4.2蛋白質【學科核心素養】1.宏觀辨識與微觀探析：能根據氨基酸、蛋白質的官能團及官能團的轉化，認識不同氨基酸、蛋白質及性質上的差異。2.科學態度與社會責任：認識蛋白質是生命活動的物質基礎，是人體的必需營養物質，但是蛋白質的攝入量過多或過少都不利于人體健康，要合理安排飲食，注意營養搭配。【知識講解】一、氨基酸的結構和性質1．氨基酸的分子結構(1)羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代得到的化合物稱為氨基酸，氨基酸分子中含有氨基和羧基，屬于取代羧酸。(2)官能團：分子中既含有—COOH(羧基)又含有—NH2(氨基)。(3)天然氨基酸主要是α-氨基酸，其結構簡式可以表示為。不是所有天然氨基酸都含手性碳原子，是手性分子，具有對映異構體，如甘氨酸就不是手性分子。2．常見的氨基酸俗名結構簡式系統命名甘氨酸氨基乙酸丙氨酸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(1)物理性質：天然氨基酸均為無色晶體，熔點較高，多在200～300℃熔化時分解。一般能溶于水，而難溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。(2)化學性質①兩性氨基酸分子中含有酸性基團—COOH，堿性基團—NH2。與鹽酸的反應：，氨基酸在強酸性溶液中以陽離子形式存在。與氫氧化鈉反應：，氨基酸在強酸性溶液中以陰離子形式存在。②成肽反應：兩個氨基酸分子(可以相同，也可以不同)在一定條件下，通過氨基與羧基間縮合脫去水，形成含有肽鍵()的化合物，發生成肽反應：氨基酸eq\o(→,\s\up7(脫水))二肽或多肽eq\o(→,\s\up7(脫水))蛋白質。③氨基酸縮合的反應規律a．兩分子間縮合b．分子間或分子內縮合成環二、蛋白質1．蛋白質的組成和結構(1)組成：蛋白質中主要含有C、H、O、N、S等元素，屬于天然有機高分子化合物。其溶液具有膠體的某些性質。(2)四級結構蛋白質分子特定的空間結構：蛋白質分子中各種氨基酸的連接方式和排列順序，稱為蛋白質的一級結構。多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結構，稱為蛋白質的二級結構。蛋白質分子在二級結構基礎上進一步盤曲折疊形成的三維結構，稱為蛋白質的三級結構，進一步形成蛋白質的四級結構。2．蛋白質的化學性質(1)特征反應①顯色反應：分子中含有苯環的蛋白質遇濃硝酸變黃色。其他一些試劑也可以與蛋白質作用呈現特定的顏色，可用于蛋白質的分析檢測。②蛋白質灼燒，可聞到燒焦羽毛的特殊氣味。(2)兩性：形成蛋白質的多肽是由多個氨基酸縮合形成的，在多肽鏈的兩端必然存在著自由的氨基和羧基，側鏈中也有酸性或堿性基團，所以蛋白質與氨基酸一樣具有兩性，能與酸或堿反應。(3)蛋白質在酸、堿或酶的作用下，逐步水解生成相對分子質量較小的多肽化合物，最終水解得到氨基酸。天然蛋白質水解的最終產物都是α-氨基酸。食物中的蛋白質在人體內各種酶的作用下水解成各種氨基酸，氨基酸被腸壁吸收進入血液，再在人體內重新合成人體所需的蛋白質。水解反應：蛋白質eq\o(→,\s\up7(酶、酸或堿),\s\do5(水解))多肽eq\o(→,\s\up7(酶、酸或堿),\s\do5(逐步水解))氨基酸(4)膠體性質：蛋白質是大分子化合物，其分子大小一般在1~100nm之間，其水溶液具有膠體溶液的一般特性。如：具有丁達爾現象、布朗運動，不能透過半透膜以及較強的吸附作用。(5)鹽析：向蛋白質溶液中加入一定濃度的鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)溶液，會使蛋白質的溶解度降低而從溶液中析出的現象稱為蛋白質的鹽析。鹽析是一個可逆過程，可用于分離提純蛋白質。(6)變性：蛋白質在某些物理(如加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等)或化學因素(如強酸、強堿、重金屬鹽、乙醇、福爾馬林、丙酮等)的影響下，蛋白質的性質和生理功能發生改變的現象稱為蛋白質的變性。蛋白質變性后在水中不能重新溶解，是不可逆過程，可用于殺菌消毒。三、酶1.酶具有生理活性，是對于許多有機化學反應和生物體內進行的復雜的反應具有很強的催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質。2.酶的催化特點：(1)條件溫和、不需加熱。在接近體溫和接近中性的條件下，酶就可以起催化作用。(2)具有高度的專一性。如：蛋白酶只能催化蛋白質的水解反應，淀粉酶只對淀粉水解起催化作用。(3)具有高效催化作用。酶催化的化學反應速率比普通的催化劑高107～1013倍。【隨堂檢測】1．下列說法中正確的是A．淀粉和纖維素水解最終產物都是葡萄糖B．油脂水解可得到氨基酸和甘油C．蛋白質水解的最終產物是多肽D．糖、油脂和蛋白質都屬于高分子【答案】A【解析】A．淀粉和纖維素催化劑條件下水解產物都為葡萄糖，故A正確；B．