人教版高中化學選修五第14講：蛋白質和核酸(教師版)

蛋白質和核酸____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．了解氨基酸的結構，掌握氨基酸的性質。2．了解蛋白質的結構及用途，掌握蛋白質的性質。了解酶的性質。3．了解核酸的分類及作用。知識點一．氨基酸的結構和性質1．氨基酸的分子結構氨基酸是羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基(—NH2)取代后的生成物。氨基酸的命名是以羧酸為母體，氨基為取代基，碳原子的編號通常把離羧基最近的碳原子稱為α碳原子，離羧基次近的碳原子稱為β碳原子，以此類推。特別提示①構成天然蛋白質的氨基酸均為α-氨基酸；②α-氨基酸中R為烴基或H，其中與羧基相連的碳為α-碳(當R不為H時)為手性碳原子；③分子式相同的氨基酸與硝基化合物互為同分異構體。如與CH3CH2NO2互為同分異構體。2．氨基酸的物理性質天然的氨基酸均為無色晶體，熔點較高，在200～300℃時熔化分解。它們大多數都能溶于水，而難溶于乙醇、乙醚。3．氨基酸的化學性質(1)氨基酸的兩性氨基酸分子中既含有氨基，又含有羧基，羧基是酸性基團，氨基是堿性基團。因此，氨基酸是兩性化合物，能與酸或堿反應生成鹽：H2N—CH2COOH＋NaOH→H2N—CH2COONa＋H2OH2N—CH2COOH＋HCl→ClH3N—CH2COOH(2)成肽反應①概念兩個氨基酸分子(可以相同，也可以不同)，在酸或堿的存在下加熱，通過一分子的氨基與另一分子的羧基間脫去一分子水，縮合形成含有肽鍵的化合物，稱為成肽反應。b．兩種氨基酸縮水可形成4種二肽如甘氨酸與丙氨酸混合后可形成以下4種二肽：知識點二．蛋白質的組成、結構與性質1．蛋白質的組成與結構(1)組成蛋白質是由C、H、O、N、S等元素組成的，是重要的含氮生物高分子化合物。(2)結構蛋白質分子結構的顯著特征是：任何一種蛋白質分子在天然狀態(tài)下均具有獨特而穩(wěn)定的結構。蛋白質的特殊功能和活性與多肽鏈的氨基酸種類、數目及排列順序，還與其空間結構密切相關。2.蛋白質的性質(1)兩性形成蛋白質的多肽是由多個氨基酸脫水形成的，在多肽鏈的兩端存在著自由的氨基與羧基，因此蛋白質既能與酸反應，又能與堿反應。(2)水解蛋白質在酸、見或酶的作用下水解生成肽類化合物，最終水解生成多種氨基酸。(3)鹽析少量的鹽(如硫酸銨、Na2SO4、NaCl等)能促進蛋白質溶解。當蛋白質溶液中加入的鹽溶液達到一定濃度時，則會使蛋白質的溶解度降低而從溶液中析出，這種作用稱為鹽析，該過程是可逆的，采用多次鹽析和溶解可以分離提純蛋白質。(4)變性蛋白質在某些物理因素(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、三氯乙酸、乙醇、丙酮等)的影響下，蛋白質的理化性質和生理功能發(fā)生改變的現象稱為蛋白質的變性，該過程是不可逆的，蛋白質不能重新溶解，也失去了原有的生理活性。(5)顏色反應含有苯基的蛋白質加入濃硝酸會有白色沉淀產生，加熱，沉淀變黃色這一性質是蛋白質的顏色反應。知識點三．酶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蛋白質，酶的催化作用具有以下特點：①條件溫和、不需要加熱；②具有高度的專一性；③具有高效催化作用。知識點四．核酸核酸是一類含磷的生物高分子化合物。根據其組成，核酸分為脫氧核糖酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。