1、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.了解蛋白质的组成、结构及其重要性质。3.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。氨基酸的结构与性质学生用书P631结构2常见的氨基酸俗名结构简式系统命名甘氨酸H2NCH2COOH氨基乙酸丙氨酸氨基丙酸谷氨酸2氨基1，5戊二酸苯丙氨酸氨基苯丙酸3.性质(1)物理性质(2)化学性质(1)氨基：氨分子(NH3)中去掉一个氢原子后剩余的部分(NH2)。(2)NH2和COOH都是氨基酸的官能团。(3)氨基酸：羧酸分子中与羧基直接相连的碳原子称为碳原子，碳原子上的氢原子被NH2取代后的产物称为氨基
2、酸。其结构简式可写为，其中R可以是烃基，也可以是氢原子。(4)有些氨基酸与硝基化合物是同分异构体，如甘氨酸(H2NCH2COOH)和硝基乙烷(CH3CH2NO2)。(5)二肽是由2个氨基酸分子形成的，n个氨基酸分子脱去(n1)个水分子，形成n肽，含有(n1)个肽键。(6)无论肽链有多长，在链的两端，一端有游离的氨基(NH2)，另一端有游离的羧基(COOH)，因此，多肽也具有“两性”。1正误判断：正确的打“”，错误的打“”，并阐释错因或列举反例。语句描述正误阐释错因或列举反例(1)氨基酸分子中的COOH 能电离出H显酸性，NH2能结合H显碱性(2)成肽反应的规律为COOH脱OH，NH2脱H(3)
3、氨基酸分子、烃分子中的氢原子数均为偶数(4)氨基酸能发生酯化反应、成肽反应和水解反应答案：(1)(2)(3)氨基酸分子中的氢原子数为奇数(4)氨基酸不能发生水解反应2氨基酸既能与酸反应又能与碱反应，常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质还有哪些？答案：常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质除氨基酸外，还有铝、氧化铝、氢氧化铝、弱酸的酸式盐、弱酸的铵盐。1下列关于氨基酸的叙述中，不正确的是()A天然氨基酸都是晶体，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氨基酸、氨基酸等多种氨基酸解析：选D。天然氨基酸熔点较高，室温下均为晶体，一般能
4、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氨基酸。2甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下发生缩合反应生成的二肽化合物共有()A4种B3种C2种 D1种解析：选A。同种氨基酸缩合反应生成的二肽化合物各有一种，甘氨酸和丙氨酸发生缩合反应生成的二肽化合物有两种。3苯丙氨酸的结构简式为(1)该分子中的碱性基团是_，苯丙氨酸与盐酸反应的化学方程式为_。(2)该分子中的酸性基团是_，苯丙氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式为_。解析：苯丙氨酸分子中，碱性基团是氨基(NH2)，酸性基团是羧基(COOH)
5、。NH2与HCl的反应为(可仿照HNH2与HCl的反应写)NH2HClNH3Cl；COOH与NaOH的反应为COOHNaOH COONaH2O。答案：(1)NH2(或氨基) 蛋白质的组成与性质酶核酸学生用书P641蛋白质的组成蛋白质中含有C、H、O、N、S等元素，有的还含有P元素，少量的蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等元素，属于含氮生物高分子化合物，其水溶液具有胶体的性质。2蛋白质的性质(1)两性：蛋白质的结构中含有NH2和COOH，因此既能与酸反应，又能与碱反应，是两性分子。(2)水解：蛋白质在酸、碱或酶的作用下，水解生成相对分子质量较小的肽类化合物，最终水解得到各种氨基酸。蛋白质水
