高中化学 专题5 生命活动的物质基础 第二单元 氨基酸 蛋白质 核酸学案 苏教版选修5Word格式.docx

高中化学 专题5 生命活动的物质基础 第二单元 氨基酸 蛋白质 核酸学案 苏教版选修5Word格式.docx

《高中化学 专题5 生命活动的物质基础 第二单元 氨基酸 蛋白质 核酸学案 苏教版选修5Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 专题5 生命活动的物质基础 第二单元 氨基酸 蛋白质 核酸学案 苏教版选修5Word格式.docx（28页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

（3）肽键可表示为

。

（4）氨基酸的氢原子数为奇数，烃的氢原子数为偶数。

答案：

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）√

2．氨基酸不能发生的反应是（　　）

A．酯化反应　　　　　　B．与碱的中和反应

C．成肽反应D．水解反应

D

3．一种二肽的结构简式为

，合成这种二肽的氨基酸是（　　）

解析：

选D。

利用二肽水解可得对应氨基酸。

1．氨基酸的两性

氨基酸分子中含有酸性官能团—COOH和碱性官能团—NH2。

氨基酸分子中的氨基能结合H＋，能与酸反应；

而羧基能电离出H＋，能与碱反应。

2．氨基酸的缩合

（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

多种氨基酸分子按不同的排列顺序以肽键相互结合，可以形成千百万种具有不同的理化性质和生理活性的多肽链。

相对分子质量在10000以上的，并具有一定空间结构的多肽，称为蛋白质。

氨基酸的缩合机理：

，脱去一分子水后形成肽键

。

当多肽或蛋白质水解时断裂肽键上的C—N键。

　下列关于氨基酸的叙述中，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]　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。

[答案]　D

氨基酸既能与酸反应又能与碱反应，常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质还有哪些？

常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质除氨基酸外，还有以下几类：

铝、氧化铝、氢氧化铝、弱酸的酸式盐、弱酸的铵盐。

　氨基酸的结构与性质

1．下列物质中属于氨基酸的是（　　）

2．根据美国农业研究所《农业研究》杂志报道，美国科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。

已知半胱氨酸的结构简式为

，则下列说法不正确的是（　　）

A．半胱氨酸属于α氨基酸

B．半胱氨酸是一种两性化合物

C．两分子半胱氨酸脱水形成的二肽的结构简式为

D．

与NaOH溶液加热时可放出一种碱性气体

选C。

由题目给出的半胱氨酸的结构简式可知，氨基在羧基邻位碳原子上，所以属于α氨基酸；

因为氨基为碱性基团，羧基为酸性基团，所以半胱氨酸是一种两性化合物；

两分子半胱氨酸脱水形成二肽应是氨基与羧基反应的结果：

；

因为

是氨基酸的铵盐，电离生成的铵根离子与氢氧根离子在加热条件下反应会放出氨气。

3．苯丙氨酸的结构简式为

（1）该分子中的碱性基团是________，苯丙氨酸与盐酸反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）该分子中的酸性基团是________，苯丙氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________

