高中化学人教版选修5教案第4章第3节蛋白质和核酸

第三节蛋白质和核酸1．了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。2．了解二肽、多肽的概念。3．了解蛋白质的组成、结构和性质。(重点)4．认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。氨基酸的结构和性质[基础·初探]1．组成和结构(1)组成：氨基酸可看作是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。(2)结构：α­氨基酸的结构简式可表示为，其官能团为羧基和氨基。(3)常见的氨基酸俗名结构简式系统命名甘氨酸H2N—CH2—COOHα­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2.性质(1)物理性质(2)化学性质[题组·冲关]题组1氨基酸的结构1．氨基酸分子中一定含有的官能团是()A．氨基和羧基 B．氨基和酯基C．肽键和羧基 D．醛基和羟基【答案】A2．如图所示是某有机物分子的简易球棍模型，该有机物中含C、H、O、N四种元素。该有机物属于()【导学号：】A．酯类 B．羧酸C．醇类 D．氨基酸【解析】由该有机物分子的球棍模型及组成元素知结构简式为：，故为氨基酸。【答案】D3．α­氨基丙酸的结构简式为()A．NH2—CH2—COOH B．C． D．【解析】α­氨基丙酸分子中含3个C原子，故选B。【答案】B题组2氨基酸的性质4．关于氨基酸的下列叙述，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，A正确；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，B正确；氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐，C正确；天然蛋白质水解的最终产物是多种α­氨基酸，D不正确。【答案】D5．某物质的球棍模型如图所示，关于该物质的说法不正确的是()【导学号：】A．该物质的结构简式为B．该物质可以发生加成反应C．该物质既可以与强酸反应也可以与强碱反应D．该物质可以聚合成高分子物质【解析】A项，根据该有机物的球棍模型可知其结构简式为。【答案】A6．据最新的美国《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．半胱氨酸不能与NaOH溶液反应放出碱性气体D．两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为【解析】本题以半胱氨酸为信息载体考查α­氨基酸的判断、氨基酸的化学通性及二肽的形成原理(羧基脱去羟基，氨基脱去氢原子，结合形成肽键)。通过概念很容易判断出A、B项正确；半胱氨酸与NaOH溶液反应生成钠盐，不能放出氨气，C项正确；D项违背了二肽的形成原理，D项错误。【答案】D7．下列物质中，能与酸反应，也能与碱反应，还能发生水解反应的是()【导学号：】①Al(OH)3②氨基酸③NaHCO3④淀粉⑤蛋白质⑥纤维素⑦A．①②⑤ B．③⑤⑦C．④⑤⑥ D．①③⑦【解析】NaHCO3为弱酸的酸式盐，可与酸反应生成CO2，也可与碱反应生成Na2CO3，同时能发生水解反应(盐的水解)；在和蛋白质分子中含—NH2和—COOH，既能与酸反应，又能与碱反应；中—Cl能发生水解，蛋白质水解的最终产物是氨基酸。【答案】B蛋白质的结构与性质酶与核酸[基础·初探]1．蛋白质的结构与性质(1)蛋白质的组成与结构①蛋白质含有C、H、O、N等元素。②蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应生成的，蛋白质属于天然有机高分子化合物。(2)蛋白质的性质性质—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up14(水解))在酸、碱或酶的作用下最终生成氨基酸,,\o(→,\s\up14(两性))含有—NH2显碱性和含有—COOH显酸性,,\o(→,\s\up14(盐折))\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(某些浓的无机盐可降低蛋白质的溶解度而,使蛋白质从水溶液中析出胶体，为可逆,过程。可用于分离提纯蛋白质)),,\o(→,\s\up14(变性))\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(加热、加压、紫外线、X射线、强酸、强碱、重,金属盐，一些有机物会使蛋白质变性，属于,不可逆过程。是杀菌、消毒原理)),,\o(→,\s\up14(颜色),\s\do10(反应))\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(含苯环的蛋白质遇浓硝酸，加热显黄色,——蛋白质的检验方法)),,\o(→,\s\up14(灼烧))有烧焦羽毛的气味——检验毛、丝纺织品))2．酶(1)概念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。(2)催化特点3．核酸(1)概念核酸是一类含磷的生物高分子化合物，一般由几千到几十万个原子组成，相对分子质量可达十几万至几百万。因最早由细胞核中分离得到，而且具有酸性而得名。(2)分类[探究·升华][思考探究]1．