6、解的最终产物几乎都是氨基酸。水解原理：水解过程：蛋白质多肽氨基酸。(3)盐析(4)变性概念在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象影响因素物理因素加热、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、乙醇、福尔马林、丙酮等特点变性属于化学变化，是不可逆过程，变性后的蛋白质在水中不能重新溶解，失去了生理活性(5)颜色反应含有苯基的蛋白质溶液中加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热，沉淀变黄色。(1)蛋白质是由不同氨基酸按不同顺序相互结合而形成的高分子化合物。(2)蛋白质溶液具有胶体的性质。(3)盐析只改变蛋白质的溶解度，不改变其化学性质，析出的蛋白
7、质还能重新溶于水。(4)盐析必须用浓的盐溶液，少量盐能促进蛋白质溶解。3酶4. 1正误判断：正确的打“”，错误的打“”，并阐释错因或列举反例。语句描述正误阐释错因或列举反例(1)向两份蛋白质溶液中分别加入饱和NaCl溶液和CuSO4溶液，均有固体析出，两者原理相同(2)蛋白质遇浓硝酸都会显黄色(3)医疗器械的高温消毒的实质是蛋白质的变性(4)酶的催化作用是温度越高越好答案：(1)原理不同，前者是盐析，后者是变性(2)只有含苯基的蛋白质遇浓硝酸才会显黄色(3)(4)温度过高，会使酶失去活性而失去催化作用2医用酒精、“84”消毒液、紫外线等能杀菌消毒所依据的原理是什么？在临床上解救Cu2、Pb2、
8、Hg2等重金属盐中毒的病人时，为什么要求病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等？答案：依据的原理是它们能使细菌、病毒等生物蛋白质变性。生鸡蛋、牛奶、豆浆中含有丰富的蛋白质，重金属离子破坏这些食物中的蛋白质，而减少对病人本身蛋白质的损伤。 训练一蛋白质的性质1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Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出，加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解析：选A。由氨基酸合成蛋白质发生的是缩聚反应而不是加聚反应，故
9、A项错误；无论何种形式的消毒，其原理都是使细菌中的蛋白质变性而失去原有生理活性(死亡)，故B项正确；盐析属于物理变化，是可逆过程，只改变蛋白质的溶解度，不改变蛋白质的活性，故C项正确；“人造丝”的成分是纤维素，灼烧时没有烧焦羽毛的气味，故D项正确。2(2019晋江季延中学高二期中)下列现象中不属于蛋白质变性的是()A利用紫外线对医疗器械进行消毒B用稀的福尔马林浸泡种子C用波尔多液防治作物虫害D蛋白质溶液加入食盐变浑浊解析：选D。A.紫外线能使细菌蛋白质变性，可以消毒，故A错误；B.稀的福尔马林即甲醛溶液，能使蛋白质变性，从而达到驱虫杀菌的效果，故B错误；C.波尔多液中含有Cu2，能使蛋白质变性
10、，从而达到防治作物虫害作用，故C错误；D.蛋白质溶液加入食盐变浑浊的过程是盐析的过程，没有破坏蛋白质的活性，故D正确。3(2019北京丰台区高二期末)下列有关蛋白质的叙述中，不正确的是()A蛋白质水解的最终产物为氨基酸B胃蛋白酶帮助人体消化食物与蛋白质变性无关C向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出，再加入水沉淀不溶解D浓硝酸溅在皮肤上，使皮肤呈黄色，是由于浓硝酸和蛋白质发生颜色反应解析：选C。A.蛋白质属于高分子化合物，水解最终产物是氨基酸，故A正确；B.胃蛋白酶帮助人体消化食物与蛋白质变性无关，故B正确；C.向蛋白质溶液中加入浓的硫酸铵溶液时有沉淀析出，加水后沉淀溶解，此现象属于盐析