苯丙氨酸分子中，碱性基团是氨基（—NH2），酸性基团是羧基（—COOH）。

—NH2与HCl的反应为（可仿照H—NH2与HCl的反应写）—NH2＋HCl―→—NH3Cl；

—COOH与NaOH的反应为—COOH＋NaOH―→—COONa＋H2O。

　蛋白质　核酸

一、蛋白质的组成和性质

1．蛋白质的组成

（1）定义

蛋白质是由氨基酸通过肽键等相互连接而形成的一类具有特定结构和一定生物学功能的生物大分子。

（2）组成

蛋白质中含有的元素有C、H、O、N及少量的S，有的还含有微量的Cu、Fe、Zn、Mn等元素，属于天然有机高分子化合物，其溶液具有胶体的某些性质。

2．蛋白质的性质

（1）两性

在多肽链的两端存在着自由的—NH2和—COOH，因此蛋白质既能与酸反应，又能与碱反应。

（2）水解

①原理

②过程

蛋白质

多肽

氨基酸。

（3）盐析

①向蛋白质溶液中加入浓的无机盐[如Na2SO4、（NH4）2SO4等]溶液，能够破坏蛋白质溶解形成的胶体结构而降低蛋白质的溶解性，使蛋白质转变为沉淀析出。

②特点：

只改变了蛋白质的溶解度，而没有改变他们的化学性质，是可逆的过程。

③应用：

多次盐析和溶解可以分离、提纯蛋白质。

（4）变性

①影响因素

物理因素：

加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、X射线照射、超声波等；

化学因素：

强酸、强碱、重金属盐、乙醇、丙酮、三氯乙酸（CCl3COOH）、甲醛（福尔马林）等。

变性会使蛋白质发生结构上的改变，也会使其丧失原有的生理活性，是不可逆过程。

（5）颜色反应

①分子中含有苯环的蛋白质跟浓硝酸作用时呈黄色。

②蛋白质遇双缩脲试剂显紫玫瑰色。

3．蛋白质的空间结构

4．酶

（1）酶的含义

酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子，绝大多数的酶是蛋白质。

（2）酶的催化作用的特点

①条件温和、②效率高、③高度专一等。

二、核酸

1．类别、存在及功能

类别

核糖核酸

脱氧核糖核酸

表示

RNA

DNA

存在

主要在细胞质中

主要在细胞核中

续　表

功能

以DNA为模板，将DNA的遗传信息翻译并表达成具有特定功能的蛋白质

遗传信息的储存和携带者，决定了生物合成蛋白质的特定结构

2.水解产物

（1）向两份蛋白质溶液中分别加入饱和NaCl溶液和CuSO4溶液，均有固体析出，两者原理相同。

（2）蛋白质遇浓硝酸都会显黄色。

（3）医疗器械的高温消毒的实质是蛋白质的变性。

（4）酶的催化作用是温度越高越好。

（5）将鸡蛋白加入沸水中，在水面有絮状物质出现，该过程为盐析。

（6）利用盐析可分离、提纯蛋白质。

（7）蛋白质一旦变性，就毫无用途，只能弃掉。

（8）焰色反应、显色反应、颜色反应均是化学变化。

（1）×

（2）×

　（3）√　（4）×

　（5）×

　（6）√　（7）×

　（8）×

2．能使蛋白质变性的物质是（　　）

①硫酸钾　②甲醛　③氯化钾　④硝酸汞　⑤氯化铵　⑥氢氧化钠

A．①③⑤　　　　　　　　　B．②④⑥

C．①②③D．④⑤⑥

选B。

重金属盐、强酸、强碱、甲醛、酒精、紫外线照射、X射线照射、加热等都能使蛋白质变性。

3．下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是（　　）

A．蚕丝、羊毛、病毒等的主要成分都是蛋白质

B．蛋白质溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液，蛋白质析出，虽再加水，也不溶解

C．重金属盐能使蛋白质凝结

D．浓硝酸溅到皮肤上能使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应

蛋白质溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液，发生盐析现象，该过程是可逆的，加水，蛋白质又可溶解。

