【步步高】2015-2016学年高中化学 第1-4章学案（打包22套）新人教版选修5
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【步步高】2015-2016学年高中化学 第1-4章学案（打包22套）新人教版选修5,步步高,学年,高中化学,章学案,打包,22,新人,选修
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1 第 2 课时 蛋白质 酶 核酸 学习目标定位 酸等的意义。 1蛋白质是一类非常重要的 含氮生物高分子化合物 ，其相对分子质量从几万到几千万。它是由 C、 O、 H、 N、 些蛋白质中含有 P，少量蛋白质还含有微量 2蛋白质在生产、生活中的作用 (1)蛋白质存在于一切细胞中，组成人体蛋白质的氨基酸有必需和非必需之分，必需氨基酸共 8种，非必需氨 基酸共 12种。 (2)蛋白质是人类必需的营养物质。 (3)蛋白质在工业上也有广泛的用途。动物的毛和蚕丝的成分都是 蛋白质 ，它们是重要的纺织原料。 探究点一 蛋白质的结构和性质 1蛋白质的结构 (1)任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有 独特而稳定 的结构。 (2)蛋白质分子特定的空间结构：蛋白质分子中各种氨基酸的 连接方式和排列顺序 ，称为蛋白质的一级结构。多肽链 卷曲盘旋和折叠的空间结构 ，称为蛋白质的二级结构。蛋白质分子在二级结构基础上进一步 盘曲折叠 形成 的三维结构，称为蛋白质的三级结构，进一步形成蛋白质的四级结构。 (3)蛋白质的性质不仅取决于多肽链氨基酸的 种类 、 数目 及 排列顺序 ，还与其 特定的空间结构 有关。 2蛋白质的化学性质 (1)蛋白质的特征反应 颜色反应：取一小块鸡皮，置于蒸发皿中，滴加 3 5 滴浓硝酸，在酒精灯上微热，观察到的现象是 鸡皮遇浓硝酸变黄色 。实验结论： 浓硝酸可使某些蛋白质显黄色 ，常用此反应来鉴别蛋白质。 蘸取少量鸡蛋清或取一根头发，放在酒精灯火焰上灼烧，可闻到 烧焦羽毛的特殊气味 。常 2 用此反应区分毛料纤维与合成纤维。 (2)蛋白质的两性 形 成蛋白质的多肽是由多个氨基酸发生 成肽反应 形成的，在多肽链的两端存在着自由的 氨基和 羧基 ，侧链中也有酸性或碱性基团，所以蛋白质与氨基酸一样具有 两性 ，能与酸或碱反应。 (3)蛋白质的水解 蛋白质 酶、酸或碱 水解 多肽 酶、酸或碱 逐步水解 氨基酸 天然蛋白质水解的产物为 氨基酸 ，蛋白质水解时，多肽链中的 C N 键断裂，碳原子上连接 羟基 ，形成 原子上连接 氢原子 ，形成 (4)蛋白质的盐析 按下列实验操作完成实验： 实验现象：加入饱和 (管内蛋白质均 产生沉淀 ，加蒸馏水后沉淀溶解 。 结论：少量的盐 如 (能 促进 蛋白质溶解，但当盐溶液浓度较大时，则会使蛋白质溶解度 降低 而从溶液中 析出 ，这种作用称为 盐析 。 蛋白质的盐析是一个 可逆 过程，采用 多次盐析 和 溶解 可分离提纯蛋白质。 (5)蛋白质的变性 按下列实验操作完成实验： 实验操作 ： 实验操作 ： 实验现象：加热及加入醋酸铅溶液， 、 两支试管内蛋白质均 产生沉淀 ；加入蒸馏水后 3 沉淀 不溶解 。 结论：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的 理化性质 和 生理功能 发生改变的现象，称为蛋白质的变性。能使蛋白质变性的因素有： 物理因素： 加热 、加压、搅拌、振荡、 紫外线照射 、超声波等； 化学因素： 强酸 、 强碱 、 重金属盐 、三氯乙酸、乙醇、丙酮、甲醛等有机物。 蛋白质的变性是一个 不可逆 过程，变性后的蛋白质 在水中 不溶解 ，同时也会失去 原有的生理活性 。利用蛋白质的变性，可用于杀菌消毒，而疫苗等生物制剂的保存则要防止变性。 