11、，该过程可逆，故C错误；D.浓硝酸与部分天然蛋白质会发生颜色反应，所以浓硝酸溅在皮肤上，使皮肤呈黄色，故D正确。蛋白质盐析和变性的不同点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 训练二酶和核酸4下列有关酶的说法不正确的是()A酶具有催化作用B酶的催化作用具有选择性和专一性C重金属盐能降低酶的活性D酶只有在强酸性或强碱性条件下才能发挥作用解析：选D。绝大多数酶属于蛋白质，在强酸或强碱条件下会变性。5下列有关核酸的叙述中，正确的是()A除病毒外，一切生物体内都有
12、核酸存在B核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的小分子有机物C核酸是生物的遗传物质D组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸解析：选C。一般来说，病毒由核酸和蛋白质组成，A项错误；核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子化合物，B项错误；核酸按五碳糖的不同分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，其中DNA的基本单位是脱氧核苷酸，D项错误。6化学兴趣小组欲研究当酶的浓度一定时，反应速率与温度的关系。如图所示的图像是根据实验结论画出的，试根据图像回答下列问题：(1)A点到B点曲线急剧下降，其原因是_。(2)将装有酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12 和75 的水浴锅内(只考虑温度的影
13、响)，20 min后取出转入37 的水浴锅中保温，试管内反应速率加快的是_。解析：(1)A点所对应的温度下，反应速率最快，为该酶促反应的最适温度，A点到B点温度升高，酶的活性下降，故曲线急剧下降。(2)一定范围内，温度升高，酶的活性增加，故甲试管内反应速率加快；75 时，乙试管中的酶已经变性，失去了催化活性，反应速率不会加快。答案：(1)随温度升高，酶的活性下降(2)甲学习小结1.氨基酸的性质(1)两性；(2)成肽反应。2.蛋白质的组成与性质(1)组成：主要由C、H、O、N、S等元素组成。(2)性质：两性；水解；盐析；变性；颜色反应。3.酶的催化特性(1)专一性；(2)高效性；(3)条件温和。
14、4.核酸(1)性质具有酸性。(2)分类DNA、RNA。课后达标检测学生用书P120(单独成册)一、选择题1(2019娄底高二期中)诗句“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中的“丝”和“泪”分别属于()A纤维素、脂肪B淀粉、油脂C蛋白质、烃 D蛋白质、植物油解析：选C。“丝”中含有的物质是蛋白质，“泪”指的是液态石蜡，液态石蜡属于烃。2欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的生理活性，应加入()A甲醛溶液 B饱和Na2SO4溶液CCuSO4溶液 D浓硫酸解析：选B。A、C、D选项中的试剂都能使蛋白质发生变性而失去生理活性。3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绝大多数酶在高温下其催
15、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解析：选D。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；绝大多数酶是蛋白质，在高温下会发生变性而失去生理活性，从而使其催化效率降低；DNA大量存在于细胞核中，它是生物体遗传信息的载体；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。4有一分子式为C8H14N2O5的二肽，经水解得到丙氨酸和另一种氨基酸X，则X的分子式是()AC3H7NO3 BC5H9NO4CC5H11NO5 DC5H7NO4解析：选B。该二肽水解的方
