2016新课标创新人教化学选修5 第三节 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。

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。

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烃基中的氢原子被氨基取代后的产物，分子中既含有氨基，又含有羧基，天然氨基酸几乎全为α­氨基酸。

2．氨基酸的性质(1)两性在氨基酸分子中，羧基是酸性基团，氨基是碱性基团，氨基酸既能跟酸反应，又能跟碱反应生成盐。

HOOCCH2NH2＋HCl→HOOCCH2NH3Cl、HOOCCH2NH2＋NaOH→H2NCH2COONa＋H2O。

(2)成肽反应氨基酸分子之间通过一个分子的羧基和另一个分子的氨基间脱去一分子水，缩合形成含有肽键()的化合物。

如：二、蛋白质的结构与性质1．组成蛋白质是由C、H、O、N、S等元素组成，属于天然高分子化合物。

2．蛋白质的性质(1)两性形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸分子脱水形成的，在多肽链的两端存在着氨基和羧基，因此蛋白质既能与酸反应，又能与碱反应。

蛋白质――→酸、碱或酶水解多肽_――→水解氨基酸 (3)盐析①概念：向蛋白质溶液中加入某些盐溶液[如Na 2SO 4、(NH 4)2SO 4、MgSO 4等]，可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象。

②蛋白质的盐析是一个可逆过程。

析出后的蛋白质稀释后仍能溶解，并不影响蛋白质的活性。

③应用：常用于分离、提纯蛋白质。

(4)变性 ①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。

②影响因素：物理因素主要包括加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等。

化学因素主要包括：强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。

③结果：变性会引起蛋白质结构上的改变，是不可逆过程。

(5)颜色反应分子中含有苯基的蛋白质跟浓HNO 3作用时呈黄色。

三、酶与核酸1．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。

2．酶的催化作用具有以下特点： (1)条件温和，不需加热。

(2)高度专一性。

(3)高效催化作用。

3．核酸是一类含磷的生物高分子化合物。

根据其组成，核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。

知识点1 氨基酸的结构与性质［新知探究］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RCHNH 2COOH ，其官能团为—NH 2和 —COOH 。

(1)物理性质(2)化学性质，其中叫肽键。

[问题讨论]有两种氨基酸，分别是甘氨酸和丙氨酸，两分子氨基酸之间脱水能形成几种二肽？试写出它们的结构简式。

提示：甘氨酸两分子脱水形成二肽，；丙氨酸两分子脱水形成二肽：；甘氨酸与丙氨酸分子间脱水形成两种二肽，，共形成四种二肽。

［名师点拨］氨基酸的缩合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。

［对点演练］1．下列关于氨基酸的叙述中，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：选D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。

知识点2 蛋白质的结构与性质［新知探究］1．蛋白质的组成与结构(1)蛋白质的组成蛋白质是由多种氨基酸脱水形成的高分子化合物。

由C、H、O、N、S等元素组成。

(2)蛋白质的结构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多肽化合物，最终水解得到各种氨基酸。

天然蛋白质水解的最终产物都是α­氨基酸。

水解原理：(3)盐析①概念：向蛋白质溶液中加入大量的浓盐溶液[如NaCl、(NH4)2SO4溶液等]，使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用称为盐析。

②加入的盐：轻金属盐或铵盐，如Na2SO4、(NH4)2SO4等。

③特点：盐析不影响蛋白质的结构和生物活性，是物理过程，具有可逆性。

④利用盐析可分离提纯蛋白质。

(4)变性①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，称为蛋白质的变性。

(5)颜色反应分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸呈黄色。

(6)蛋白质灼烧有烧焦的羽毛味。

[问题讨论]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、高压和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。

［名师点拨］［对点演练］2．下列关于蛋白质性质的说法中，不正确的是()A．往蛋白质溶液中加入任何盐溶液，都会使蛋白质发生变性B．蛋白质水解的最终产物是多种氨基酸C．微热条件下，有些蛋白质遇到浓硝酸时会显黄色D．蛋白质既能与强酸反应又能与强碱反应解析：选A当往蛋白质溶液中加入浓的Na2SO4、(NH4)2SO4等盐溶液时，蛋白质会发生盐析，而往蛋白质溶液中加入可溶性重金属盐溶液时，蛋白质才会发生变性。

