【人教版高中化学选修5】 第四章 第三节 蛋白质和核酸

第三节蛋白质和核酸学习目标 1.了解氨基酸的组成和结构，并能以氨基酸的结构特点认识其性质。

2.了解蛋白质的组成、结构和性质。

3.了解酶催化的特点及核酸的组成、存在、生理功能。

一、氨基酸的结构与性质1．分析下列四种人体所必需的氨基酸的结构，回答下列问题：甘氨酸苯丙氨酸丙氨酸谷氨酸(1)归纳氨基酸的组成元素有哪些？氨基酸分子中共同含有的官能团有哪些？提示组成元素主要有C、H、O、N；共同含有的官能团：羧基、氨基。

(2)氨基酸所具有的共同结构是什么？最简单的氨基酸的名称是什么？提示；甘氨酸。

(3)上述氨基酸中，不含有手性碳原子的氨基酸名称是什么？提示甘氨酸。

2．天然的氨基酸均为无色晶体，熔点较高，大部分能溶于水，难溶于乙醇、乙醚。

氨基酸具有两性：(1)写出甘氨酸与盐酸反应的化学方程式。

提示＋HCl―→。

(2)写出甘氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式。

提示＋NaOH―→＋H2O。

3．氨基酸中羧基和氨基可以发生类似于酯化反应的脱水反应，形成肽键()，该反应又称为成肽反应。

请写出两个丙氨酸分子反应生成二肽的化学方程式，并指出反应的类型。

提示―→＋H2O取代反应深度思考1．十肽中肽键的数目是多少？你认为发生成肽反应的氨基酸分子数与其产物多肽中肽键数目有何关系？提示9；n个氨基酸形成一条肽链时，含有(n－1)个肽键。

2．多肽种类繁多的原因是什么？提示形成多肽的氨基酸的种类数目不同；氨基酸的排列方式多样。

练中感悟1．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．半胱氨酸分子中有两个手性碳原子C．半胱氨酸的分子式为C3H7NO2SD．HS—CH2—CH2—CH2—NO2与半胱氨酸互为同分异构体答案 B解析半胱氨酸属于α-氨基酸，A项正确；半胱氨酸分子中只有一个手性碳原子，B错误；半胱氨酸的分子式为C3H7NO2S，C项正确；HS—CH2—CH2—CH2—NO2与半胱氨酸具有相同的分子式，故它们互为同分异构体，D项正确。

2．苯丙氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下发生缩合反应生成二肽的化合物共有() A．4种B．3种C．2种D．1种答案 A解析同种氨基酸缩合反应生成二肽的化合物各有一种，苯丙氨酸和丙氨酸发生缩合反应生成二肽的化合物有两种。

二、蛋白质的结构与性质1．蛋白质的组成与结构(1)用氨基酸合成蛋白质的反应属于什么反应类型？组成蛋白质的主要元素有哪些？提示属于缩聚反应；组成蛋白质的主要元素有C、H、O、N、S等。

(2)蛋白质的一级结构反映的信息有哪些？二级结构到四级结构反映的又是什么信息？提示一级结构反映的信息是氨基酸的连接方式和排列顺序；二级结构到四级结构反映的是空间结构。

2．蛋白质的性质(1)根据蛋白质的组成与结构，推测蛋白质有哪些性质？提示蛋白质既能与酸反应，也能与碱反应；蛋白质可以在催化剂作用下，水解生成多肽或者氨基酸。

(2)实验探究蛋白质的盐析和变性。

取7支试管向其中分别加入2 mL鸡蛋清溶液，完成下列实验，观察现象，并回答问题：观察试管中是否产生沉淀。

若产生，取少量沉淀物于另一试管中，加水振荡，观察哪些编号的试管中有沉淀产生？哪些编号的试管加水后沉淀溶解？提示全部有沉淀产生，①、②中沉淀溶解。

盐析和变性的比较盐析变性含义加入无机盐使胶体中的物质析出一定条件下，使蛋白质凝聚失去原有生理活性条件浓的非重金属无机盐溶液加热、紫外线照射、加压、搅拌、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等变化实质物理变化化学变化特点可逆，蛋白质仍保持原有的生理活性不可逆，蛋白质已失去原有的生理活性用途分离提纯蛋白质消毒灭菌，如给果树使用波尔多液，保存动物标本等3．认识蛋白质的颜色反应(1)取2 mL蛋白质溶液于试管中，加入数滴浓硝酸，微热。

实验现象有哪些？原因是什么？提示先有沉淀产生，加热后沉淀变黄色；蛋白质分子中含有苯基，发生了颜色反应。

(2)向上述试管中加入一定量的水，振荡，有何现象？提示沉淀不溶解，浓硝酸使蛋白质发生了变性。

练中感悟1．下列关于蛋白质的说法不正确的是()A．蛋白质是由多种α-氨基酸加聚而生成的天然高分子化合物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．浓的硫酸钠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答案 A解析氨基酸生成蛋白质发生的是分子间的脱水反应而不是加聚反应，故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，故B项正确；盐析不能使蛋白质变性，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．当含有下列结构片段的蛋白质水解时，产生的氨基酸的种类有()A．2种B．3种C．4种D．5种答案 B解析蛋白质水解时肽键断裂，然后在一端补上—OH，在—NH—一端补上H，即可确定氨基酸的种类数了。

水解时产生的氨基酸为、、。

三、酶与核酸1．酶具有生理活性，是对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的反应具有很强的催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。