1．渗析、盐析和变性的比较

渗析

盐析

变性

含义

利用半透膜分离胶体粒子与分子、离子

加入无机盐溶液使胶体中的分散质析出

一定条件下，使蛋白质失去原有的生理活性

条件

半透膜、水

较多量的轻金属盐或铵盐，如NaCl、Na2SO4、（NH4）2SO4等

加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、乙醇、丙酮等

特点

可逆，需多次换水

可逆，加水，析出的分散质又能溶解

不可逆，蛋白质失去原有活性，加水不再溶解

实例

除去淀粉溶胶中的NaNO3杂质

①向皂化反应液中加食盐晶体，使肥皂析出；

②向蛋白质溶胶中加浓Na2SO4溶液使蛋白质析出

消毒、灭菌、给果树使用波尔多液、保存动物标本等

2.“三色”反应的比较

焰色反应

显色反应

颜色反应

钠、钾等金属元素灼烧时，火焰呈现某种颜色。

钠元素为黄色，钾元素（透过蓝色钴玻璃）为紫色

苯酚与三价铁离子的溶液显紫色；

淀粉与单质碘显蓝色；

三价铁离子与硫氰根离子显红色

蛋白质遇某些试剂后显示某种特殊的颜色。

鸡蛋白、人的皮肤等遇浓硝酸显黄色

显色实质

物理变化

化学变化

重要应用

鉴别钠、钾等金属元素

鉴别苯酚、淀粉、三价铁离子

鉴别某些蛋白质

（1）近几年来研究认为褪黑素与人的寿命长短有关，有人把褪黑素和克隆技术并称为“二十世纪生命科学的两大发现”。

褪黑素的结构简式为

，写出它在酸性条件下水解的化学方程式：

________________________________________________________

（2）现有淀粉和蛋白质胶体的混合液，要检验其中蛋白质的存在，可取混合液少许，向其中加入1mL________，现象是____________________，加热，现象是____________________，说明存在蛋白质；

要检验其中淀粉的存在，可取混合液少许，加入________，溶液呈明显的________，说明淀粉存在；

要把淀粉和蛋白质分离开，可进行的操作是________________________________________________________________________

（3）在下列物质中：

①K2SO4　②HCHO　③MgSO4

④Hg（NO3）2　⑤NH4Cl　⑥KOH，能使蛋白质发生盐析的是____________________（填序号）。

[解析]　

（1）

在酸、碱或酶存在的条件下都可发生水解反应。

（2）浓硝酸是强酸，加入浓HNO3会使蛋白质变性而沉淀析出，加热时因发生颜色反应而显黄色；

淀粉遇碘变蓝色，实验中常利用这一性质进行淀粉的检验；

利用盐析法分离、提纯蛋白质，利用渗析法提纯淀粉。

（3）Hg（NO3）2是重金属盐，KOH为强碱，②④⑥都会使蛋白质变性；

K2SO4、MgSO4是轻金属盐，NH4Cl是铵盐，①③⑤可以降低蛋白质的溶解度，可使蛋白质发生盐析。

（2）浓HNO3　有白色沉淀产生　沉淀变黄色　碘水　蓝色　向溶液中加入适量的饱和（NH4）2SO4或Na2SO4溶液，使蛋白质发生盐析而沉淀析出，然后过滤，从而使蛋白质从混合液中分离出来，将混合液进行渗析可得淀粉

（3）①③⑤

（1）医用酒精、“84”消毒液、紫外线等能杀菌消毒所依据的原理是什么？

（2）在临床上解救Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐中毒的病人时，为什么要求病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等？