知识点3 酶与核酸［新知探究］1．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：2．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［对点演练］3．下列说法中不正确的是()A．酶的催化条件通常比较温和B．酶在重金属盐作用下会失去活性C．DNA是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板D．RNA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 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主要存在于细胞核中，它是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板；绝大部分酶是蛋白质，在高温、重金属盐作用下会变性失去活性。

1．下列关于生物体内氨基酸的叙述，错误的是()A．氨基酸分子的结构通式是CH2NHRCOOHB．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相互转化D．两分子氨基酸通过脱水缩合形成二肽解析：选C在人体内能够通过转氨基作用形成的是非必需氨基酸，由于人体无法产生某些中间产物，所以有8种氨基酸必须从食物中获得，故称之为必需氨基酸。

2．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，有沉淀析出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%)浸泡植物种子解析：选A A项在蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，是盐析过程，析出的蛋白质性质并无变化，即没有新物质生成，加水后，析出的蛋白质仍能溶解，A项不是化学变化；B 项皮肤不慎沾上浓硝酸显黄色属于蛋白质的颜色反应，是化学变化；C项在蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液，析出沉淀是因为蛋白质变性，是化学变化；D项用稀释的福尔马林溶液杀死种子上的细菌和微生物，即使这些生物体的蛋白质发生变性反应，是化学变化。

故选A。

3．下列关于蛋白质的说法中，不正确的是()A．蛋白质属于天然高分子化合物，没有蛋白质就没有生命B．HCHO 和(NH4)2SO4的溶液均能使蛋白质变性C．某些蛋白质跟浓HNO3作用会变黄D．可以采用多次盐析或多次渗析的方法提纯蛋白质解析：选B HCHO会使蛋白质变性；(NH4)2SO4不是重金属盐，不会使蛋白质变性，但会使蛋白质发生盐析。

4．下列关于酶的叙述中，不正确的是()A．酶是一种糖类物质B．大多数酶是一种蛋白质C．酶是生物体内产生的催化剂D．酶受到高温或重金属盐作用时会变性解析：选A大多数酶是一种蛋白质，而不是糖类物质；酶具有蛋白质的性质，当受到高温或重金属盐作用时会变性；酶还是生物体内产生的高效催化剂，其催化作用具有条件温和、不需加热、高度专一、催化效率高等特点。

5．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RNAC．DNA大量存在于细胞质中D．1981年，我国用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸解析：选C核酸是含磷的生物高分子化合物，据组成可分为DNA和RNA，DNA大量存在于细胞核中。

6．在澄清的蛋白质(分子结构中含有苯基)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__________，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。

解析：饱和NaCl溶液能使蛋白质凝结成固体析出，称之为盐析；甲醛能使蛋白质变性，以固体形式析出；蛋白质遇浓硝酸变黄，发生颜色反应。

答案：(1)产生白色沉淀盐析(2)产生白色沉淀变性(3)蛋白质变为黄色颜色一、选择题1．为保障全民健康公共场所要定期进行消毒；毛巾、口罩等个人用品要经常用开水蒸煮；被褥要放在太阳光下直射，其目的是()A．使多糖水解B．使油脂水解C．使氨基酸变性D．使蛋白质变性解析：选D对公共场所消毒，毛巾、口罩用开水蒸煮，晒被褥等目的是使病毒、细菌蛋白质变性。

2．在四种化合物①NaHCO3；②Al(OH)3；③(NH4)2CO3；④H2N—CH2COOH中，跟盐酸和氢氧化钠溶液都能反应的是()A．②④B．①②C．①②③D．①②③④解析：选D Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式盐、弱酸的铵盐、氨基酸、蛋白质都既可以与酸反应，又可以与强碱反应。

3．[双选]下列说法中，正确的是()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：选A、D含苯环结构的蛋白质遇浓硝酸会变成黄色；温度高时，酶会变性，使其催化效率降低。