16、程式为C8H14N2O5H2OX，根据原子个数守恒可得X的分子式为C5H9NO4。5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(0.1%0.5%)浸泡植物的种子解析：选A。A.蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，使蛋白质析出，该作用为盐析，属于物理变化，故A符合题意；B.发生颜色反应，属于化学变化，故B不符合题意；C.加入CuSO4，使蛋白质发生变性，蛋白质的理化性质和生理功能发生变化，属于化学变化，故C不符合题意；D.福尔马林能使蛋白质变性，属于化学变化，故D不符合题
17、意。6三国时代，诸葛亮领兵南征孟获，遇到了“哑泉”，士兵饮后致哑，腹痛，甚至死亡。又有一“安乐泉”饮后可解“哑泉”之毒。1995年10月国内某报刊报道，经科研人员研究，“哑泉”水中溶有CuSO4，“安乐泉”水质偏碱性。下列有关说法中可能符合题意的是()A“哑泉”之毒是由于水中的Cu2使人体中的蛋白质变性B“哑泉”之毒是由于水中的SO使人体中的蛋白质变性C“哑泉”之毒是由于水中的Cu2水解显酸性使人体中的蛋白质变性D“安乐泉”能解“哑泉”之毒的离子方程式为HOH=H2O解析：选A。“哑泉”有毒是因为其含有的CuSO4电离出的Cu2为重金属离子，重金属离子能使蛋白质变性，SO不能使人体中的蛋白质变
18、性，A符合题意，B、C不符合题意；要解“哑泉”之毒就要使可溶性的Cu2转变成沉淀，离子方程式为Cu22OH=Cu(OH)2，D不符合题意。7绿色荧光蛋白(GFP)在紫外线照射下会发出鲜艳的绿光。下列有关说法正确的是()A重金属离子能使GFP变性B天然蛋白质属于纯净物CGFP发出荧光是蛋白质的颜色反应D蛋白质通常用新制氢氧化铜悬浊液检验解析：选A。GFP属于蛋白质，重金属离子能使其变性，A对；天然蛋白质属于混合物，B错；蛋白质的颜色反应是指含苯基的蛋白质遇浓HNO3变黄色，C错；新制Cu(OH)2悬浊液通常用来检验醛基的存在，D错。8人类肝脏蛋白质两谱三图三库已全面破译完成，它将为肝脏疾病的预警
19、、预防、诊断和治疗提供科学依据。下列关于乙肝病毒的说法不正确的是()A属于高分子化合物B水解的最终产物能与酸和碱反应C遇浓硝酸会变性D水解时碳氧键断裂解析：选D。乙肝病毒由蛋白质和核酸构成，蛋白质和核酸都是高分子化合物，A正确；蛋白质最终水解的产物是氨基酸，氨基酸既有COOH，又有NH2，因此能与酸和碱反应，B正确；乙肝病毒的外壳是蛋白质，蛋白质遇到浓硝酸会变性，C正确；蛋白质的水解只是肽键中的CN键断裂，碳氧键不断裂，D错误。9一种二肽的结构简式为，合成这种二肽的氨基酸是()解析：选D。本题主要考查成肽反应的断键、成键位置：所以，合成这种二肽的氨基酸是和10阿斯巴甜具有清爽的甜味，甜味度约为
20、蔗糖的200倍，其结构简式如图。下列有关说法不正确的是()A阿斯巴甜的分子式为 C14H18N2O5B水解产物中有两种氨基酸C阿斯巴甜属于蛋白质D阿斯巴甜一定条件下既能与酸反应，又能与碱反应解析：选C。根据阿斯巴甜的结构简式，可以求得其分子式为 C14H18N2O5；该物质不是蛋白质；其分子中含有可以发生水解反应生成(氨基酸)和CH3OH(甲醇)；阿斯巴甜中存在NH2，可以与酸反应，还存在COOH，可以与碱反应。11百服宁口服液为解热镇痛药，主要用于治疗头痛、发烧。其主要化学成分的结构简式为下列有关该有机物的叙述正确的是()A分子式为C8H10NO2B该有机物属于氨基酸C其属于氨基酸的同分异构
21、体有3种D该有机物可与FeCl3溶液发生显色反应解析：选D。由所给结构简式知其分子式为C8H9NO2，A项错；结构中的官能团为酚羟基和肽键，不含COOH 和NH2，B项错；其属于氨基酸的同分异构体只有一种，即C项错；因结构中含酚羟基，故可与FeCl3溶液发生显色反应，D项正确。12某天然蛋白质充分水解后，能分离出有机物R，R可与等物质的量的KOH或盐酸完全反应，4.45 g R可与50 mL 1 molL1的NaOH完全中和，则R的结构简式为()解析：选B。有机物R可与等物质的量的KOH或盐酸完全反应，说明R分子中含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)。n(R)n(NaOH)c(NaOH
