第四章生物大分子

第二節蛋白質

第2課時蛋白質酶

本節引言部分就蛋白質在生物界里的廣泛存在作了簡單的介紹，強化了蛋白質是生命的基礎，

沒有蛋白質就沒有生命的重要結論。本節有三部分內容，第一部分介紹的是組成蛋白質的基本結構

氨基酸的結構與性質，應注重強調氨基酸是多官能團化合物的特點。第二部分應借助模型、圖片、

多媒體等手段，幫助學生了解蛋白質的結構，通過學生分組實驗，體會蛋白質的性質。要多聯系生

活、生產和社會，滲透相關學科的知識，讓學生真正了解蛋白質重要而廣泛的用途，以體現化學教

育的經濟價值、社會價值和人文價值。第三部分對酶進行了常識性的介紹，不必講的過深，應考慮

到學生知識水平及接受能力。通過人工合成結晶牛胰島素的重大成果，喚起學生的民族自豪感，激

發學生對生命科學的研究和探索的強烈興趣。

課程目標學科素養

1.了解蛋白質的組成、結構和性質，認識1.科學精神和社會責任：了解蛋白質的組成、結構和

人工合成多肽、蛋白質等的意義。性質，認識人工合成多肽、蛋白質等的意義，體會化

2.知道酶催化的特點。學學科在生命科學發展中所起的重要作用。

2.宏觀辨識與微觀探析：酶催化的特點。

教學重點：蛋白質的結構特點與主要性質

教學難點：氨基酸、多肽和蛋白質之間的相互轉化關系

講義教具

【新課引入】

人工合成結晶牛胰島素

胰島素是由胰腺分泌的一種激素，具有調節體內糖類、蛋白質和脂肪代謝等功能。胰島素是最先被

確定氨基酸序列的蛋白質,其結構由桑格等于1955年測定。它由兩條肽鏈組成，分別是由21個氨基

酸形成的A鏈和30個氨基酸形成的B鏈,兩條鏈通過二硫鍵（—S—S—）連接。

任務一：認識蛋白質

1.蛋白質的定義與組成

【講解】

(1)定義：蛋白質是由多種氨基酸通過肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子，是一般細胞中含量

最多的有機分子。

(2)組成：主要由C、H、O、N、S等元素組成，有些蛋白質還含有P、Fe、Zn、Cu等元素。

2.結合教材中蛋白質的結構示意圖，認識蛋白質的四節結構

【講解】

各種蛋白質在生物體內所具有的不同功能與蛋白質的結構密切相關。蛋白質的結構不僅取決于

多肽鏈的氨基酸種類、數目及排列順序，還與其特定的空間結構有關。蛋白質分子中氨基酸單體的

排列順序稱為蛋白質的一級結構，它是蛋白質高級結構的基礎，對蛋白質的性質和功能起著決定性

作用。例如,血紅蛋白分子中的谷氨酸會因遺傳因素變成纈氨酸，這一微小差別會導致紅細胞的形態

由正常的圓餅狀變為異常的鐮刀狀，使人患鐮狀細胞貧血。

[四級結構]

3.蛋白質的性質

【探究活動】

[實驗4-3]

在試管中加入2mL飽和(NH4)2SO4溶液，向其中加入幾滴雞蛋清溶液，振蕩，有什么現象？再繼續

加入蒸餾水，振蕩又有什么現象？可以得出什么結論？

[實驗現象]先變渾濁或有沉淀生成，加入蒸餾水振蕩，溶液又變澄清或沉淀溶解。

[實驗結論]蛋白質的鹽析是一個可逆過程，析出后蛋白質仍有活性，可用于分離提純蛋白質。

[實驗4-4]

在三支試管中各加入2mL雞蛋清溶液，將一支試管加熱，向另兩支試管中分別加入硝酸銀溶液和乙

醇，分別有什么現象？再向試管中加入蒸餾水，又有什么現象？可以得出什么結論？

[實驗現象]三支試管均有沉淀生成，加入蒸餾水后沉淀均不溶解。

[實驗結論]蛋白質在加熱、加重金屬鹽或乙醇，蛋白質變性，變性的蛋白質失去活性，變性為不可逆

過程。

[實驗4-5]

向盛有2mL雞蛋清溶液的試管中加入5滴濃硝酸，加熱，有什么現象？體現了蛋白質的什么性質？

[實驗現象]先生成白色沉淀，加熱后白色沉淀又變黃色；

[實驗結論]蛋白質的顯色反應。

[學生活動]

如何鑒別制作衣服的人造絲與真絲？

[提示]灼燒法。灼燒時有燒焦羽毛氣味的是真絲。

【總結】

3．蛋白質的主要性質

(1)兩性

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與羧基，同時側

鏈中也往往存在酸性或堿性基團。蛋白質與氨基酸類似，也是兩性分子，既能與酸反應，又能與堿

反應。

(2)水解

①水解原理

②水解過程

水解水解

蛋白質―――――→多肽――→氨基酸。

酸、堿或酶

(3)鹽析

①定義：少量的某些可溶性鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)能促進蛋白質的溶解。但當這些鹽在蛋