归纳总结 蛋白质的盐析和变性的不同 盐析 变性 变化条件 浓的轻金属盐 受热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐、某些有机物 变化实质 物理变化 (溶解度降低 ) 化学变化 (蛋白质性质改变 ) 变化过程 可逆 不可逆 用途 分离、提纯蛋白质 杀菌、消毒 活学活用 1下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是 ( ) A蚕丝、羊毛、病毒等主要成分都是蛋白质 B蛋白质溶液中加入饱和 (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 答案 B 解析 蛋白质溶液中加入饱和 (生盐析现象，该过程为可逆的，加水，蛋白质又可溶解。 2下列结构片断的蛋白质在胃中水解时，不可能产生的氨基酸是 ( ) 答案 C 4 解析 蛋白质水解时化学键断裂的部位是肽键 ( )中的碳氮键： 然后在羰基的部位补充 原子的部位补充氢原子。 探究点二 酶和核酸 1酶是一类由 细胞 产生的、对生物体内 的化学反应具有 催化 作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质。酶对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的反应具有很强的催化作用，酶的催化具有以下特点： (1)条件温和 ，不需加热。在接近体温和接近中性的条件下，酶就可以起催化作用。 (2)具有 高度的专一性 。例如，蛋白酶只能催化蛋白质的水解，淀粉酶只对淀粉起催化作用。 (3)具有 高效催化作用 。酶催化的化学反应速率，比普通的催化剂高 107 1013倍。 2核酸是一类 含磷 的生物 高分子 化合物。它在生物体的生长、 繁殖 、 遗传 、变异等生命现象中起着决定性的作用。其类别如下表所示 ： 分类 脱氧核糖核酸 (核糖核酸 (存在 大量存在于 细胞核 中 主要存在于 细胞质 中 生理作用 生物遗传信息的载体；还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞 根据 归纳总结 酶本身所具有的性质可以结合蛋白质的性质来掌握，酶的催化作用要与工业催化剂比较记忆，从而更好地掌握酶的催化特点。 活学活用 3近年来克隆技术快速发展，各国先后克隆出了羊、牛、猪、猴等多种动物。克隆技术的关键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。下列有关酶的叙述中错误的是 ( ) A酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质 B酶的催化作用具有专一性 C高温或重金属盐能降低酶的活性 D酶只有在强酸或强碱的条件下才能发挥作用 答案 D 解析 酶是一类具有催化作用的有机物。酶的催化作用具有专一性、高效性及条件温和等特点。由于大多数酶是蛋白质，所以，高温、重金属盐、强酸、强碱等条件能使酶发生变性而 5 失去催化活性。所以选项中 4下列说法中不正确的是 ( ) A组成天然蛋白质的氨基酸几乎都是 氨基酸 B利用盐析可以分离和提纯蛋白质 C 白质合成的模板 D 根据 答案 D 解析 据 供的信息控制体内蛋白质的合成； 要存在于细胞核中，它是生物体遗传信息的载体，蛋白质合成的模板；盐析不改变蛋白质的生理活性，只是蛋白质暂时失去溶解性，利用多次盐析和溶解可分离和提纯蛋白质。 1下列不属于天然高分子化合物的是 ( ) A淀粉 B氨基酸 C纤维素 D蛋白质 答案 B 2下列变化肯定属于不可逆过程的是 ( ) A电离 B水解 C盐析 D蛋白质变性 答案 D 解析 蛋白质的变性属于不可逆过程。 