1、第二节蛋白质核酸课程目标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。4了解核酸的组成、结构和生物功能图说考点基 础 知 识新知预习一、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)化学性质两性在氨基酸分子中，COOH是酸性基团，NH2是碱性基团，
2、甘氨酸分别与盐酸、氢氧化钠的反应为： _ _。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：_。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二级结构三级结构(三维)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_ _。(3)盐析：少量的盐如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等能促
3、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_，不需加热。在接近体温和中性的条件下，酶的活性最
4、高。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。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时性自测1判断正误(对的在括号内打，错的在括号内打)(1)蛋白质和核酸都是高分子化合物。()(2)氨基酸一定能发生缩聚反应。()(3)磨豆浆的大
5、豆富含蛋白质，豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸。()(4)Al2O3、(NH4)2CO3、氨基酸和蛋白质都是两性物质。()(5)蛋白质的水解产物都只含有一个羧基和一个氨基。()(6)(NH4)2SO4、CuSO4均可使蛋白质变性。()(7)天然蛋白质水解的最终产物是氨基酸。()(8)通过盐析可提纯蛋白质，并保护其生理活性。()2氨基酸不能发生的反应是()A酯化反应 B中和反应C成肽反应 D水解反应3有一分子式为C8H14N2O5的二肽，经水解得到丙氨酸CHCH3NH2COOH和另一种氨基酸X，则X的化学式可能是()AC3H7NO3 BC5H9NO4CC5H11NO5 DC5H7NO44如图表示蛋白
6、质分子结构的一部分，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是()A只有 B只有C只有 D5下列物质能够自身聚合成高分子化合物的是()ACH3CH2OH BOHCH2NCH2COOH DCH3COOH6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CDNA是生物体遗传信息的载体DRNA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技 能 素 养提升点一氨基酸的特征反应成肽反应例1(1)氨基酸能与HNO2反应得到羟基酸。如：H2NCH2COOHHNO2氨基乙酸HOCH2COOHN2H2O羟基乙酸试写出下列变化中A、B、C、D四种有机物的结
7、构简式：A_、B_、C_、D_。(2)下列物质中，既能与NaOH反应，又能与硝酸反应，还能水解的是_。(填字母)Al2O3Al(OH)3 氨基酸二肽 HOCOONa(NH4)2CO3NaHCO3纤维素蛋白质ABC D全部提升1根据下图所示的化合物的结构，分析回答下列问题。(1)该化合物中，表示_，表示_，表示_。(2)该化合物由_个氨基酸失去_个水分子而形成。(3)该化合物称为_，含_个肽键，编号是_。关键能力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
8、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2RCHNH2COOHCHRCONHCHR2H2ONHCOCH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COOHHNH，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。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(n1)个水分子和(n1)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。提升点二蛋白质的性质例2(1)从鸡蛋白的溶液中提取蛋白质的方法有_和_。(2)鸡蛋变质时，常闻到有刺激性气味的气体，该
9、气体主要是_，说明蛋白质中含有_元素。(3)蛋白质溶液中含杂质Cl，有人用滴加AgNO3溶液的方法除Cl，这样操作错误的原因是_。(4)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。(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_。(6)现有淀粉和蛋白质胶体的混合液，要把蛋白质和淀粉分离开，可进行的操作是_，要检验其中蛋白质的存在，可取混合液体少许，向其中加入1 mL_，加热至沸腾，溶液中生成_，说明有蛋白质存在。提升2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_
10、，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_。关键能力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(n1)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
11、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(1)蛋白质的分离与提纯常用盐析法分离提纯蛋白质，因为盐析是可逆的。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。(2)蛋白质的检验方法用浓硝酸使含有苯环的蛋白质发生显色反应；灼烧蛋白质时有烧焦