白質溶液中達到一定濃度時，反而使蛋白質的溶解度降低而使其從溶液中析出，這種作用稱為鹽析。

②特點與應用：蛋白質的鹽析是一個可逆過程，可以用于分離提純蛋白質。

(4)變性

在某些物理或化學因素的影響下，蛋白質的性質和生理功能發生改變的現

概念

象

物理加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線和放射線、超聲波等

影響因素

化學因素強酸、強堿、重金屬鹽、乙醇、甲醛、丙酮等

變性會使蛋白質的結構發生變化，使其失去原有的生理活性，在水中不能

特點

重新溶解，是不可逆過程

微點撥：在日常生活中有時需要利用蛋白質變性，如食物加熱、消毒等，有時防止蛋白質變性，如

疫苗等生物制劑需低溫保存等。

(5)顯色反應——可用于蛋白質的分析檢測

①向蛋白質溶液加入濃硝酸會有白色沉淀產生，加熱后沉淀變黃色。

②固體蛋白質如皮膚、指甲遇濃硝酸變黃色。

(6)灼燒蛋白質有燒焦羽毛氣味的是真絲。

【學生活動】

問題一：因誤服鉛、汞等重金屬鹽中毒的患者在急救時，為什么可口服牛奶、蛋清或豆漿？

問題二：為什么紫外線可用于環境和物品消毒，放射線可用于醫療器械滅菌？

[回答]

1.誤服重金屬鹽，可口服牛奶、蛋清或豆漿，其目的是吸收重金屬鹽解毒，減少人體蛋白質變性。

2.紫外線用于環境和物品消毒，放射線用于醫療器械消毒，都是利用紫外線或放射線使蛋白質凝固，

【歸納對比】

蛋白質鹽析和變性的不同點

鹽析變性

變化條件濃的輕金屬鹽受熱、紫外線、強酸、強堿、重金屬鹽、某些有機物

變化實質物理變化(溶解度降低)化學變化(蛋白質性質改變)

