第14讲蛋白质核酸（学生版）-高二化学讲义（人教2019选择性必修3）

第14第14讲蛋白质核酸考点考点导航知识精讲知识精讲知识点一：一、氨基酸的结构与性质1．氨基酸的分子结构氨基酸可看作是羧酸分子中______上的氢原子被______取代后的产物，分子中既含有______，又含有______，天然氨基酸全为______________，其通式可写为____________________。2．常见的氨基酸甘氨酸(氨基乙酸)：__________，谷氨酸(2－氨基戊二酸)：________________________________________________________________________，丙氨酸(2－氨基丙酸)：______________，苯丙氨酸(2－氨基－3－苯基丙酸)：________________________________________________________________________。3．氨基酸的性质(1)物理性质溶剂水强酸或强碱乙醇、乙醚溶解性__________________(2)化学性质①两性在氨基酸分子中，—COOH是酸性基团，—NH2是碱性基团，甘氨酸分别与盐酸、氢氧化钠的反应为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②成肽反应在酸或碱的存在下加热，两个氨基酸分子之间通过一分子的______和另一分子的______间脱去一分子水，缩合形成含有肽键的化合物。例如：→________________________________________________________________________。【即学即练1】1．关于生物体内氨基酸的叙述错误的是A．构成蛋白质的α氨基酸的结构简式是B．人体内所有氨基酸均可以互相转化C．两个氨基酸分子通过脱水缩合形成二肽D．人体内氨基酸分解代谢的最终产物是二氧化碳、水和尿素2．对于反应，下列说法正确的是A．固态甘氨酸以内盐形式存在，易溶于有机溶剂B．在强碱性溶液中氨基酸主要以阳离子形式存在C．甘氨酸是两性化合物，既能与酸反应，又能与碱反应D．当甘氨酸以两性离子的形态存在时，在水中的溶解度最大3．一种二肽的结构简式如下，合成这种二肽的氨基酸是A．和 B．C． D．和知识点二：二、蛋白质的组成和性质1．蛋白质的组成蛋白质的组成元素有________等，少量蛋白质还含有微量________等，属于天然有机高分子化合物。2．蛋白质的分子结构蛋白质分子中的四级结构一级结构eq\o(→,\s\up15(卷曲、盘绕、折叠))二级结构eq\o(→,\s\up15(盘曲、折叠))三级结构(三维)eq\o(→,\s\up15(亚基的立体排布),\s\do14(亚基间相互作用))四级结构3．蛋白质的性质(1)两性：形成蛋白质的多肽是由多个______缩合形成的，在多肽链的两端必然存在着自由的__________，因此，蛋白质既能与酸反应，又能与碱反应。(2)水解：蛋白质eq\o(→,\s\up15(酸、碱或酶),\s\do14(水解))_______________。(3)盐析：少量的盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等]能促进蛋白质溶解，当盐溶液达到一定浓度时，蛋白质的溶解度________，而从溶液中析出，称为________。当向上述体系中再加入水时，盐析出的蛋白质又会________，所以盐析是一个________过程。(4)变性：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的________和________发生改变，称为蛋白质的变性。蛋白质的变性是一个______过程，变性后的蛋白质在水中____________________，失去________。(5)显色反应：某些蛋白质(含有苯基)与______作用，会有白色沉淀产生，加热后沉淀变____，称为蛋白质的显色反应。(6)蛋白质灼烧有________的特殊气味。三、酶(1)概念：酶是一类由________产生的、对生物体内的化学反应具有________作用的有机化合物，其中绝大多数是蛋白质。(2)催化特点①________，不需加热。在接近体温和中性的条件下，酶的活性最高。②具有________________。例如，蛋白酶只能催化蛋白质的水解，淀粉酶只对淀粉和糖原等多糖的水解起催化作用。③具有________________。酶催化的化学反应速率，比普通的催化剂高107倍。四、核酸(1)组成核酸是一类________的生物________化合物，一般由几千到几十万个原子组成，相对分子质量可达上百万。(2)分类、存在及作用分类脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)存在大量存在于________中主要存在于________中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DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成【即学即练2】1．能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的顺序是①氨基酸