酶的催化作用具有哪些特点？提示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。

2．核酸是一类分子骨架由磷酸和五碳糖交叉排列而成的长链高分子化合物，它在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决定性作用。

填写下表：类别脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)组成差异二者主要差异在于五碳糖的不同脱氧核糖核糖存在主要存在于细胞核中主要存在于细胞质中生理功能生物体遗传信息的载体，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练中感悟1．下列有关酶的说法中错误的是()A．大多数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．高温或重金属盐能降低酶的活性D．酶只有在强酸、强碱条件下才能发挥作用答案 D解析大多数酶是具有催化作用的蛋白质，其催化作用具有选择性和专一性，因此要寻找一些特殊的酶。

高温、重金属盐、强酸、强碱等条件可使酶(蛋白质)失去活性(变性)。

2．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等元素组成的小分子有机物C．核酸是生物体的遗传物质D．组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸答案 C解析一般地说，病毒由核酸和蛋白质组成，A项不正确；核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子物质，B项不正确；核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，其中脱氧核苷酸是DNA的基本单位，D项不正确。

课时对点练题组一氨基酸的结构和性质1．下列物质中与甘氨酸互为同分异构体的是()A．CH3CH2—O—NO2B．CH3CH2—NO2C．D．答案 B解析相同碳原子数的氨基酸与硝基化合物可能互为同分异构体。

甘氨酸的结构简式为，与其互为同分异构体的是CH3CH2—NO2，故选B。

2．关于生物体内氨基酸的叙述中错误的是()A．构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可表示为B．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可以形成二肽答案 C解析部分氨基酸可以在人体内相互转化，但是有几种氨基酸在人体内不能合成，必须从食物中获得，称为必需氨基酸，故C错误。

3．青霉素是重要的抗生素，其在体内经酸性水解后得到一种有机物R。

R的结构如图所示，下列有关R的说法正确的是()A．R的分子式为C5H10NO2SB．R只能发生取代反应C．R既可以与酸反应也可以与碱反应D．R属于烃的含氧衍生物答案 C解析由有机物R的键线式可知，其分子式为C5H11NO2S，故A错误；R除了能发生取代反应外，还可以发生氧化反应(如燃烧、氨基被氧化)、还原反应(羧基被LiAlH4还原)等，故B 错误；R分子中既含有氨基也含有羧基，所以既可以与酸反应也可以与碱反应，故C正确；R的组成中除了C、H、O元素之外还含有N、S元素，不属于烃的含氧衍生物，故D错误。

4．三种氨基酸：NH2CH2COOH、、，它们之间脱水形成二肽的种类数为()A．3 B．4 C．9 D．12答案 D解析2个氨基酸分子脱去一个水分子生成二肽。

把已知三种氨基酸分别用a、b、c表示，当同种氨基酸分子间脱水生成二肽时有a－a(1种)、(b－b)(1种)、c－c(2种，因c有2个羧基)，共4种；当不同种氨基酸脱水生成二肽，则有a－b、b－a，因c有2个羧基，且c的结构不对称，故有a－c、c－a(2种)，b－c、c－b(2种)，共有8种；则三种氨基酸脱水形成二肽种类数为12，D项正确。

题组二蛋白质的结构和性质5．下列关于蛋白质的叙述正确的是()A．加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热发生盐析B．温度越高，对某些化学反应的催化效率越高C．所有的蛋白质都是高分子化合物D．任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色答案 C解析只有含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时才会变为黄色。

6．下面是蛋白质分子结构的一部分，其中标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是()A．①B．②C．③D．④答案 C解析蛋白质水解断键后所得到的水解产物一定是氨基酸，即水解产物分子中既含有氨基，又含有羧基，由此可知应在③处断键。

7．下列说法正确的是()A．蛋白质是仅由碳、氢、氧元素组成的物质B．磨豆浆的大豆富含蛋白质，豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸C．用灼烧法可以区分蚕丝和羊毛D．纤维素、蛋白质都属于高分子化合物答案 D解析蛋白质是由C、H、O、N等多种元素组成的物质，A项错误；豆浆煮沸后，蛋白质发生了变性，但不会发生水解，B项错误；蚕丝和羊毛都是蛋白质，灼烧均有烧焦羽毛气味，C项错误。

8．诺贝尔化学奖授予将“化学生物学提升为现代最大科学”的三位化学家，利用三人的研究成果，可以迅速地辨识蛋白质，制造出溶液中蛋白质分子的三维空间影像。

下列关于蛋白质的说法不正确的是()A．蛋白质在酶的作用下最终水解成氨基酸B．阿胶的主要成分是蛋白质，蚕丝的主要成分是纤维素C．向蛋白质溶液中加入饱和硫酸钠溶液，析出蛋白质固体，加蒸馏水后又溶解D．浓硝酸溅到皮肤上，使皮肤呈现黄色是由于浓硝酸与皮肤发生了颜色反应答案 B解析蛋白质在酶的作用下最终水解成氨基酸，故A项正确；蚕丝的主要成分是蛋白质，故B项错误；向蛋白质溶液中加入饱和硫酸钠溶液，蛋白质溶液发生盐析，但蛋白质活性并没有改变，加蒸馏水后沉淀会溶解，故C项正确；皮肤不慎沾上浓硝酸会出现黄色，是蛋白质发生颜色反应的结果，故D项正确。

题组三酶与核酸9．下列关于酶的叙述中，不正确的是()A．酶是一种糖类物质B．酶大多数是蛋白质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答案 A解析绝大多数酶是蛋白质，而不是糖类物质，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。