（1）依据的原理是它们能使细菌、病毒等生物蛋白质变性。

（2）生鸡蛋、牛奶、豆浆中含有丰富的蛋白质，重金属离子破坏这些食物中的蛋白质，而减少对病人本身蛋白质的损伤。

　蛋白质

1．下列有关蛋白质的叙述中，正确的是（　　）

A．蛋白质溶液里加（NH4）2SO4溶液可提纯蛋白质

B．蛋白质是由氨基酸构成的无机化合物

C．温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高

D．任何结构的蛋白质遇到浓HNO3都会变成黄色

选A。

（NH4）2SO4溶液为非重金属盐，加入（NH4）2SO4溶液，蛋白质会产生盐析现象，盐析是可逆过程，加水后蛋白质会继续溶解，A正确；

蛋白质是由氨基酸通过肽键等相互连接而形成的一类具有特定结构和一定生物学功能的生物大分子，B错误；

酶是一种蛋白质，在高温下变性，属于不可逆过程，不再具有催化活性，C错误；

一般情况下，只有含苯环的蛋白质遇到浓HNO3时才会发生颜色反应而变黄，D错误。

2．

（1）鸡蛋腐败时，常闻到有刺激性气味的气体，该气体主要是________，说明蛋白质中含有________元素（填元素名称）。

（2）误食重金属盐会中毒，这是因为________________________________________。

（3）浓HNO3溅到皮肤上，使皮肤呈________色，这是由于浓HNO3和蛋白质发生了____________反应的缘故。

（1）我们常说硫化氢有臭鸡蛋的气味，这是因为鸡蛋腐败，蛋白质分解会放出硫化氢。

（2）重金属离子会使蛋白质变性，蛋白质广泛存在于生物体内，是生命的基础，肌肉、皮肤、毛发等的主要成分都是蛋白质。

（3）蛋白质和浓HNO3可发生特殊的颜色反应。

（1）H2S　硫　

（2）重金属盐会使蛋白质变性

（3）黄　颜色

　酶和核酸

3．“克隆羊”的关键技术之一是找到一些特殊的酶，这些酶能激活普通体细胞，使之能像生殖细胞一样发育成个体。

下列说法不正确的是（　　）

A．酶具有催化作用

B．酶的催化作用具有选择性和专一性

C．高温或重金属盐能降低酶的活性

D．酶只有在强酸性或强碱性条件下才能发挥作用

酶属于蛋白质，在强酸或强碱条件下会变性。

4．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RNA

C．DNA大量存在于细胞质中

D．1981年，我国科学工作者用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸

DNA大量存在于细胞核中，是生物体遗传信息的载体。

重难易错提炼

1.氨基酸分子中既含氨基又含羧基，它既能与酸反应又能与碱反应。

2.氨基酸中含有—COOH和—NH2，在分子间或分子内均可缩合形成肽键—CO—NH—，氨基酸缩合既可形成链状，也可形成环状，还可形成高分子化合物。

3.蛋白质分子水解时断键从肽键处断裂，即断裂C—N键。

4.盐析是可逆过程，盐析通常用于蛋白质的分离、提纯，变性是不可逆过程。

5.酶是一类具有催化功能的生物分子，酶的催化作用只有具有生物活性时才会发挥催化作用。

6.酶的催化特点是条件温和、高度专一、效率高等。

7.核酸在生物的生长和遗传方面具有重要作用。

课后达标检测

[基础巩固]

1．某有机物含有C、H、O、N等元素，该有机物在水中形成的分散系无丁达尔效应，则该有机物可能是（　　）

A．脂肪　　　　　　　　　B．淀粉

C．蛋白质D．氨基酸

物质中含有N元素，则可能为氨基酸或蛋白质。

蛋白质溶于水形成胶体，有丁达尔效应，该有机物只能是氨基酸。

2．下列关于酶的叙述中，不正确的是（　　）

A．酶是一种糖类物质

B．酶是一种蛋白质

C．酶是生物体内产生的催化剂

D．酶受到高温或重金属盐作用时会变性

酶是一种蛋白质，而不是糖类物质；

酶具有蛋白质的性质，当受到高温或重金属盐作用时会变性；

酶还是生物体内产生的高效催化剂，其催化作用具有条件温和、不需加热、高度专一、催化效率高等特点。

3．下列说法中，不正确的是（　　）

A．利用盐析可以分离提纯蛋白质

B．酶在高温或重金属盐作用下其催化效率会降低

C．DNA是生物体遗传信息的载体

D．RNA主要存在于细胞核中，它根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成

盐析不改变蛋白质的生理活性，只是使蛋白质的溶解度降低，利用多次盐析和溶解可分离提纯蛋白质；

酶是蛋白质，在高温或重金属盐作用下会发生变性而失去生理活性，从而使其催化效率降低；

RNA主要存在于细胞质中，根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成；

DNA大量存在于细胞核中，它是生物体遗传信息的载体。

4．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．C5H9NO4

C．C5H11NO5D．C5H7NO4

水解方程式为C8H14N2O5＋H2O―→

，根据原子个数守恒可得X的分子式为C5H9NO4。

5．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，衣物的汗渍、血迹及人本身排放的蛋白质油渍遇到它，都能水解而被除去，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腈纶制品　④蚕丝制品