②C、H、O、N等元素

③氨基酸分子相互缩合

④多肽

⑤形成一定的空间结构A．①②③④⑤ B．②①③④⑤ C．②①③⑤④ D．②①④③⑤2．下列关于蛋白质和氨基酸的叙述错误的是A．浓溅在皮肤上，使皮肤呈黄色，是由于浓和蛋白质发生颜色反应B．蛋白质溶液中加入饱和溶液，蛋白质析出，再加水也不溶解C．蛋白质水解的最终产物是氨基酸D．氨基酸分子中含有和结构EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT43．新冠病毒(如图)由蛋白质和核酸组成，核酸由核苷酸组成。核苷酸的单体由戊糖、磷酸基和含氮碱基构成。下列说法错误的是A．蛋白质和核酸均是高分子B．蛋白质中含C、H、O、N等元素C．戊糖(C5H10O5)与葡萄糖互为同系物D．组成RNA的戊糖和碱基与DNA的不完全相同EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT44．核酸检测是诊断新冠肺炎的重要依据。下列关于核酸的说法正确的是A．组成核酸的基本单元是脱氧核苷酸B．核酸与蛋白质的功能完全相同C．组成核酸的元素有C、H、O、N、PD．核酸是生物小分子化合物5．实验室在适宜的条件下，用含有过氧化氢酶的猪肝研磨液催化过氧化氢分解，比用溶液催化过氧化氢分解的速率快得多，这说明与无机催化剂相比，酶具有的特性是A．专一性 B．多样性 C．高效性 D．适应性EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4易错精析易错精析1．属于氨基酸。 ()【细剖精析】×。该分子中存在羧基,不存在氨基,所以不是氨基酸。2．甘氨酸与1硝基乙烷互为同分异构体。 ()【细剖精析】√。甘氨酸和1硝基乙烷分子式二者均为C2H5NO2,故二者互为同分异构体。3．氨基酸分子中只有一个官能团。 ()【细剖精析】×。氨基酸分子中含有氨基和羧基两个官能团。4．H2NCH2CH2COOH既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应。 ()【细剖精析】√。氨基酸中的氨基具有碱性,可以与酸反应,羧基具有酸性,可以与碱反应。5．1mol—NH2含有10NA个电子。 ()【细剖精析】×。1mol—NH2含有9NA个电子。6．你如何鉴别想要购买的毛线是“纯毛”的还是“腈纶”的?【细剖精析】可以用灼烧的方法,“纯毛”毛线灼烧后有烧焦羽毛的气味。7．试画出酶的催化效率与温度的关系曲线。【细剖精析】8．氨基酸形成二肽的反应类型是什么反应?【细剖精析】取代反应。9．二肽是不是有两个肽键?【细剖精析】不是。几肽是按合成的氨基酸的个数确定的。10．盐溶液与蛋白质作用时,要特别注意盐溶液的浓度及所含的金属阳离子对蛋白质性质的影响:(1)稀盐溶液能够促进蛋白质的溶解。(2)浓盐溶液能够使蛋白质发生盐析。(3)重金属盐溶液,无论浓稀,均能够使蛋白质变性。11．为何误服硫酸铜等重金属盐,可以立即食用牛奶、豆浆或鸡蛋清解毒?【细剖精析】牛奶、豆浆或鸡蛋清均含大量蛋白质,可与重金属盐结合。12．医院常用碘酒、紫外线、高锰酸钾、双氧水消毒,家庭常用煮沸、“84”消毒,这些消毒方法的实质是什么?【细剖精析】若将细菌病毒的蛋白质变性,则细菌病毒会失活。13．可与NaOH溶液反应放出氨气吗?为什么?【细剖精析】可以。因可电离产生NQUOTE,故其与碱加热时会放出NH3。能力拓展能力拓展一、氨基酸的特征反应——成肽反应1．定义：两个氨基酸分子(可以相同，也可以不同)，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含有肽键(CONH)的化合物，称为成肽反应。2．反应规律：反应方式举例两分子间缩合分子间或分子内缩合成环2RCHNH2COOH→CHRCONHCHR＋2H2ONHCOCH缩聚反应nCH3CHNH2COOH一定条件3．氨基酸的缩合机理——羧脱羟基氨脱氢COOH＋HNH，脱去一分子水后形成肽键。肽键可简写为“—CONH—”，不能写成“—CNHO—”，两者的连接方式不同。4．成肽规律：a.由n个氨基酸分子发生成肽反应，生成一个肽链时，会生成(n－1)个水分子和(n－1)个肽键。b．在成肽反应与酯化反应中，羧基的断键位置是相同的，都是断开的碳氧单键。二、蛋白质的性质与探究1．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。2．蛋白质的水解在酸、碱或酶的作用下，肽键断裂，碳原子连接羟基，氮原子连接氢原子。n肽完全水解生成(n＋1)个氨基酸分子3．盐析步骤现象步骤现象结论两支试管中都有白色沉淀析出白色沉淀又逐渐溶解(NH4)2SO4、Na2SO4的浓溶液使鸡蛋清的溶解度降低而从溶液中析出，加水后沉淀还能重新溶于水，蛋白质的盐析是一个可逆过程，属于物理变化4．变性步骤现象步骤现象结论溶液中都析出白色沉淀沉淀不溶解加热、加入醋酸铅溶液，均能使鸡蛋清凝结为固体，此变化是不可逆的，属于化学变化5.显色反应步骤现象结论有白色沉淀产生，加热，沉淀变黄色含苯基的蛋白质遇浓硝酸生成白色沉淀，加热后，变成黄色不溶物6．蛋白质的分离与提纯①常用盐析法分离提纯蛋白质，因为盐析是可逆的。②可用渗析法除去蛋白质溶液(属于胶体)中的杂质离子，因为蛋白质属于高分子化合物，不能透过半透膜，而离子可以通过。7．