類型一．氨基酸的結構和性質例1．據最近的美國《農業(yè)研究》雜志報道，美國科學家發(fā)現半胱氨酸能增強艾滋病病毒感染者的免疫力，對控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的結構簡式為，則下列說法中不正確的是A．半胱氨酸屬于α-氨基酸B．半胱氨酸是一種兩性化合物C．兩分子半胱氨酸脫水形成的二肽的結構簡式為D．與NaOH溶液加熱時可放出一種堿性氣體解析：本題綜合考查了氨基酸的結構與性質。由題給半胱氨酸的結構簡式可知，氨基在羧基的鄰位碳原子上，所以是α-氨基酸，A項正確；因為氨基為堿性基團，羧基為酸性基團，所以它是一種兩性化合物，B項正確；兩分子的半胱氨酸脫水形成二肽應是氨基與羧基反應的結果，形成的二肽的結構簡式應為，C項不正確；因是氨基酸的銨鹽，故電離生成的NHeq\o\al(＋,4)與OH－反應會放出氨氣，D項正確。答案：C例2．分子式為C8H14N2O5的二肽，經水解后得到丙氨酸和另一種氨基酸A，則A的分子式為A．C5H7NO3 B．C5H9N2O5C．C5H9NO2 D．C5H9NO4解析：根據二肽＋水―→丙氨酸＋A，利用原子守恒可知A的分子式為C5H9NO4。答案：D類型二．蛋白質的性質例1．下列關于蛋白質的敘述中不正確的是A．蠶絲、病毒、酶的主要成分都是蛋白質B．蛋白質溶液中加入飽和硫酸銨溶液，蛋白質會析出，再加水也不溶解C．重金屬鹽會使蛋白質變性，所以誤食重金屬鹽會使人中毒D．濃硝酸濺到皮膚上能使皮膚呈黃色，這是由于蛋白質和濃硝酸發(fā)生了顏色反應解析：掌握蛋白質的性質是解答本題的關鍵。蛋白質溶液中加入飽和硫酸銨溶液有蛋白質析出，這是蛋白質的鹽析過程，再加入水時蛋白質仍能溶解；可溶性重金屬鹽會使蛋白質變性，變性是不可逆的過程，誤食重金屬鹽會使人中毒。答案：B例2．欲將蛋白質從水中析出而又不改變它的性質，應加入A．福爾馬林溶液B．18.4mol/L的硫酸溶液C．飽和Na2SO4溶液D．1.0mol/L的CuSO4溶液解析：福爾馬林溶液、18.4mol/L的硫酸、1.0mol/L的CuSO4均能使蛋白質變性，飽和Na2SO4溶液能使蛋白質發(fā)生鹽析，該過程是可逆過程，鹽析出的蛋白質稀釋后仍能溶解，不影響蛋白質的活性。答案：C例3．下列關于酶的敘述中，不正確的是A．酶是一種糖類物質B．絕大多數的酶是蛋白質C．酶是生物體內產生的催化劑D．酶受到高溫或重金屬鹽作用時會變性解析：酶是一種蛋白質，而不是糖類物質；酶具有蛋白質的性質，當受到高溫或重金屬鹽作用時會變性；酶還是生物體內產生的高效催化劑，其催化作用具有條件溫和、不需加熱、高度專一、催化效率高等特點。答案：A例4．關于氨基酸的敘述正確的是A．氨基酸都含有氨基和羧基B．組成生物體內蛋白質的氨基酸都能在人體內合成C．天然蛋白質水解最終可以得到α-氨基酸、β-氨基酸等多種氨基酸D．氨基酸能發(fā)生成肽反應，也能發(fā)生水解反應解析：氨基酸都含有氨基和羧基，A正確；組成蛋白質的氨基酸有20多種，其中有8種氨基酸人體內不能合成，必須通過食物供給，B不正確；天然蛋白質水解的最終產物為α-氨基酸，C不正確；氨基酸不能發(fā)生水解反應，D不正確。答案：A基礎演練一．選擇題1．下列物質水解后能生成兩性化合物的是A．脂肪B．蔗糖C．蛋白質D．明礬2．下列不屬于天然高分子化合物的是A．淀粉B．纖維素C．油脂D．蛋白質3．下列說法中，不正確的是A．利用鹽析可以分離提純蛋白質B．酶在高溫或重金屬鹽作用下其催化效率會降低C．