成，故而应知m（N）、m（C）、m（H）；再由Wg－m（N）－m（C）－m（H）可知m（O）。

而m（N）可由V（N2）来求。

由浓硫酸的增重可求m（H），由碱石灰的增重可求m（C）。