如何鉴别蛋白质？如何分离提纯蛋白质？【提示】(1)鉴别蛋白质的主要依据有：①有些蛋白质分子中有苯环存在，这样的蛋白质与浓硝酸反应时呈黄色。②蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味(常以此来区别毛纺物和棉纺物、合成纤维等)。(2)常用盐析来分离提纯蛋白质。因为盐析是可逆的，在蛋白质溶液中加入浓的轻金属盐溶液，蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，析出的蛋白质又能溶于水中，并不影响它原来的性质。2．为什么医院一般使用酒精、蒸煮、高压或紫外线等方法进行消毒杀菌？为什么用福尔马林(35%的甲醛溶液)保存尸体？为什么农业上用波尔多液(由CuSO4、CaO和H2O制成)来消灭病虫害？【提示】(1)酒精、蒸煮、高压或紫外线等方法可以使细菌、病毒中的蛋白质变性死亡，起到消毒、杀菌作用。(2)用福尔马林(35%的甲醛溶液)保存尸体，也是利用甲醛可以使蛋白质变性从而杀灭细菌的原理防止尸体腐烂变质。(3)波尔多液中的重金属盐(CuSO4)可使蛋白质凝结而达到消灭病虫害的目的。[认知升华]1．蛋白质盐析和变性的比较盐析变性内涵加入无机盐溶液使蛋白质的溶解度降低而析出一定条件下，使蛋白质失去原有生理活性条件较浓的轻金属盐或铵盐溶液，如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等特点可逆，蛋白质仍保持原有活性不可逆，蛋白质已失去原有活性应用分离、提纯蛋白质，如向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液，使蛋白质析出消毒，灭菌，给果树施用波尔多液，保存动物标本等2.蛋白质的检验方法(1)蛋白质的颜色反应含有苯基的蛋白质加浓硝酸，微热，生成黄色固体。(2)灼烧法灼烧蛋白质，可闻到烧焦羽毛气味。这一现象可用于丝绸、羊毛等动物性纤维(蛋白质)与其他类纤维的区分。3．蛋白质的分离和提纯方法(1)常用盐析法来分离和提纯蛋白质，因为盐析是可逆的。在蛋白质溶液中加入某些一定浓度的盐溶液，蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，析出的蛋白质又能溶于水中，并不影响它的活性。(2)对于蛋白质溶液(属于胶体)，可用渗析法除去其中的杂质离子，因为蛋白质属于高分子化合物，不能通过半透膜，而离子可以通过。将蛋白质溶液装入半透膜袋内，置于流动的蒸馏水中即可。[题组·冲关]题组1蛋白质的结构与性质1．关于蛋白质的叙述错误的是()A．浓HNO3溅在皮肤上，使皮肤呈黄色，是由于浓HNO3和蛋白质发生颜色反应B．蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，蛋白质析出，再加水也不溶解C．天然蛋白质水解的最终产物是α­氨基酸D．高温灭菌的原理是加热后使蛋白质变性，从而使细菌死亡【解析】蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，能使蛋白质发生盐析，加水后析出的蛋白质又会溶解。【答案】B2．用酒精灭菌消毒，可使细菌和病毒蛋白质的生理活性发生变化。这种变化属于()A．水解 B．变性C．盐析 D．颜色反应【解析】杀菌消毒的原理是使蛋白质变性。【答案】B3．绿色荧光蛋白(GFP)是一个相对分子质量较小的蛋白，最初是在水母中发现的，它可用于标记蛋白。以下关于GFP的说法正确的是()【导学号：】A．不属于天然有机高分子化合物B．甲醛可使其变性C．与强酸、强碱不反应D．不能发生水解反应【解析】由“GFP是一个相对分子质量较小的蛋白”可知GFP是一种蛋白质，属于天然有机高分子化合物，能发生水解反应，加热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐、一些有机物(甲醛、酒精、苯甲酸等)会使蛋白质变性。【答案】B4．蛋白质水解的最终产物是()A．高级脂肪酸 B．甘油C．氨基酸 D．多肽【解析】蛋白质eq\o(→,\s\up14(水解))多肽eq\o(→,\s\up14(水解))氨基酸。【答案】C5．是一种由三种α­氨基酸分子脱水缩合生成的五肽的结构简式，这种五肽彻底水解时，不可能产生的氨基酸是()【解析】蛋白质水解时是从肽键()处断裂，接—OH生成—COOH、—NH—接H生成—NH2而生成氨基酸，该五肽水解生成的α­氨基酸分别为：【答案】D题组2酶和核酸6．下列有关酶的叙述错误的是()A．酶是具有催化作用的蛋白质B．酶的催化作用具有选择性和专一性C．高温或重金属盐能使酶变性D．酶只有在强酸、强碱条件下才能发挥作用【解析】酶是具有生理活性的蛋白质，在强酸、强碱、重金属盐、紫外线、加热及一些有机物的作用下会变性而丧失生理活性。【答案】D7．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【解析】酶是一种蛋白质，高温易使蛋白质变性。含氯(Cl2)较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。【答案】C8．酶是蛋白质，因而具有蛋白质的特性；酶又是生物制造出来的催化剂，因而能在许多有机反应中发挥作用。在下面表示温度T与反应速度v之间关系的曲线中，有酶参加的是()【导学号：】【答案】D9．下列有关核酸的叙述中，正确的是()A．除病毒外，一切生物都有核酸存在B．核酸是由C、H、O、N、P等元素组