油脂水解生成高級脂肪酸和甘油，氨基酸是蛋白質水解的最終產物，故B錯誤；C．蛋白質水解的最終產物是氨基酸，而不是多肽，故C錯誤；D．蔗糖、麥芽糖等不是高分子化合物；油脂也不是高分子化合物，故D錯誤。故選A。2．下列說法正確的是A．我國成功研制出多款新冠疫苗，采用冷鏈運輸疫苗，以防止蛋白質變性B．淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖繼續水解生成乙醇C．乙烯、苯均能與溴的CCl4溶液發生加成反應D．蛋白質和油脂屬于均能發生水解反應的高分子化合物3．下列關于蛋白質的說法不正確的是A．雞蛋清富含蛋白質B．蛋白質是一種重要的營養物質C．蛋白質由C、H、O、N等元素組成D．蛋白質被灼燒時無特殊氣味4．甘氨酸(化學式為C2H5NO2)可用于食品添加劑。甘氨酸中質量分數最低的元素是A．氫 B．氧 C．碳 D．氮5．羊毛常常用來制造衣物，從化學組成來看，羊毛的主要成分為A．纖維素 B．蛋白質 C．橡膠 D．樹脂6．下列物質中屬于天然高分子化合物的是A．油脂 B．葡萄糖 C．蛋白質 D．醋7．生活中的某些問題常常涉及化學知識。下列敘述不正確的是A．服用84消毒液可以殺死新冠病毒B．75%的酒精可用于抗新冠病毒的防疫消毒C．聚丙烯纖維是生產醫用口罩的主要原料D．糖類、油和蛋白質都是生命必需的營養物質8．下列說法不正確的是A．麥芽糖及其水解產物均能發生銀鏡反應B．石油和植物油都是混合物，且屬于不同類的有機物C．甲酸的性質與乙酸類似，都不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化D．用甘氨酸(H2NCH2COOH)和丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]縮合最多可形成4種二肽9．下列說法正確的是A．從分子結構上看糖類都是多羥基醛及其縮合產物B．苯酚、乙醇、硫酸銅、氫氧化鈉和硫酸銨均能使蛋白質變性C．在分子篩固體酸催化下，苯與乙烯發生取代反應獲得苯乙烷D．甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸混合，在一定條件下生成的鏈狀二肽有9種10．2022年11月20日晚卡塔爾世界杯正式開幕。在此次史上最“壕”的世界杯中，中國元素隨處可見。下列有關說法錯誤的是A．世界杯吉樣物“拉伊卜”毛絨玩具主要來自中國義烏，所用的材料是以羊毛為原料的絨線，其主要成分為蛋白質B．中國鐵建打造的主場館——盧塞爾體育場內幕墻設置的完全封閉的隔熱玻璃屬于混合物C．中國宇通新能源客車的引入有助于實現卡塔爾“碳中和”的世界杯目標D．中國電建承建的阿爾卡薩光伏電站使用的電池材料主要為二氧化硅11．諾貝爾化學獎授予將“化學生物學提升為現代最大科學”的三位化學家，利用三人的研究成果，可以迅速地辨識蛋白質，制造出溶液中蛋白質分子的三維空間影像。下列關于蛋白質的說法不正確的是A．蛋白質在酶的作用下最終水解成氨基酸B．蠶絲的主要成分是纖維素C．向蛋白質溶液中加入飽和硫酸鈉溶液，析出蛋白質固體，此過程發生了物理變化D．濃硝酸濺到皮膚上，使皮膚呈現黃色是由于濃硝酸與皮膚發生了顯色反應12．“齊天圣鼓”又稱“猴鼓”，起源于唐朝，堪稱中原一絕，是中國非物質文化遺產之一。猴鼓的結構如圖所示。下列說法不正確的是A．牛皮面的主要成分是蛋白質，耐高溫 B．竹釘的主要成分是纖維素，屬于天然高分子C．桐油是從桐籽中提煉出來的油脂，屬于酯類 D．銅質鼓環不宜采用鐵質鉚釘固定13．下列說法正確的是A．葡萄糖在酶的催化下可以水解為乙醇B．糖類、油脂、蛋白質都是人體所需營養物質，都屬于天然有機高分子化合物C．工業上油脂在堿性條件下的水解反應生成高級脂肪酸鹽和甘油，進行肥皂生產D．雞蛋清溶液中加入醋酸鉛溶液，產生白色沉淀，加足量水，白色沉淀溶解14．下列關于蛋白質的敘述中，不正確的是①蛋白質溶液里加入飽和硫酸銨溶液，有沉淀析出，雖再加入蒸餾水，也不溶解②人工合成的具有生命活力的蛋白質--結晶牛胰島素是我國科學家在1965年首次合成的③重金屬鹽能使蛋白質凝結，所以誤食重金屬鹽會中毒④濃硝酸濺在皮膚上．使皮膚呈黃色是由于濃硝酸與蛋白質發生了顯色反應⑤蛋白質溶液里的蛋白質能透過半透膜A．①④ B．①④⑤ C．①⑤ D．④⑤15．天然蛋白質水解的最終產物是α-氨基酸，結構如圖所示，下列有關α-氨基酸的說法中錯誤的是A．α-氨基酸既能與酸反應，又能與堿反應B．α-氨基酸在酸溶液中主要以陽離子形式存在C．α-氨基酸在堿溶液中主要以陰離子形式存在D．α-氨基酸難溶于水16．欲將蛋白質從水中析出而又不改變它的性質應加入A．甲醛溶液 B．飽和Na2SO4溶液 C．CuSO4溶液 D．濃硫酸17．誤食重金屬鹽會引起中毒，下列措施一般不能用于解毒的是A．服用大量雞蛋清 B．服用豆漿C．喝大量牛奶 D．喝食鹽水18．能使蛋白質變性的是：①硫酸鉀②甲醛③氯酸鉀④硝酸汞⑤氯化銨⑥氫氧化鈉A．②④⑥ B．①③⑤ C．①②③ D．③④⑤19．下列關于蛋白質的說法正確的是A．蛋白質不是高分子化合物