1、第三節 蛋白質和核酸1了解氨基酸的組成、結構特點和主要化學性質。2了解二肽、多肽的概念。3了解蛋白質的組成、結構和性質。4認識人工合成多肽、蛋白質、核酸等的意義，體會化學科學在生命科學發展中所起的重要作用。一、氨基酸的結構與性質1氨基酸的分子結構氨基酸可看作是羧酸分子烴基中的氫原子被氨基取代后的產物，分子中既含有氨基，又含有羧基，天然氨基酸幾乎全為 ­氨基酸。2氨基酸的性質(1)兩性在氨基酸分子中，羧基是酸性基團，氨基是堿性基團，氨基酸既能跟酸反應，又能跟堿反應生成鹽。如甘氨酸與鹽酸、氫氧化鈉的反應為：HOOCCH2NH2HClHOOCCH2NH3Cl、HOOCCH2NH2NaOHH

2、2NCH2COONaH2O。(2)成肽反應氨基酸分子之間通過一個分子的羧基和另一個分子的氨基間脫去一分子水，縮合形成含有肽鍵()的化合物。如：二、蛋白質的結構與性質1組成蛋白質是由C、H、O、N、S等元素組成，屬于天然高分子化合物。2蛋白質的性質(1)兩性形成蛋白質的多肽是由多個氨基酸分子脫水形成的，在多肽鏈的兩端存在著氨基和羧基，因此蛋白質既能與酸反應，又能與堿反應。(2)水解蛋白質多肽_氨基酸(3)鹽析概念：向蛋白質溶液中加入某些鹽溶液如Na2SO4、(NH4)2SO4、MgSO4等，可以使蛋白質的溶解度降低而從溶液中析出的現象。蛋白質的鹽析是一個可逆過程。析出后的蛋白質稀釋后仍能溶解，并

3、不影響蛋白質的活性。應用：常用于分離、提純蛋白質。(4)變性概念：在某些物理因素或化學因素的影響下，蛋白質的理化性質和生理功能發生改變的現象。影響因素：物理因素主要包括加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等。化學因素主要包括：強酸、強堿、重金屬鹽、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。結果：變性會引起蛋白質結構上的改變，是不可逆過程。(5)顏色反應分子中含有苯基的蛋白質跟濃HNO3作用時呈黃色。三、酶與核酸1酶是一類由細胞產生的、對生物體內的化學反應具有催化作用的有機物。2酶的催化作用具有以下特點：(1)條件溫和，不需加熱。(2)高度專一性。(3)高效催化作用。3核酸是一類含磷的生物高分子化合物。根據

4、其組成，核酸分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。知識點1 氨基酸的結構與性質新知探究1組成和結構(1)組成：氨基酸可看作是羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代的化合物。(2)結構：­氨基酸的結構簡式可表示為RCHNH2COOH，其官能團為NH2和 COOH。(3)常見的氨基酸：俗名結構簡式系統命名甘氨酸H2NCH2COOH­氨基乙酸丙氨酸CH3CHNH2COOH­氨基丙酸谷氨酸HOOC(CH2)2CHNH2COOH2­氨基­1，5­戊二酸苯丙氨酸CH2CHNH2COOH­氨基苯丙酸2.性質(1)物理性質(2)化學性質

5、，其中叫肽鍵。問題討論有兩種氨基酸，分別是甘氨酸和丙氨酸，兩分子氨基酸之間脫水能形成幾種二肽？試寫出它們的結構簡式。提示：甘氨酸兩分子脫水形成二肽，；丙氨酸兩分子脫水形成二肽：；甘氨酸與丙氨酸分子間脫水形成兩種二肽，共形成四種二肽。名師點撥氨基酸的縮合1兩分子間縮合。2分子間或分子內縮合成環。3縮聚成多肽或蛋白質。對點演練1下列關于氨基酸的敘述中，不正確的是()A氨基酸都是晶體，一般能溶于水B氨基酸都不能發生水解反應C氨基酸是兩性化合物，能與酸、堿反應生成鹽D天然蛋白質水解最終可以得到­氨基酸、­氨基酸等多種氨基酸解析：選D氨基酸熔點較高，室溫下均為晶體，一般能溶于水而難溶