DNA是生物體遺傳信息的載體，蛋白質合成的模板D．RNA主要存在于細胞核中，它根據DNA提供的信息控制體內蛋白質的合成4．下列有機物水解斷鍵處(用虛線表示)不正確的是A．B．[C．[網D．5．L-多巴是一種有機物，它可用于帕金森綜合癥的治療，其結構簡式如下：下列關于L-多巴的敘述正確的是A．沒有堿性，只有酸性B．既具有酸性，又具有堿性C．只有酸性，可和NaHCO3反應D．不能與溴水反應6．某含氮有機物C4H9NO2有多種同分異構體，其中屬于氨基酸的異構體數目有A．3種B．4種C．5種D．6種7．形成蛋白質分子結構的層次，從小到大依次是①氨基酸②C、H、O、N等元素③氨基酸脫水縮合④一條或幾條多肽鏈連接在一起⑤多肽⑥蛋白質A．②→①→③→④→⑥→⑤B．①→②→③→④→⑥→⑤C．②→①→⑥→③→④→⑤D．②→①→③→⑤→④→⑥8．(13房山期末)下列各組物質中，不屬于同分異構體的是A．和B．和C．CH2=CH－CH2－COOH和CH3－CH=CH－COOHD．CH3－CH2－O－CH2－CH3和CH3CH3—CH—CH2—OHCH39．下列有關蛋白質的說法中，正確的是A．變性后的蛋白質不能發(fā)生水解反應B．向蛋白質溶液中加入飽和硫酸鈉溶液可產生沉淀C．蛋白質是僅由C、H、O、N4種元素組成的高分子化合物D．蛋白質在酸、堿或酶的作用下，最終水解成較小的肽類化合物10．洗衣粉中加入的堿性蛋白酶，催化活性很強，汗?jié)n、血跡及人體排放的蛋白質油漬遇到它皆能水解而除去，則下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗滌的是①棉織品②毛織品③晴綸織品④蠶絲織品⑤滌綸織品⑥錦綸織品A．①②③B．②④C．③④⑤D．③⑤⑥二．填空題11．蛋白質是生物體內的生命物質，是生命現象的體現者，是原生質的重要組成成分。蛋白質相對分子質量巨大，如甲殼動物的白藍蛋白的相對分子質量超過了6000000。蛋白質的結構也非常復雜，種類千變萬化，不計其數。(1)蛋白質分子中主要含有________、________、________、________4種元素，還常含有________元素。(2)蛋白質基本組成單位是氨基酸，α-氨基酸的通式為______________________________。(3)氨基酸分子的結構特點是________________________________________________。(4)蛋白質的一級結構是______________________________________，它對蛋白質的性質起著決定性的作用。(5)任何生物樣品中，1g氮元素相當于6.25g蛋白質，因此只需測定蛋白質樣品中氮元素的質量分數便可知樣品中蛋白質的質量分數。ω(蛋白質)＝________，三鹿問題奶粉就是不法分子在兌水的牛奶中加入了三聚氰胺以增加奶粉的含氮量，計算三聚氰胺中氮元素的質量分數為________。鞏固提高一．選擇題1．核糖[CH2OH(CHOH)3CHO]和脫氧核糖[CH2OH(CHOH)2CH2CHO]是人類生命活動中不可缺少的物質，在一定條件下它們都能發(fā)生的是①氧化、②還原、③酯化、④水解、⑤加成、⑥中和這六種反應中的A．①②③⑤B．①③④C．③④⑤D．④⑤⑥2．為保證加酶洗衣粉的效果，應注意A．用沸水沖泡洗衣粉B．用含氯較高的自來水C．室溫時，用軟水溶解洗衣粉D．和其他洗滌劑混合使用3．將淀粉漿和淀粉酶的混合物放入半透膜袋中，扎好后浸入流動的溫水中，經過足夠的時間后，取出袋內的液體，分別與：①碘水②新制Cu(OH)2加熱③濃硝酸(微熱)作用，其現象依次是A．