3下列关于蛋白质的说法不正确的是 ( ) A蛋白质是由多种 氨基酸加聚而生成的天然高分子化合物 B通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性 C浓的 水 后析出的蛋白质又溶解 D鉴别织物成分是蚕丝还是 “ 人造丝 ” 可采用灼烧闻气味的方法 答案 A 解析 氨基酸生成蛋白质发生的是脱去水分子的缩聚反应而不是加聚反应，故 6 论何种形式的消毒，其原理都是使细菌中的蛋白质变性而失去原有的生理活性 (死亡 )，故 析不能使蛋白质变性，故 “ 人造丝 ” 的成分是纤维素，灼烧时没有烧焦羽毛的气味，故 4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 答案 A 解析 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。 5在澄清的蛋白质溶液中加入以下几种物质： (1)加入大量饱和食盐水，现象为 _，此过程叫做 _。 (2)加入甲醛溶液，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。 (4)加热煮沸，现象为 _，此过程称为蛋白质的 _。 答案 (1)产生白色沉淀 盐析 (2)产生白色沉淀 变性 (3)蛋白质变为黄色 颜色 (4)产生白色沉淀 变性 基础过关 一、蛋白质的结构和性质 1下图表示蛋白质分子结构的一部分，图中标出了分子中不同的键，当蛋白质发 生水解反应时，断裂的键是 ( ) A B C D 答案 C 解析 氨基酸形成肽键时，它是由羧基 ( 羟基 ( 氨基 ( 氢原子结合而成的。因此，水解时断裂的键为蛋白质分子中 的 C 7 2诺贝尔化学奖曾授予以色列的 及美国的 名科学家。三人因在蛋白质控制系统方面的重大发现而共同获得该奖项。下列有关蛋白质的说法正确的是 ( ) A人工方法不能合成具有生命活力的蛋白质 B蛋白质的变性是可逆过程 C蛋白质的盐析是可逆过程 D分离蛋白质和氯化钠的混合液常采用过滤的方法 答案 C 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皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色 C在蛋白质溶液中，加入硫酸铜溶液，有沉淀析出 D用稀释的福尔马林溶液 ( 浸泡植物种子 答案 A 4下列关于蛋白质的叙述正确的是 ( ) A鸡蛋黄的主要成分是蛋白质 B 鸡蛋生食营养价值更高 C鸡蛋白遇碘变蓝色 D蛋白质水解的最终产物是氨基酸 答案 D 二、蛋白质的典型应用 5流感病毒为蛋白质病毒，在 75 时加热数分钟，可杀死流感病毒。上述方法是利用了蛋白质性质中的 ( ) A盐析 B变性 C水解 D颜色反应 答案 B 解析 加热可以使蛋白质变性。 6下列说法中错误的是 ( ) A在豆浆中加少量石膏，能使豆浆凝结为豆腐 B误服可溶性重金属盐，立即服用大量牛奶、蛋清或豆浆解毒 C用灼烧的方法可鉴别毛织物 D温度越高，酶对某 些化学反应的催化效率越高 答案 D 7下列过程与蛋白质变性无关的是 ( ) 8 A用煮沸的方法可消毒医疗器械 B用福尔马林保存生物标本 C鸡蛋白加入 (以观察到有沉淀析出 D鸡蛋白溶液里加入少量乙酸铅溶液，可以观察到有沉淀生成 答案 C 解析 蛋白质溶液加入轻金属盐或铵盐溶液，产生盐析现象，而与变性无关。 8为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是 “ 人造丝 ” ，通常选用的方法是 ( ) 滴加浓硝酸 灼烧 滴加浓硫酸 滴加酒精 A B C D 答案 C 解析 本题考查了蛋白质的特性： (1)遇浓硝酸变黄； (2)灼烧有烧焦羽毛的气味。蚕丝的成分是蛋白质， “ 人造丝 ” 的主要成分是纤维素，因此可利用蛋白质的特征反应：颜色反应和灼烧后闻气味的方法加以鉴别。 三、酶的性质及应用 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，衣服上的汗渍、血迹以及人体排放出来的蛋白质、油脂等遇到它，皆能水解而除去。在洗涤下列衣料时，不能或不宜使用该洗衣粉的是 ( ) 棉织品 毛织品 腈纶织品 蚕丝织品 涤纶织品 锦纶织品 A B C D 答案 B 解析 根据信息知，洗衣粉中的酶可以使蛋白质发生水解。毛织品、蚕丝织品的主要成分是蛋白质，不能用该洗衣粉洗涤。 