6、于乙醇、乙醚；氨基酸是兩性化合物，能與酸、堿反應生成鹽；氨基酸分子間能發生成肽反應，但氨基酸都不能發生水解反應；天然蛋白質水解的最終產物是多種­氨基酸。知識點2 蛋白質的結構與性質新知探究1蛋白質的組成與結構(1)蛋白質的組成蛋白質是由多種氨基酸脫水形成的高分子化合物。由C、H、O、N、S等元素組成。(2)蛋白質的結構2蛋白質的性質(1)兩性：蛋白質的結構中含有NH2和COOH，因此既能與酸反應又能與堿反應，是兩性分子。(2)水解：蛋白質在酸、堿或酶的作用下，水解生成相對分子質量較小的多肽化合物，最終水解得到各種氨基酸。天然蛋白質水解的最終產物都是­氨基酸。水解原理：(3)

7、鹽析概念：向蛋白質溶液中加入大量的濃鹽溶液如NaCl、(NH4)2SO4溶液等，使蛋白質的溶解度降低而從溶液中析出，這種作用稱為鹽析。加入的鹽：輕金屬鹽或銨鹽，如Na2SO4、(NH4)2SO4等。特點：鹽析不影響蛋白質的結構和生物活性，是物理過程，具有可逆性。利用鹽析可分離提純蛋白質。(4)變性概念：在某些物理因素或化學因素的影響下，蛋白質的理化性質和生理功能發生改變的現象，稱為蛋白質的變性。影響蛋白質變性的因素：物理因素加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等化學因素強酸、強堿、重金屬鹽、三氯乙酸、乙醇、丙酮等(5)顏色反應分子中含有苯環的蛋白質遇濃硝酸呈黃色。(6)蛋白質灼燒有燒焦的

8、羽毛味。問題討論為什么醫院一般使用酒精、蒸煮、高壓或紫外線等方法進行消毒殺菌？為什么用福爾馬林(35%的甲醛溶液)保存尸體？為什么農業上用波爾多液(由CuSO4、CaO和H2O制成)來消滅病蟲害？提示：酒精、蒸煮、高壓和紫外線等方法可以使細菌、病毒中的蛋白質變性死亡，起到消毒、殺菌作用。用福爾馬林(35%的甲醛溶液)保存尸體，也是利用甲醛可以使蛋白質變性從而殺滅細菌的原理防止尸體腐爛變質。波爾多液中的重金屬鹽(CuSO4)可使蛋白質凝結而達到消滅病蟲害的目的。名師點撥 滲析、鹽析和變性的比較滲析鹽析變性內涵利用半透膜分離膠體粒子與分子、離子加入無機鹽溶液使膠體中的物質析出一定條件下，使蛋白質失

9、去原有的生理活性條件膠體、半透膜、水較多量的輕金屬鹽或銨鹽，如、NaCl、Na2SO4、(NH4)2SO4等加熱、紫外線、X射線、重金屬鹽、強酸、強堿、乙醇、丙酮等特點可逆，需多次換水可逆，蛋白質仍保持原有活性不可逆，蛋白質失去原有活性實例除去淀粉溶膠中的NaNO3雜質向皂化反應液中加食鹽晶體，使肥皂析出；向蛋白質溶膠中加濃Na2SO4溶液使蛋白質析出消毒、滅菌、給果樹使用波爾多液、保存動物標本等對點演練2下列關于蛋白質性質的說法中，不正確的是()A往蛋白質溶液中加入任何鹽溶液，都會使蛋白質發生變性B蛋白質水解的最終產物是多種氨基酸C微熱條件下，有些蛋白質遇到濃硝酸時會顯黃色D蛋白質既能與強酸