顯藍色；無紅色沉淀；顯黃色B．不顯藍色；無紅色沉淀；顯黃色C．顯藍色；有紅色沉淀；不顯黃色D．不顯藍色；有紅色沉淀；不顯黃色4．(13西城期末)糖類、油脂和蛋白質都是人體必需的基本營養(yǎng)物質，下列說法中不正確的是A．淀粉、油脂和蛋白質都能發(fā)生水解反應B．糖類、油脂和蛋白質都屬于高分子化合物C．氨基酸既可以與鹽酸反應，也能與NaOH反應D．采用多次鹽析和溶解，可以分離提純蛋白質5．(13西城期末)下列說法正確的是A．在酸性條件下，CH3CO18OC2H5水解的產物是CH3CO18OH和C2H5OHB．用甘氨酸（H2NCH2COOH）和丙氨酸（CH3CHNH2COOH）縮合，最多可形成4種二肽C．C2H5Br與NaOH的乙醇溶液混合后加熱，將所得氣體通入高錳酸鉀酸性溶液中，若溶液褪色，則證明有乙烯生成D．將電石與飽和食鹽水反應生成的氣體通入溴的四氯化碳溶液中，若溶液褪色，證明有乙炔生成6．(14西城期末)下列關于甘氨酸（H2N-CH2-COOH）性質的說法，正確的是A．只有酸性，沒有堿性B．只有堿性，沒有酸性C．既有酸性，又有堿性D．既沒有酸性，又沒有堿性7．(14西城期末)下列說法中，正確的是A．蛋白質遇硫酸鈉溶液變性B．天然氣的主要成分是甲烷C．滌綸、錦綸、蠶絲都屬于合成纖維D．植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色8．(13八十中期末)下列敘述中，正確的是①能發(fā)生酯化反應的酸一定是羧酸②油脂水解后得到的醇都是丙三醇③天然蛋白質水解的最后產物是α—氨基酸④淀粉、纖維素、油脂都是高分子化合物A．只有③B．②③C．①③D．①④9．(13八十中期末)下列說法正確的是A．硫酸鈉溶液和醋酸鉛溶液均能使蛋白質變性B．油脂是高級脂肪酸甘油酯，均不能發(fā)生氫化反應C．H2N—CH2—COOH既能與鹽酸反應、又能與氫氧化鈉溶液反應二．填空題10．α-氨基酸溶于亞硝酸(HNO2)，反應后得α-羥基酸，如：根據下圖判斷：寫出下列物質的結構簡式：A____________，B____________，C____________，D____________，E____________。一．選擇題1．某期刊封面上有一個分子的球棍模型圖，如圖所示。圖中“棍”代表單鍵或雙鍵或三鍵。不同顏色的球代表不同元素的原子，該模型圖可代表一種A．氨基酸B．醇鈉C．鹵代羧酸D．酯2．(13西安高陵質檢)下列物質能夠自身聚合成高分子化合物的是3．(13長沙高二質檢)用酒精滅菌消毒，可使細菌和病毒蛋白質的生理活性發(fā)生變化。這種變化屬于A．水解 B．變性C．鹽析 D．顏色反應4．為了鑒別某白色紡織品的成分是蠶絲還是“人造絲”可選用的方法是A．滴加濃鹽酸 B．滴加濃硫酸C．滴加酒精 D．灼燒5．將淀粉漿和淀粉酶的混合物放入玻璃紙袋中，扎好袋口，浸入流動的溫水中，相當一段時間后，取袋內液體分別與碘水、新制Cu(OH)2（加熱）和濃HNO3（微熱）作用，其現象分別是A．顯藍色、無現象、顯黃色B．顯藍色、紅色沉淀、無現象C．無現象、變黑色、顯黃色D．無現象、紅色沉淀、無現象6．(13淄博高二調研)下列敘述正確的是A．蛋白質溶液中加入大量食鹽細粒，攪拌，蛋白質沉淀，此沉淀不溶于水B．高溫或日常用的消毒劑可使禽流感病毒蛋白質變性C．棉花、羊毛、木材和草類的主要成分都是纖維素D．誤食重金屬鹽引起人體中毒，可喝大量的食鹽水解毒7．(13長沙高二質檢)右圖是只含有C、H、O、N的某有機物簡易球棍模型。