10为保证加酶洗衣粉的效果，应注意 ( ) A用沸水冲泡洗衣粉 B用含氯较高的自来水 C室温时，用软水溶解洗衣粉 D和其他洗涤剂混合使用 答案 C 解析 酶是一种具有催化作用的蛋白质，具有蛋白质的一切性质。高温易使蛋白质变性，含氯 (高的自来水也会使蛋白质变性。不同洗涤剂的酸碱性不同，不能混合使用。 能力提升 11 (1)从鸡蛋白的溶液中提纯蛋白质的方法有 _和 _。 (2)鸡蛋腐烂时，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。 9 (3)误食重金属盐会中毒，这是因为 _。 (4)浓硝酸溅到皮肤上，使皮肤呈 _色，这是由于浓硝酸与蛋白质发生了 _反应的缘故。 (5)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_。 答案 (1)盐析 渗析 (2) (3)重金属盐会使蛋白质变性 (4)黄 颜色 (5)灼烧 真丝是蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味 解析 (1)提纯蛋白质的方法可以从两个方面考虑：一是让蛋白质沉淀出来；二是让其他物质出去。 (2)我们常说硫化氢有臭鸡蛋的气味，这是因为鸡蛋白腐烂，蛋白质分解会放出硫化氢。 (3)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。 (4)蛋白质与许 多试剂可发生特殊的颜色反应。 (5)人造丝是人造纤维。 12某人工合成的多肽具有如下结构： 试回答下列问题： (1)若 n 3，则该化合物为 _肽 (填汉字 )。 (2)若 n 200，则该化合物的一个分子水解时所需水分子的数目为 _。 (3)该化合物水解可以得到的单体有 _、 _、 _(写结构简式 )。 答案 (1)九 (2)599 (3)解析 蛋白质水解产生几种氨基酸，该结构就为几肽；同理，肽键比氨基酸数目少一个。 13据报道，人从食物中摄取碘后，碘在甲状腺中积存下来通过一系列化学反应可形成甲状腺素。甲状腺素的结构如下： (1)甲状腺素的分子式为 _。 (2)在甲状腺内，甲状腺素的合成过程可能是 10 ,二碘酪氨酸两分子二碘酪氨酸 ,甲状腺素和丙氨酸 试回答下列问题： 上述两步反应类型分别是 _反应、 _反应。 试写出上述第一步变化的化学方程式 _。 答案 (1)2) 取代 取代 解析 根据合成过程，两步反应均应属于取代反应。人体缺碘会导致甲状腺肿大、脑功能衰退等病症的出现。 14某些儿童偏食，喜欢吃一些豆类作物制成的食品，不喜欢吃肉类食品。豆类作物中含有的天然蛋白质在酶的作用下，发生水解生成 A、 中， 4的化学式为 知 A、 链端都有官能团。试回答： (1)试判断 A、 (2)写出 A、 A： _； B： _。 (3)写出 _。 答案 (1)酸性 碱性 11 解析 天然蛋白质的水解产物都是 氨基酸，故 A、 B 的分子结构中均含有，除此之外， 2。根据已知条件 “ 不含甲基，且链端都含有官能团 ” 可 知 ， 只能为 则 A 的 结 构 简式为。 B 分子中剩余部分为 ，同理可得该部分官能 团 只 能 为 即 则 B 的 结 构 简 式 为。另外，在氨基酸分子中，一般来说若羧基数目大于氨基数目，则其分子显酸性；若氨基数目大于羧基数目，则其水溶液显碱性。氨基酸分子中含有羧基 ( 氨基 ( 具有两性，可以与碱或酸发生反应，生成相应的盐和水。 拓展探究 15 “ 凯式定氮法 ” 测定奶粉中蛋白质的含量是由丹麦人约翰 凯达尔发明的，其原理是用强酸处理蛋白质样品，让样品当中的氮释放出来，通过测得氮 的含量，再乘以系数 为蛋白质含量。凯式定氮法步骤如下： 样品处理：准确称取一定质量的奶粉试样置于烧瓶中，加入稀硫酸及相应催化剂，一定条件下充分反应，所得产物用水溶解并冷却后全部转移到容量瓶中定容。 碱化蒸馏：量取一定体积容量瓶中的溶液转移至图示中的反
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