變化過程可逆不可逆

用途分離、提純蛋白質殺菌、消毒

【知識拓展】

燙發原理：一般燙發時使用的還原劑可以使頭發中的二硫鍵斷裂，產生游離的巰基(—SH)。再用一

定的工具將頭發卷曲或拉直成需要的形狀。然后用氧化劑使巰基之間發生反應，生成新的二硫鍵

(—S—S—)，使頭發的形狀得以固定。

【過渡】

生物體是一個復雜的“化工廠”，在這個“化工廠里同時進行著許多相互協調配合的化學反應。例如，

食物在動物腸道內消化分解，分解產生的物質被吸收后，在組織細胞內發生復雜變化，都是通過化

學反應實現的；植物的種子發芽、開花、結果，以及進行光合作用，也離不開化學反應。這些反應

必須在適合生物體生存的溫和條件下進行，還要求有較高的速率，而且需要隨著環境和身體情況的

變化隨時進行精密調節。實現如此苛刻的要求，需要依靠生物催化劑—酶的作用來完成。

任務二：認識酶

1.酶的定義

【講解】

酶是一類由細胞產生的、對生物體內的化學反應具有催化作用的有機物，其中大多數是蛋白質。

2.酶的催化特點

【講解】

(1)條件溫和、不需加熱，一般接近體溫和中性條件。

(2)具有高度的專一性，如蛋白酶只能催化蛋白質水解反應。

(3)具有高效催化作用，一般是普通催化劑的107倍。

微點撥：使用酶作催化劑時，反應溫度不能過高，原因是高溫下蛋白質變性，酶失去催化活性

3．酶的應用

酶已經得到了廣泛的應用，如蛋白酶用于醫藥、制革等工業，淀粉酶用于食品、發酵、紡織等工業，

有的酶還可用于疾病的診斷。

任務三：知識建構

1.2019年12月以來，我國部分地區突發的新冠病毒肺炎威脅著人們的身體健康。下列有關說法

正確的是

A.冠狀病毒粒子直徑約，故介于溶質和膠體粒子之間

B.口罩中間的熔噴布具有核心作用，其主要原料為聚丙烯，屬于有機高分子材料

C.過氧化氫、乙醇、過氧乙酸等消毒液均可以將病毒氧化而達到消毒的目的

D.“84”消毒液是以NaClO為主要有效成分的消毒液，為了提升消毒效果，可以與潔廁靈主要

成分為鹽酸混合使用

【答案】B

【解析】

溶質粒子直徑小于1nm，膠體粒子直徑介于之間，冠狀病毒粒子直徑約，

故介于濁液和膠體粒子之間，故A錯誤；

B.口罩中間的熔噴布具有核心作用，其主要原料為聚丙烯，聚丙烯屬于合成有機高分子材料，故B

正確；

C.乙醇能夠使蛋白質變性，但不是靠氧化作用殺滅病毒，故C錯誤；

D.NaClO與鹽酸能反應生成有毒氣體氯氣，所以不能混用，故D錯誤；

故選：B。

2.下列說法正確的是

A.花生油的主要成分是高級脂肪酸甘油酯，屬于高分子化合物

B.只有不同種類的氨基酸之間才能形成多肽

C.向雞蛋清的溶液中加入飽和硫酸鈉溶液產生沉淀，加水后沉淀可溶解

D.向淀粉溶液中加入硫酸溶液，加熱后滴入幾滴氫氧化銅懸濁液，再加熱至沸騰，未出現紅色

物質，說明淀粉未水解

【答案】C

【解析】

A.花生油的主要成分是高級脂肪酸甘油酯，不屬于高分子化合物，故A錯誤；

B.同種類的氨基酸之間也能形成多肽，故B錯誤；

C.向雞蛋清的溶液中加入飽和硫酸鈉溶液發生鹽析，產生沉淀，加水后沉淀可溶解，故C正確；

D.用氫氧化銅懸濁液檢驗還原性糖必須保證堿性環境，而淀粉加硫酸溶液水解，酸性環境加氫氧化

銅懸濁液不會有紅色沉淀，但是不能說明淀粉沒有水解，故D錯誤。

3.下列說法不正確的是

A.雞蛋清的溶液中加入硫酸銅溶液，雞蛋清凝聚，蛋白質變性

B.含淀粉或纖維素的物質可以制造酒精

C.硬脂酸甘油酯屬于高級脂肪酸甘油酯，是高分子化合物

D.不同種類的氨基酸能以不同的數目和順序彼此結合，形成更復雜的多肽化合物

【答案】C

【解析】

硫酸銅屬于重金屬鹽，可以使蛋白質發生變性，則雞蛋清凝聚，故A正確；

B.淀粉或纖維素均為多糖，水解生成葡萄糖，葡萄糖發生酒化反應生成乙醇，則含淀粉或纖維素的

物質可以制造酒精，故B正確；

C.油脂的相對分子質量在10000以下，不是高分子，故C錯誤；

D.多肽結構復雜，與氨基酸中氨基、羧基的數目與順序有關，即不同種類的氨基酸能以不同的數目

和順序彼此結合，形成更復雜的多肽化合物，故D正確；

故選：C。

4.判斷下列描述的正誤正確的打“”，錯誤的打“”

糖類化合物也可稱為碳水化合物______。

植物油氫化過程中發生了加成反應______。

加熱能殺死流感病毒是因為蛋白質受熱變性______。

油脂皂化反應得到高級脂肪酸鹽與甘油______。

油脂在酸性或堿性條件下均能發生水解反應，且產物相同______。

疫苗一般應冷藏存放，以避免蛋白質變性______。

苯、油脂均不能使酸性溶液褪色______。

天然植物油沒有恒定的熔沸點，常溫下難溶于水______。

油脂在空氣中完全燃燒轉化為水和二氧化碳______。

維生素D可促進人體對鈣的吸收______。

以淀粉為原料可制取乙酸乙酯______。

葡萄糖可用于補鈣藥物的合成______。

纖維素在人體內可水解為葡萄糖，故可作人類的營養物質______。

地溝油禁止食用，但可以用來制肥皂______。

【答案】

【解析】解：大多數糖類化合物符合通式，故稱為碳水化合物，故答案為：；

植物油中含有碳碳雙鍵，能與氫氣發生加成反應，則植物油氫化過程中發生了加成反應，故答案

為：；

加熱能使蛋白質變性，加熱能殺死流感病毒是因為蛋白質受熱變性，故答案為：；

油脂在堿性條件下水解生成高級脂肪酸鹽與甘油的反應屬于皂化反應，則油脂皂化反應得到高級

脂肪酸鹽與甘油，故答案為：；

油脂在酸性條件下水解生成高級脂肪酸和甘油，堿性條件下發生水解反應生成高級脂肪酸鹽與甘

油，所以油脂在酸性和堿性條件下發生水解時產物不同，故答案為：；

蛋白質受熱易變性，所以疫苗一般應冷藏存放，以避免蛋白質變性，故答案為：；

有的油脂含義碳碳雙鍵能使酸性溶液褪色，苯與高錳酸鉀溶液不反應，故答案為：；

天然植物油屬于混合物，所以天然植物油沒有恒定的熔沸點，常溫下難溶于水，故答案為：；

油脂的組成元素是C、H、O，在空氣中完全燃燒轉化為水和二氧化碳，故答案為：