10、反應又能與強堿反應解析：選A當往蛋白質溶液中加入濃的Na2SO4、(NH4)2SO4等鹽溶液時，蛋白質會發生鹽析，而往蛋白質溶液中加入可溶性重金屬鹽溶液時，蛋白質才會發生變性。知識點3 酶與核酸 新知探究1酶(1)概念：酶是一類由細胞產生的、對生物體內的化學反應具有催化作用的有機物，其中絕大多數是蛋白質。(2)催化特點：2核酸(1)概念核酸是一類含磷的生物高分子化合物，一般由幾千到幾十萬個原子組成，相對分子質量可達十幾萬至幾百萬。因最早由細胞核中分離得到，而且具有酸性而得名。(2)分類對點演練3下列說法中不正確的是()A酶的催化條件通常比較溫和B酶在重金屬鹽作用下會失去活性CDNA是生物體遺傳

11、信息的載體、蛋白質合成的模板DRNA主要存在于細胞核中，它根據DNA提供的信息控制體內蛋白質的合成解析：選DRNA主要存在于細胞質中，根據DNA提供的信息控制體內蛋白質的合成；DNA主要存在于細胞核中，它是生物體遺傳信息的載體、蛋白質合成的模板；絕大部分酶是蛋白質，在高溫、重金屬鹽作用下會變性失去活性。1下列關于生物體內氨基酸的敘述，錯誤的是()A氨基酸分子的結構通式是CH2NHRCOOHB人體內氨基酸的分解代謝最終產物是水、二氧化碳和尿素C人體內所有氨基酸均可以相互轉化D兩分子氨基酸通過脫水縮合形成二肽解析：選C在人體內能夠通過轉氨基作用形成的是非必需氨基酸，由于人體無法產生某些中間產物，所

12、以有8種氨基酸必須從食物中獲得，故稱之為必需氨基酸。2下列過程不屬于化學變化的是()A在蛋白質溶液中，加入飽和硫酸銨溶液，有沉淀析出B皮膚不慎沾上濃硝酸而呈現黃色C在蛋白質溶液中，加入硫酸銅溶液，有沉淀析出D用稀釋的福爾馬林溶液(0.1%0.5%)浸泡植物種子解析：選AA項在蛋白質溶液中加入飽和硫酸銨溶液，是鹽析過程，析出的蛋白質性質并無變化，即沒有新物質生成，加水后，析出的蛋白質仍能溶解，A項不是化學變化；B項皮膚不慎沾上濃硝酸顯黃色屬于蛋白質的顏色反應，是化學變化；C項在蛋白質溶液中加入硫酸銅溶液，析出沉淀是因為蛋白質變性，是化學變化；D項用稀釋的福爾馬林溶液殺死種子上的細菌和微生物，即使

13、這些生物體的蛋白質發生變性反應，是化學變化。故選A。3下列關于蛋白質的說法中，不正確的是()A蛋白質屬于天然高分子化合物，沒有蛋白質就沒有生命BHCHO 和(NH4)2SO4的溶液均能使蛋白質變性C某些蛋白質跟濃HNO3作用會變黃D可以采用多次鹽析或多次滲析的方法提純蛋白質解析：選BHCHO會使蛋白質變性；(NH4)2SO4不是重金屬鹽，不會使蛋白質變性，但會使蛋白質發生鹽析。4下列關于酶的敘述中，不正確的是()A酶是一種糖類物質B大多數酶是一種蛋白質C酶是生物體內產生的催化劑D酶受到高溫或重金屬鹽作用時會變性解析：選A大多數酶是一種蛋白質，而不是糖類物質；酶具有蛋白質的性質，當受到高溫或重金