22、)V(NaOH)1 molL10.05 L0.05 mol，M(R)89 gmol1。即此有机物的相对分子质量为89。因R是天然蛋白质水解的产物，故其是氨基酸，分子结构中应含有结合相对分子质量可求得其残基的相对质量为897415，显然只能是甲基(CH3), 从而确定有机物R的结构简式为二、非选择题13(2019哈尔滨第三中学高二期中)蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。(1)蛋白质分子中主要含有_4种元素(用元素符号表示)。 (2)蛋白质是人体必需的营养物质，下列食物中，蛋白质含量最丰富的是_(填字母)。 A香蕉、苹果 B米饭、馒头C鱼、虾 D西红柿、黄瓜(3)一种二肽的结构简式如图所示
23、：合成这种二肽的氨基酸的结构简式是_、_。解析：(1)蛋白质分子中一定含有氨基和羧基，主要含有C、H、O、N 4种元素；(2)A.香蕉、苹果中富含维生素，选项A错误；B米饭、馒头中富含淀粉，淀粉属于糖类，选项B错误；C.鱼、虾中富含蛋白质，选项C正确；D.西红柿、黄瓜中富含维生素，选项D错误；(3)已知结构简式为，断裂肽键，氨基上增加一个氢原子，羰基上增加一个羟基，所以合成这种二肽的氨基酸为答案：(1)C、H、O、N(2)C14(1)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(NH4)2CO3NaHCO3纤维素蛋白质NH4IA
24、BC D全部(2)下列有关蛋白质的叙述中正确的是_。温度越高，酶催化的化学反应速率越快天然蛋白质水解的最终产物几乎均为氨基酸重金属盐能使蛋白质变性，所以误食重金属盐会中毒氨基酸和蛋白质均是既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质解析：(1)Al2O3、Al(OH)3、氨基酸与NaOH、HNO3均能发生反应，但三者均不能发生水解反应；二肽和蛋白质分子结构中均含有NH2、COOH及CONH，因此与NaOH、HNO3均能发生反应，且均能发生水解反应；(NH4)2CO3为弱酸弱碱盐，既能水解，又能与HNO3和NaOH反应；HCO可水解，也可与HNO3和NaOH反应；中含有酚羟基和COONa，酚羟基与Na
25、OH反应，COONa与HNO3反应，且COONa能发生水解；纤维素与NaOH不反应；NH4I与NaOH发生反应NHOH=NH3H2O，与HNO3发生氧化还原反应，且NH能发生水解。故选B。(2)大部分酶是蛋白质，温度太高会使酶变性，反应速率反而降低；天然蛋白质水解的最终产物几乎均为氨基酸；重金属盐能使蛋白质变性；氨基酸和蛋白质均含有氨基和羧基，是两性物质。答案：(1)B(2)15某蛋白质的结构片段如下：(1)上述蛋白质的结构片段的水解产物中不属于氨基酸的结构简式是_。(2)上述蛋白质的结构片段水解后的氨基酸中，某氨基酸碳、氢原子数比值最大。该氨基酸与NaOH反应的化学方程式为_。两分子该氨基酸
26、缩合形成环状物质的分子式为_。该氨基酸的同分异构体中，属于硝基化合物且苯环上除硝基外只有甲基的同分异构体有_种。(3)已知上述蛋白质结构片段的相对分子质量为364，则水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为_。解析：(1)根据蛋白质的水解规律，可得该蛋白质的结构片段水解生成的氨基酸如下：其中不属于氨基酸。(2) 分子中碳、氢原子数比值最大，其分子式为C8H9NO2，两分子缩合形成环状物质时应脱去两分子H2O，根据原子守恒可知所得缩合物的分子式为C16H14N2O2；满足题意的同分异构体有6种，分别是 (六个标号位置上是硝基)。(3)水解生成了4种氨基酸，相应地增加了4个H2O分子的相对分子质量，即水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为36472436。答案：(1) (3)436