2018-2019学年高中化学 专题4.3 蛋白质和核酸(含解析)(选修5)

专题03 蛋白质和核酸

一．蛋白质 1．组成及结构特点

蛋白质的元素组成有C 、H 、O 、N 、S 、P 等，其分子是由多个氨基酸缩水连接而成的高分子。 2．化学性质 (1)两性

蛋白质的多肽由氨基酸脱水形成，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，因此，蛋白质既能与酸反应，又能与碱反应。

(2)水解 ①水解原理

②水解过程

蛋白质――→水解酸、碱或酶多肽――→水解

氨基酸。

(3)盐析

向蛋白质溶液中加入一定浓度的某些盐[如Na 2SO 4、(NH 4)2SO 4、NaCl 等]溶液，使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象。盐析是一个可逆过程。

(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

变性会使蛋白质的结构发生变化，使其失去生理活性，在水中不能重新溶解，是不可逆过程

(5)颜色反应：分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸呈黄色。(6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。

(7)胶体的性质：用一束光照射蛋白质溶液，会产生丁达尔效应。 典例1下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是 ( ) A ．蚕丝、羊毛、病毒等主要成分都是蛋白质

B ．蛋白质溶液中加入饱和(NH 4)2SO 4溶液，蛋白质析出，虽再加水，也不溶解

C ．重金属盐能使蛋白质凝结

D ．浓硝酸使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应 【答案】B

【解析】蛋白质中加入(NH 4)2SO 4溶液后产生盐析，加水后，蛋白质又继续溶解。 3．用途

（1）蛋白质是人类必需的营养物质，成年人每天大约要摄取60～80 g 蛋白质。 （2） 动物胶可用于制造照相胶卷和感光纸等。

（3） 酶——一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂。

一般温度越高，化学反应速率越快。在酶作催化剂的反应中，酶是一种蛋白质，温度过高会发生变性而失去活性。

【拓展提升】

1. 蛋白质的存在及组成

蛋白质广泛存在于生物体内，是组成细胞的基础物质。蛋白质是构成人体的基础物质，约占人体除水分外剩余质量的一半。

蛋白质含有C 、H 、O 、N 、S 、P 等元素，结构非常复杂，相对分子质量从几万到几千万，是天然的有机高分子化合物。

2. 蛋白质的性质

⑴ 水解：蛋白质＋H 2O ―――――→酸或碱或酶

氨基酸。

⑵ 颜色反应：蛋白质遇浓HNO 3变为黄色。 含有苯环的蛋白质才能发生颜色反应。 ⑶ 燃烧：点燃蛋白质，则有烧焦羽毛的气味。

⑷ 变性：蛋白质(如鸡蛋白溶液)受热达到一定温度时就会凝结，这种凝结是不可逆的，即凝结后不能在水中重新溶解，蛋白质的这种变化叫做变性。除加热外，在紫外线、X 射线，强酸、强碱，铅、铜、汞等重金属的盐类，以及一些有机化合物如酒精、甲醛、苯、甲酸等作用下，蛋白质均会发生变性。蛋白质变性后，不仅丧失了原有的可溶性，同时也失去了生理活性。

① 当人误食重金属盐类时，可以喝大量牛奶、蛋清或豆浆解毒。原因是上述食品中含有较多的蛋白质，

可以跟重金属盐类形成不溶于水的化合物而排出体外。这样可以减轻重金属盐类对胃肠黏膜的危害，起到缓解毒性的作用。

② 医院里用高温蒸煮、照射紫外线、喷洒来苏尔水、涂抹酒精溶液等方法消毒杀菌，都是使细菌的蛋白质变性而杀死细菌。

二．氨基酸

1. 重要的氨基酸

几种重要的氨基酸的结构简式：甘氨酸()、丙氨酸()、谷氨酸()。

2. 氨基酸的结构特点

氨基酸中既含有氨基(—NH2)，又含有羧基(—COOH)。

3. 氨基酸的性质

氨基酸结构中含有羧基和氨基，所以既有酸性，又有碱性；既能与碱反应，又能与酸反应，还可在氨基酸之间发生反应。

典例2下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是( )

①NaHCO3②(NH4)2S ③Al(OH)3④NH4Cl

⑤H2N—CH2—COOH ⑥CH3COOH

A．①②③B．①②④⑤

C．⑤⑥D．①②③⑤

【答案】D

【解析】①NaHCO3是酸式盐，既能和NaOH反应，又能和盐酸反应，故符合题意；②(NH4)2S能和盐酸反应生成硫化氢，和氢氧化钠反应生成氨气，故符合题意；③是两性氢氧化物，既能跟酸反应又能跟碱反应，故符合题意；④只能跟碱反应生成氨气，故不符合题意；⑤—COOH显酸性，—NH2显碱性，符合题意；⑥只能和碱反应生成盐，故不符合题意。

⑴ 与酸反应：甘氨酸与盐酸反应的化学方程式为

。

⑵ 与碱反应：甘氨酸与氢氧化钠反应的化学方程式为

＋H2O。

⑶ 自身反应：两个氨基酸分子间生成二肽的化学方程式为

(或)＋H2O，其中基团称为肽键。

4. 甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸的氨基都位于与羧基相邻的碳原子上，这样的氨基酸叫做α－氨基酸。天然蛋白质水解的最终产物都是α－氨基酸。

典例3一种二肽的结构简式为

，合成这种二肽的氨基酸是( )

【答案】D

【解析】由二肽结构可知，它是两分子氨基酸脱水形成的，从肽键入手可分析出两氨基酸的分子结构分别是：和。

三、酶

1．概念

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，其中大多数是蛋白质。2．催化特点

(1)条件温和、不需加热。

(2)具有高度的专一性。

(3)具有高效催化作用。

四、核酸

1．概念

核酸是一类含磷的生物高分子化合物。

2．分类

【拓展延伸】

1．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。

肽键水解原理示意图如下：

2．盐析和变性的比较

盐析变性

概念蛋白质在某些盐的浓溶液中溶蛋白质在加热、强酸、强碱等条件下性质发