12、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。形成性自评1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RNACDNA大量存在于细胞质中D1981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2L多巴胺是一种有机物，它可用于帕金森综合症的治疗，其结构如下：下列关于L多巴胺的说法正确的是()AL多巴胺既有酸性又有碱性，等物质的量的L多巴胺最多消耗NaOH和HCl的物质的量之比为1：1B1 mol L多巴胺最多可与4 mol H2加成CL多巴胺可发生加聚反应形成高分子化合物DL多巴胺可使酸性高锰酸钾溶液褪色3瑞典皇家科学院宣
13、布，包括美籍华裔科学家钱永健在内的3名科学家获得2008年度诺贝尔化学奖。帮助他们获奖的是能发出鲜艳绿色的绿色荧光蛋白GFP(Green Fluoreseent Protein的英文名称的缩写)，下列对GFP的结构和性质预测错误的是()AGFP可以溶于水，且其水溶液可以通过滤纸B为了防止GFP变质，可以培养在福尔马林溶液中CGFP在一定条件下会发生水解，且水解产物一定只有氨基酸D灼烧GFP会产生烧焦羽毛的气味4含有下列结构片段的蛋白质在胃液中水解时，不可能产生的氨基酸是()5能使蛋白质变性的是()硫酸钾紫外线照射氯酸钾硝酸汞氯化铵氢氧化钠A BC D6某些儿童偏食，喜欢吃一些豆类作物制成的食品
14、，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、B两种有机物，其中，A的化学式为C4H7O4N，B的化学式为C6H14O2N2。已知A、B的分子结构中均不含甲基，且链端都有官能团。试回答：(1)试判断A、B的水溶液的酸碱性：A_；B_。(2)写出A、B的结构简式：A_；B_。(2) 写出A与NaOH溶液反应的化学方程式_。第二节蛋白质核酸基础知识新知预习一、1烃基氨基氨基羧基氨基酸2H2NCH2COOH 3(1)大多数能溶能溶难溶(2) 二、1C、H、O、N、SP、Fe、Cu、Zn3(1)氨基酸氨基与羧基(2)多肽氨基酸(3)降低盐析溶解可逆(4)性质生理功能不可逆
15、不能重新溶解生理活性(5)浓硝酸黄色(6)烧焦羽毛三、(1)细胞催化(2)条件温和高度的专一性高效催化作用四、(1)含磷高分子(2)细胞核细胞质即时性自测1解析：(6)(NH4)2SO4会使蛋白质盐析，CuSO4会使蛋白质变性。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2答案：D3解析：水解方程为C8H14N2O5H2OCH3CHNH2COOHX，根据质量守恒可得X的化学式。答案：B4解析：蛋白质是氨基酸中氨基和羧基脱水形成肽键而形成的，则蛋白质发生水解反应时，是从肽键中断开“CN”键。答案：C5解析：有机物分子中同时含有COOH和OH或COOH和NH2，则能够自身发生缩聚反应。答
16、案：C6解析：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。答案：D技能素养例1解析：(1)生成A的反应显然是中和反应；生成B的反应是题给信息的应用，只要把NH2改写成OH即可；生成C的反应是氨基酸分子间成环的脱水缩合反应。生成D的反应从B的结构容易推得是酯化反应。(2)Al2O3、Al(OH)3、氨基酸与NaOH、HNO3均能发生反应，但三者均不能发
17、生水解反应；二肽和蛋白质分子结构中均含有NH2、COOH及，因此与NaOH、HNO3均能发生反应，且均能发生水解反应；中含有OH和COONa，酚羟基能与NaOH反应，COONa能与HNO3反应，且COONa能水解；纤维素与NaOH不反应。答案：(1) (2)B提升1解析：NH2为氨基，CH3为甲基，COOH为羧基，化合物中有n个肽键，就由n1个氨基酸失去n个水分子而形成，也叫n1肽。答案：(1)氨基甲基羧基(2)43(3)四肽3例2解析：(1)提取蛋白质的方法有两种：盐析和渗析。(2)蛋白质变质分解放出H2S气体，H2S有臭鸡蛋气味。(3)Ag能使蛋白质变性凝结，且Ag与Cl结合成AgCl沉淀
18、，二者无法分离。(4)蛋白质与浓HNO3发生显色反应。(5)人造丝属于人造纤维，采用灼烧法区别真丝和人造丝。(6)利用颜色反应鉴别蛋白质，利用盐析法分离蛋白质和淀粉溶液。答案：(1)盐析渗析(2)H2S硫(3)Ag能使蛋白质变性凝结，无法与AgCl沉淀分离(4)黄显色(5)灼烧真丝的主要成分是蛋白质，灼烧有烧焦羽毛的气味(6)向溶液中加入适量(NH4)2SO4或Na2SO4溶液，使蛋白质盐析变成沉淀，过滤，分离出蛋白质浓硝酸黄色沉淀提升2解析：蛋白质遇浓的轻金属盐能发生盐析，加热或遇到甲醛能使蛋白质变性。蛋白质与浓硝酸发生显色反应而呈黄色。答案：(1)产生白色沉淀盐析(2)产生白色沉淀变性(3
19、)蛋白质变为黄色显色(4)产生白色沉淀变性形成性自评1答案：C2解析：L多巴胺分子中含有氨基和羧基，还含有两个酚羟基，等物质的量的L多巴胺最多消耗NaOH和HCl的物质的量之比为3：1，故A不正确；苯环与H2按1：3的比例加成，COOH中与H2不反应，故B不正确；L多巴胺属于氨基酸，可通过缩聚反应形成高分子化合物，故C不正确；D项，L多巴胺中有酚类结构，酚具有较强还原性，可被酸性高锰酸钾氧化。答案：D3解析：GFP是一种天然蛋白质，天然蛋白质水解产物是氨基酸，C正确；蛋白质是天然高分子化合物，其水溶液是胶体，可以通过滤纸，A正确；灼烧蛋白质时会产生烧焦羽毛的特殊气味，D正确；福尔马林溶液的主要
20、成分是甲醛(HCHO)，它能使GFP变性，B错误。答案：B4答案：D5答案：A6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，A分子中剩余C2H3O2。根据已知条件“不含甲基，且链端都含有官能团”可知，C2H3O2只能为CH2COOH则A的结构简式为：。B分子中剩余部分为C4H10N，同理可得该部分官能团只能为NH2，即CH2CH2CH2CH2NH2。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，溶液则显碱性，氨基酸分子中含有羧基(COOH)和氨基(NH2)，具有两性，可以与碱或酸发生反应，生成相应的盐和水。答案：(1)酸性碱性(2) (3)