14、屬鹽作用時會變性；酶還是生物體內產生的高效催化劑，其催化作用具有條件溫和、不需加熱、高度專一、催化效率高等特點。5下列有關核酸的說法中，不正確的是()A核酸是一類含磷的生物高分子化合物B根據組成，核酸分為DNA和RNACDNA大量存在于細胞質中D1981年，我國用人工方法合成了酵母丙氨酸轉移核糖核酸解析：選C核酸是含磷的生物高分子化合物，據組成可分為DNA和RNA，DNA大量存在于細胞核中。6在澄清的蛋白質(分子結構中含有苯基)溶液中加入以下幾種物質：(1)加入大量飽和食鹽水，現象為_，此過程叫做_。(2)加入甲醛溶液，現象為_，此過程稱為蛋白質的_。(3)加入濃硝酸并微熱，現象為_，這是由于

15、濃硝酸與蛋白質發生了_反應。解析：飽和NaCl溶液能使蛋白質凝結成固體析出，稱之為鹽析；甲醛能使蛋白質變性，以固體形式析出；蛋白質遇濃硝酸變黃，發生顏色反應。答案：(1)產生白色沉淀鹽析(2)產生白色沉淀變性(3)蛋白質變為黃色顏色一、選擇題1為保障全民健康公共場所要定期進行消毒；毛巾、口罩等個人用品要經常用開水蒸煮；被褥要放在太陽光下直射，其目的是()A使多糖水解B使油脂水解C使氨基酸變性 D使蛋白質變性解析：選D對公共場所消毒，毛巾、口罩用開水蒸煮，曬被褥等目的是使病毒、細菌蛋白質變性。2在四種化合物NaHCO3；Al(OH)3；(NH4)2CO3；H2NCH2COOH中，跟鹽酸和氫氧化鈉

16、溶液都能反應的是()A BC D解析：選DAl、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式鹽、弱酸的銨鹽、氨基酸、蛋白質都既可以與酸反應，又可以與強堿反應。3雙選下列說法中，正確的是()A氨基酸既能與強酸反應又能與強堿反應B任何結構的蛋白質遇濃硝酸(微熱)都能變成黃色C溫度越高，酶對某些反應的催化效率越高D核酸水解的最終產物是磷酸、戊糖和堿基解析：選A、D含苯環結構的蛋白質遇濃硝酸會變成黃色；溫度高時，酶會變性，使其催化效率降低。4要使蛋白質從水溶液中析出而又不改變蛋白質的主要性質，應向其中加入()A飽和Na2SO4溶液 B濃NaOH溶液C飽和CaSO4溶液 D濃BaCl2溶液解析：選A蛋白質發生

17、鹽析的條件是加入濃的輕金屬鹽，A項合格，C項因CaSO4微溶，B、D兩項會使蛋白質變性。5生活中常常碰到涉及化學知識的某些問題，下列敘述正確的是()人的皮膚在強紫外線的照射下將會失去生理活性用甲醛溶液浸泡海產品保鮮變質的油脂有難聞的特殊氣味，是由于油脂發生了水解反應棉花和木材的主要成分都是纖維素，禽類羽毛和蜘蛛絲的主要成分都是蛋白質蜂蟻叮咬人的皮膚時將分泌物甲酸注入人體，此時可在患處涂抹小蘇打或稀氨水A BC D全部解析：選A甲醛有毒，不能用于浸泡食用品(海產品)；變質的油脂有難聞的特殊氣味，是由于油脂發生了氧化反應。6在雞蛋清溶液中加入下列物質，有沉淀析出，再加入適量蒸餾水，沉淀又溶解的是(

18、)A乙酸鉛 B丙酮C食鹽 D濃硫酸解析：選C雞蛋清屬于蛋白質，在蛋白質溶液中加入食鹽，蛋白質凝聚析出是鹽析，該過程是可逆的，加水后蛋白質仍可溶解，C項正確；而強酸、強堿、重金屬鹽類、丙酮、甲醛等都可使蛋白質變性而凝固析出，該過程不可逆，蛋白質變性后，失去了原有的可溶性，乙酸鉛、丙酮、濃H2SO4都可使蛋白質變性。7近年來高鐵酸鉀(K2FeO4)已經被廣泛應用在水處理方面，高鐵酸鉀的氧化性超過高錳酸鉀，是一種集氧化、吸附、凝聚、殺菌的新型高效的多功能水處理劑。高鐵酸鉀在水處理過程中涉及到的過程正確的有()蛋白質的變性蛋白質的鹽析膠體聚沉鹽類水解焰色反應氧化還原反應A BC D解析：選B高鐵酸鉀具