蛋白质的检验方法①用浓硝酸使含有苯环的蛋白质发生显色反应；②灼烧蛋白质时有烧焦羽毛的特殊气味，如可用于鉴别针织品是棉麻的还是蚕丝或羊毛的。分层提分分层提分题组A基础过关练1．关于生物体内氨基酸的叙述中错误的是A．构成天然蛋白质的氨基酸分子的结构简式可表示为B．人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素C．人体内所有氨基酸均可以互相转化D．两分子氨基酸通过脱水缩合可以形成二肽2．甘氨酸(化学式为C2H5NO2)可用于食品添加剂。甘氨酸中质量分数最低的元素是A．氢 B．氧 C．碳 D．氮3．下列说法错误的是A．氨基酸、多肽、蛋白质都是高分子化合物 B．甘氨酸的结构简式为C．氨基酸是一种两性化合物 D．三肽中含有两个肽键4．下列说法不正确的是A．石油催化重整是获得芳香烃的主要途径B．氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐C．可用浓硝酸鉴别人造丝和桑蚕丝D．花生油不能使酸性高锰酸钾溶液褪色5．化学与生产、生活密切相关，下列有关说法中正确的是A．防晒是为了防止高温引起皮肤蛋白质被灼伤而变性B．壳上贴的碳纤维膜是一种有机高分子材料C．区分地沟油和矿物油，可采用与足量NaOH溶液共热的方法，不分层的是地沟油D．“一带一路”被称为“现代丝绸之路”，丝绸的主要成分是纤维素，属于天然高分子化合物6．下列关于蛋白质的说法正确的是A．蛋白质不是高分子化合物B．在一定条件下能水解最终生成氨基酸C．天然蛋白质仅由碳、氢、氧、氮四种元素组成D．氨基酸和蛋白质都只能与碱反应7．能使蛋白质变性的是：①硫酸钾②甲醛③氯酸钾④硝酸汞⑤氯化铵⑥氢氧化钠A．②④⑥ B．①③⑤ C．①②③ D．③④⑤8．2018年诺贝尔化学奖的一半奖金授予美国科学家弗朗西丝·阿诺德(FrancesH.Arnold)，奖励她的工作实现了酶的定向进化。弗朗西丝·阿诺德开发酶的应用包括发展更加环保的化学物质生产方式，如制药工业、生物工程，造福更加绿色的交通出行。下列有关说法错误的是A．酶的定向进化可以为有机化学领域提供有用的生物催化剂B．温度越高，越有利于加强酶的催化效果C．绝大多数的酶是具有高效催化功能的蛋白质D．在人的消化液中，蛋白酶只能催化蛋白质的水解，脂肪酶只能催化脂肪的水解9．DNA彻底水解后得到的物质是A．核糖、含氮碱基、磷酸 B．氨基酸、核苷酸、核糖C．脱氧核糖、磷酸、含氮碱基 D．脱氧核糖、含氮碱基、氨基酸10．蛋白质是组成细胞的基础物质，没有蛋白质就没有生命。人体内的血红蛋白、绝大多数酶都是蛋白质。一些可溶性的重金属盐(如含、、等的可溶性盐)与蛋白质作用会使蛋白质变性，从而使其丧失生理功能，严重时会危及生命。因此，可溶性重金属盐为有毒物质。根据上述所给信息，回答下列问题：(1)、、、AgCl四种物质中，无毒的是_______。(2)在医疗上用X射线检查胃肠疾病时，让病人服用硫酸钡(俗称钡餐)，而不能服用碳酸钡，其原因是人体胃液中含有一定量的_______，与碳酸钡反应后，产生了一定量的能使人中毒的氯化钡，其反应的化学方程式是_______。(3)若因氯化钡中毒，下列方案中可作为最住解毒措施的是_______(填字母)。A．多饮糖水 B．饮用纯碱溶液C．饮用食盐水 D．饮用大量鲜牛奶EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4题组B能力提升练1．下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是A．大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成氨基酸B．氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性C．α－氨基丙酸与α－氨基苯丙酸混合物脱水成肽,可生成4种二肽D．氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液时生成的离子在电场作用下向负极移动2．青霉素是一种良效广谱抗生素，经酸性水解后得到青霉素氨基酸分子的结构简式如图所示，下列关于该物质的叙述不正确的是A．属于α氨基酸B．既能和盐酸反应，又能和氢氧化钠溶液反应C．核磁共振氢谱上共有6个峰D．青霉素过敏严重者会导致死亡，用药前一定要进行皮肤敏感试验3．艾滋病给人类健康带来极大威胁，据美国《农业研究》杂志报道，美国的科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式如图，则下列说法错误的是A．半胱氨酸属于α—氨基酸B．半胱氨酸是一种两性物质C．HS—CH2—CH2—COONH4可与NaOH溶液反应放出一种碱性气体D．两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为4．下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是①蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出，虽再加入蒸馏水，也不溶解②人工合成的具有生命活力的蛋白质结晶牛胰岛素是我国科学家在1965年首次合成的③重金属盐能使蛋白质凝结，所以误食重金属盐会中毒