第三节蛋白质和核酸

第三节蛋白质和核酸蛋白质是我们生活中最为重要的营养素之一，从生长发育到受损组织的修复，从新陈代谢到酶，免疫机制及激素的构成，从保持人的生命力到推迟衰老……都离不开蛋白质。蛋白质有哪些性质？和生命活动有哪些密切联系？1．掌握几种常见氨基酸的组成、结构、俗名和性质。2．了解蛋白质的组成和结构，掌握蛋白质的基本性质和检验方法。3．了解酶以及核酸的性质。4．了解氨基酸、多肽、蛋白质之间的转化。5．认识人工合成多肽、蛋白质、核酸的重要意义。1．组成和结构(1)组成氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的H被

取代后的产物。(2)结构α­氨基酸的结构简式可表示为

，其官能团为

(

)和

(

)。氨基氨基—NH2羧基—COOH(3)常见的氨基酸俗名结构简式系统命名甘氨酸

氨基乙酸丙氨酸α­氨基丙酸谷氨酸2­氨基­1,5­戊二酸苯丙氨酸α­氨基苯丙酸H2N—CH2—COOH2.氨基酸的性质(1)物理性质(2)化学性质①两性氨基酸分子中含有酸性官能团

和碱性官能团

，因此具有两性，可与

反应生成盐。溶剂水强酸或强碱乙醇、乙醚溶解性

大多数能溶能溶难溶—COOH—NH2酸、碱a．与盐酸的反应：

b．与氢氧化钠反应：

。②成肽反应两个氨基酸分子，在

的存在下加热，通过一分子的

和另一分子的

间脱去

，缩合成含有

(

)的化合物。例如：—NH2—COOH一分子水肽键酸或碱氨基酸的反应规律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1．甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下发生缩合反应生成二肽的化合物共有(

)A．4种B．3种C．2种 D．1种解析：甘氨酸与丙氨酸混合反应生成二肽的方式有：甘氨酸与甘氨酸反应生成二肽，丙氨酸与丙氨酸反应生成二肽，其中甘氨酸与丙氨酸能以两种方式反应生成二肽，故生成的二肽共有4种。答案：

A1．组成：蛋白质中含有

及少量

，有的还含有

元素，少量的还含有微量

等元素，属于

，其水溶液具有

的性质。2．性质(1)两性：蛋白质的结构中含有

和

，因此

，是

。C、H、O、NSPFe、Cu、Zn、Mn天然有机高分子化合物胶体—NH2—COOH既能与酸反应又能与碱反应两性分子(2)水解：蛋白质在

的作用下，水解生成相对分子质量较小的

，最终水解得到

。天然蛋白质水解的最终产物都是

。酸、碱或酶多肽化合物各种氨基酸α­氨基酸多肽

氨基酸

(3)盐析概念：向蛋白质溶液中加入大量的

[如

、

溶液等]，使蛋白质的

降低而从溶液中析出。特点：盐析属于

，是

的过程，只是改变了

，并未改变

。应用：多次盐析和溶解可以

。(4)变性概念：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的

发生改变的现象。NaCl浓盐溶液(NH4)2SO4溶解度物理变化可逆蛋白质的溶解度蛋白质的活性分离、提纯蛋白质理化性质和生理功能影响因素：物理因素：

、加压、搅拌、振荡、

照射、超

等；化学因素：

、

、

、

、

、丙酮等特点：变性会使蛋白质的结构发生变化，使其失去

，在水中

，是

过程。(5)颜色反应分子中含有

的蛋白质遇浓硝酸呈

。(6)蛋白质灼烧

。加热紫外线声波强酸强碱重金属盐乙醇福尔马林活性生理不能重新溶解不可逆苯环黄色有烧焦的羽毛味焰色反应、显色反应、颜色反应的比较焰色反应显色反应颜色反应含义钠、钾等多种金属元素被灼烧时，使火焰呈现某种颜色。钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色酚类物质遇三氯化铁(Fe3＋)溶液后，溶液显示某种颜色，如苯酚；淀粉遇碘(I2)显蓝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化学变化重要应用鉴别钠、钾等金属元素鉴别苯酚、淀粉鉴别某些蛋白质2．要使蛋白质从水溶液中析出而又不改变蛋白质的主要性质，应向其中加入(

)A．饱和Na2SO4溶液 B．浓NaOH溶液C．少量NaCl D．浓BaCl2溶液解析：蛋白质发生盐析的条件是加入较多量的轻金属盐。A项合格，C项少量NaCl能促进蛋白质的溶解，B、D两项因使蛋白质变性而不合格。答案：

A1．概念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，其中大多数是

。2．催化特点(1)