下列關于該有機物的說法錯誤的是A．該有機物的分子式為C3H7O2NB．該有機物的名稱為α-氨基丙酸C．該有機物能發(fā)生加成反應D．該有機物分子之間能發(fā)生聚合反應8．在四種化合物：①NaHCO3、②Al(OH)3、③(NH4)2S、④HN2—CH2COOH中，跟鹽酸和氫氧化鈉溶液都能反應的是A．僅②④ B．僅①②C．僅①②③ D．①②③④9．在四種化合物①NaHCO3②Al(OH)3③(NH4)2S④中跟鹽酸和氫氧化鈉溶液都能反應的是A．②④B．①②C．①②③D．①②③④10．下面是某種蛋白質分子結構的一部分，其中A、B、C、D表示該分子中的化學鍵，當其水解時斷裂的化學鍵是二．填空題11．在澄清的蛋白質溶液中加入以下幾種物質：(1)加入大量飽和食鹽水，現象為________________，此過程叫做________。(2)加入甲醛溶液，現象為________________，此過程稱為蛋白質的________。(3)加入濃硝酸并微熱，現象為________________，這是由于濃硝酸與蛋白質發(fā)生了________反應的緣故。(4)加熱煮沸，現象為________________，此過程稱為蛋白質的________。12．化合物A、B的分子式同為C9H11O2N。（1）A是天然蛋白質的水解產物，光譜測定顯示其分子結構中不存在甲基。A的結構簡式為____________________。（2）B是某芳香烴硝化的唯一產物（硝基在苯環(huán)上）。B的結構簡式是_________。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________一．選擇題1．下列關于蛋白質的敘述不正確的是A．蛋白質溶液中加入飽和的硫酸銨溶液，蛋白質析出，如再加水也不溶解B．蛋白質中的蛋白質分子能透過濾紙，但不能透過半透膜C．重金屬鹽使蛋白質變性，所以吞服“鋇餐”會引起中毒D．濃硝酸濺在皮膚上，能使皮膚呈黃色是由于蛋白質和濃HNO3發(fā)生了顏色反應2．下列物質能使蛋白質變性的是①K2SO4②HCHO③MgSO4④Hg(NO3)2⑤NH4Cl⑥KOHA．②④⑥B．①③⑤C．①②③D．④⑤⑥3．下列物質互為同分異構體的是A．淀粉和纖維素B．甘氨酸和硝基乙烷C．醋酸和硬脂酸D．甲醇和甲醚4．下列關于酶的說法錯誤的是A．酶是一種具有催化作用的蛋白質B．酶的催化作用具有高度的專一性C．酶的催化作用不受外界條件的影響D．酶的催化作用具有高效性5．下列有關核酸的說法不正確的是A．核酸是一類含磷的生物高分子化合物B．根據組成，核酸分為DNA和RNAC．DNA大量存在于細胞質中D．1981年，我國用人工方法合成了酵母丙氨酸轉移核糖核酸6．下列關于蛋白質的敘述錯誤的是A．天然蛋白質經水解生成α氨基酸B．蛋白質溶于水時，加入少量的Na2SO4能促進蛋白質溶解，若加入大量Na2SO4時則會使蛋白質溶解度降低C．蛋白質溶液中加入甲醛可以使蛋白質從溶液中析出，加水又溶解D．蛋白質溶液能發(fā)生丁達爾效應7．1997年，英國的“克隆羊”備受世界關注?！翱寺⊙颉钡年P鍵技術之一是找到一些特殊的酶，這些酶能激活普通體細胞，使之像生殖細胞一樣發(fā)育成個體。下列有關酶的敘述錯誤的是A．酶是具有催化作用的蛋白質B．酶的催化作用具有選擇性和專一性C．高溫或重金屬鹽能降低酶的活性D．酶只有在強酸性或強堿性條件下才能發(fā)揮作用8．某種解熱鎮(zhèn)痛藥的結構簡式為：當它完全水解時可以得到的產物有A．2種B．3種C．4種D．5種9．有以下物質：①甘氨酸②苯丙氨酸