⑤涤纶制品　⑥锦纶制品

A．①②③　　　　　　　　B．②④

C．③④⑤D．③⑤⑥

加酶洗衣粉中加入的少量碱性蛋白酶能使蛋白质水解而被除去，因此，主要成分为蛋白质的毛织品和蚕丝制品，不能用加酶洗衣粉洗涤。

6．将淀粉和淀粉酶的混合物放入玻璃纸袋中，扎好袋口，浸入流动的温水中。

相当一段时间后，取袋内液体分别与碘水、新制Cu（OH）2（加热）和浓硝酸微热作用，其现象分别是（　　）

A．显蓝色、无明显现象、显黄色

B．显蓝色、红色沉淀、无明显现象

C．无明显现象、变黑色、显黄色

D．无明显现象、红色沉淀、无明显现象

淀粉在淀粉酶的作用下水解生成葡萄糖，葡萄糖透过玻璃纸，而酶蛋白留在袋内。

新制Cu（OH）2受热分解显黑色，酶蛋白遇浓HNO3发生颜色反应。

7．绿色荧光蛋白（GFP）在紫外线照射下会发出鲜艳的绿光。

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

GFP属于蛋白质，重金属离子能使其变性，A对；

天然蛋白质属于混合物，B错；

蛋白质的颜色反应是指蛋白质遇浓HNO3变黄色，C错；

新制Cu（OH）2悬浊液通常检验醛基的存在，D错。

8．人类肝脏蛋白质两谱三图三库已全面破译完成，它将为肝脏疾病的预警、预防、诊断和治疗提供科学依据。

下列关于乙肝病毒的说法不正确的是（　　）

A．属于高分子化合物

B．水解的最终产物能与酸或碱反应

C．遇浓硝酸会变性

D．水解时碳氧键断裂

乙肝病毒由蛋白质和核酸构成，蛋白质和核酸都是高分子化合物，A正确；

蛋白质最终水解的产物是氨基酸，氨基酸既有—COOH，也有—NH2，因此能与酸或碱反应，B正确；

乙肝病毒的外壳是蛋白质，蛋白质与硝酸发生颜色反应，因此遇到浓硝酸会变性，C正确；

蛋白质的水解只是肽键中的C—N键断裂，碳氧键不断裂，D错误。

9．阿斯巴甜具有清爽的甜味，

甜味度约为蔗糖的200倍，其结构简式如图。

下列有关说法不正确的是（　　）

A．阿斯巴甜的分子式为

C14H18N2O5

B．水解产物中有两种氨基酸

C．阿斯巴甜属于蛋白质

D．阿斯巴甜一定条件下既能与酸反应，又能与碱反应

根据阿斯巴甜的结构简式，可以求得其分子式为C14H18N2O5，该物质不是蛋白质；

其分子中含有

，可以发生水解反应生成

（氨基酸）、

（氨基酸）和CH3OH（甲醇）；

阿斯巴甜中存在—NH2，可以与酸反应，还存在—COOH，可以与碱反应。

10．由甘氨酸（H2N—CH2—COOH）和α羟基乙酸

（HO—CH2—COOH）所组成的混合物发生分子间脱水反应，其中生成物中属于两分子脱水的直链状产物有（　　）

A．1种B．2种

C．3种D．4种

2分子甘氨酸脱去1分子水形成二肽：

2分子α羟基乙酸酯化生成链状酯：

甘氨酸中的—COOH与α羟基乙酸中的—OH酯化生成链状酯：

甘氨酸中的—NH2与α羟基乙酸中的—COOH反应生成二肽：

11．某天然蛋白质充分水解后，能分离出有机物R，R可与等物质的量的KOH或盐酸完全反应，4.45gR可与50mL1mol·

L－1的NaOH完全中和，则R的结构简式为（　　）

有机物R可与等物质的量的KOH或盐酸完全反应，说明R分子中含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）。

n（R）＝n（NaOH）＝c（NaOH）·

V（NaOH）＝1mol·

L－1×

0.05L＝0.05mol，M（R）＝

＝

＝89g·

mol－1。

即此有机物的相对分子质量为89。

因R是天然蛋白质水解的产物，故其是α氨基酸，分子结构中应含有

，结合相对分子质量可求得其残基的相对质量为89－74＝15，显然只能是甲基（—CH3）,从而确定有机物R的结构简式为

12．根据下面所示化合物的结构回答下列问题。

（1）该化合物中，①表示________，③表示________。

（2）该化合物由________个氨基酸分子失去________个水分子而形成。

（3）该化合物称为________，含________个肽键，编号是________。

熟悉氨基酸与蛋白质的有关概念是解题的关键。

化合物中有n个肽键，就由（n＋1）个氨基酸失去n个水分子而形成，也叫（n＋1）肽。

（1）氨基　肽键　

（2）4　3　（3）四肽　3　③⑤⑥

13．

（1）从鸡蛋白的溶液中提取蛋白质的方法有________和________。

（2）鉴定一种物质的成分是真丝还是人造丝，可取一小块进行________，这是因为________________________________________________________________________。

（3）蛋白质溶