。(2)具有高度的

。(3)具有

作用。蛋白质条件温和、不需加热专一性高效催化3．下列关于蛋白质的叙述中不正确的是(双选)(

)A．蚕丝、病毒、酶的主要成分都是蛋白质B．蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质会析出，再加水也不溶解C．重金属盐会使蛋白质变性，所以吞服“钡餐”会使人中毒D．浓硝酸溅在皮肤上能使皮肤呈黄色，这是由于蛋白质和浓硝酸发生了颜色反应解析：蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液有蛋白质析出，这是蛋白质的盐析过程，再加入水时蛋白质仍能溶解；可溶性重金属盐会使蛋白质变性，而“钡餐”的主要成分BaSO4既不溶于水也不溶于酸，吞服时不会使人中毒。答案：

BC1．概念核酸是一类含磷的生物高分子化合物。2．分类4．经过全球科研人员的通力合作，终于正式确认“SARS”是一种冠状病毒变异，该病毒的遗传物质是RNA，下列有关“SARS”病毒的叙述中错误的是(

)A．“SARS”的主要传播途径是间接接触传播B．“SARS”病毒是一种动物病毒C．“SARS”病毒可于体外生存数小时，靠寄生在活细胞内生活D．“SARS”病毒只有蛋白质没有核酸解析：世界上的生物一般都含有生命物质蛋白质和核酸，少数生物只含有核酸，但是不存在只含有蛋白质不含有核酸的生物。故选D。答案：

D根据最近的美国《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反应会放出氨气。答案：

C1．下列物质中与甘氨酸互为同分异构体的是(

)A．C2H5ONO2

B．C2H5NO2解析：相同碳原子数的氨基酸与硝基化合物互为同分异构体。甘氨酸的结构简式为：

，与其互为同分异构体的是C2H5NO2。故选B。答案：

B

(2011·杭州高二质检)在下列物质中：①K2SO4、②HCHO、③MgSO4、④Hg(NO3)2、⑤NH4Cl、⑥KOH，能使蛋白质变性的是________，能使蛋白质溶液中蛋白质发生盐析的是________。思路指引：解决本题要注意以下两点：(1)蛋白质变性的内涵及条件。(2)蛋白质盐析的内涵及条件。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不会使蛋白质变性，但可以降低蛋白质的溶解度，可使蛋白质发生盐析。答案：

②④⑥

①③⑤渗析、盐析和变性三者的比较渗析盐析变性内涵利用半透膜分离胶体粒子与小分子和离子加入无机盐使胶体中的物质析出一定条件下，使蛋白质凝聚失去原有生理活性条件胶体、半透膜、水浓的盐溶液，如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl溶液等加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、乙醇、丙酮等变化实质物理变化物理变化化学变化特点可逆，需多次换水可逆，蛋白质仍保持原有活性不可逆，蛋白质已失去原有活性用途除杂如：除去淀粉溶液胶中的NaNO3杂质分离提纯蛋白质消毒、灭菌如：给果树使用波尔多液，保存动物标本等2．含有下列结构片段的蛋白质在胃中水解时，不可能产生的氨基酸是(

)答案：

C1．关于氨基酸的下列叙述中，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：

D2．下列说法中，正确的是(双选)(

)A．氨基酸既能与强酸反应又能与强碱反应B．任何结构的蛋白质遇浓硝酸(微热)都能变成黄色C．温度越高，酶对某些反应的催化效率越高D．核酸水解的最终产物是磷酸、戊糖和碱基解析：

含苯环结构的蛋白质遇浓硝酸会变黄色；温度高时，酶会变性，使其催化效率降低。答案：

AD3．把①蔗糖②麦芽糖③淀粉④纤维素⑤油脂⑥酶⑦蛋白质，在酸存在的条件下分别进行水解，其水解的最终产物只有1种的有(

)A．①②③④⑤

B．②③④C．④⑥⑦

D．③④⑤⑥⑦解析：

麦芽糖、淀粉、纤维素水解的最终产物都是葡萄糖；蔗糖水解得到葡萄糖和果糖；蛋白质水解最终得到多种α­氨基酸；油脂水解得到多种高级脂肪酸和甘油。答案：

B4．L­多巴是一种有机物，分子式为C9H11O4N，它可用于帕金森综合症的治疗，其结构简式为

，这种药物的研制是基于获得2000年诺贝尔生理学或医学奖和获得2001年诺贝尔化学奖的研究成果。下列关于L­多巴的叙述不正确的是(

)A．它属于α­氨基酸，既具有酸性，又具有碱性B．它能与Fe2(SO4)3溶液发生显色反应C．它可以两分子间缩合形成分子式为C18H18O6N2的化合物，该化合物中有3个六元环D．它既与酸反应又与碱反应，等物质的量的L­多巴最多消耗NaOH与HCl的物质的量之比为1∶1解析：此分子中既含—NH2，又含羧基，且—NH2连在α位上，属于α­氨基酸，故A项正确；结构中含酚羟基，遇到Fe3＋发生显色反应，B项正确；两分子间发生缩合反应，可形成环状有机物：

,分子式为C18H18O6N2，C项正确；等物质的量的此分子，最多消耗NaOH与HCl物质的量之比为3∶1，D项错误。答案：

D5．(2011·福建高二调研)(1)蛋白质溶液中含有氯离子，有人用滴加AgNO3溶液再过滤的方法除去氯离子，这样做是错误的。