19、有強氧化性，可以使蛋白質變性，正確；屬于電解質，可以使膠體聚沉，正確；高鐵酸鉀被還原后生成的三價鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體具有吸附作用，可以凈水，正確。8諾貝爾化學獎獲得者之一錢永健在發現和研究綠色熒光蛋白(GFP)如何發光等方面做出了突出貢獻。下列對GFP的敘述合理的是()AGFP在硫酸銅或飽和硫酸銨溶液中發生鹽析，鹽析是可逆過程BGFP在酸、堿、酶作用下發生水解，水解的最終產物氨基酸只能與堿反應CGFP在乙醇中會凝結、變性，變性為不可逆過程DGFP與水的液態混合物可用鹽析法分離，鹽析法為化學方法解析：選CGFP是蛋白質，CuSO4為重金屬鹽，會使GFP變性，變性是不可逆的，A項錯誤；GFP

20、的水解產物氨基酸既能與堿反應也能與酸反應，B項錯誤；乙醇使GFP變性，C項正確；鹽析法是物理方法，D項錯誤。9氨基酸在溶液中按兩種方式電離以下判斷正確的是()A增大溶液的pH，濃度減小B降低溶液的pH，濃度減小C如溶液的pH適當，兩種氨基酸離子的濃度可能相同DpH改變，對電離方式無影響解析：選C增大溶液的pH，即增大OH的濃度，H被中和，所以濃度減小，濃度增大。減小溶液的pH，即增大H的濃度，OH被中和，濃度增大，濃度減小。因此改變pH，對電離方式有影響。10形成蛋白質分子結構的層次，從小到大依次是()氨基酸C、H、O、N等元素氨基酸脫水縮合 一條或幾條多肽鏈連接在一起多肽蛋白質ABCD解析：

21、選D蛋白質是由C、H、O、N等元素組成的，氨基酸通過脫水縮合而成多肽，一條或幾條多肽鏈連接在一起而形成蛋白質。11某有機物M的結構簡式如下：下列有關M的敘述中正確的是()AM的分子式為C12H15O5N2BM可以發生水解反應、中和反應、加成反應、消去反應CM的水解產物中一定含有醇類D1 mol M最多可以與1 L 4 mol/L的NaOH溶液完全反應解析：選DA項，由鍵線式可以得出該分子中含有14個H，錯誤；B項，該分子中含有酯基和肽鍵，可以發生水解反應，含有羧基，可以發生中和反應，含有苯環，可以發生加成反應，但不能發生消去反應，錯誤；C項，水解產物有酚，無醇，錯誤；D項，與NaOH溶液反應時

22、，1 mol 羧基、肽鍵和酯基各需要1 mol NaOH，酯水解生成的酚還要繼續消耗1 mol NaOH，正確。12某含氮有機物C4H9NO2有多種同分異構體，其中屬于氨基酸的異構體數目有()A3種 B4種C5種 D6種解析：選C氨基酸分子中一定含有氨基(NH2)和羧基(COOH)，根據化學式C4H9NO2可知，除NH2和COOH外，殘余基團為“C3H6”。當烴基“C3H6”無支鏈時的同分異構體為：，當烴基“C3H6”有支鏈時的同分異構體為：，。二、非選擇題13某有機物含有C、H、O、N四種元素，如圖是該有機物的球棍模型：(1)該有機物的分子式為_，結構簡式為_。(2)該有機物可能發生的反應有

23、_(填編號)。取代反應消去反應加聚反應氧化反應酯化反應縮聚反應(3)該有機物發生水解反應的化學方程式為_。解析：(1)分析該有機物的球棍模型可知，該有機物分子中含有4個價鍵的碳原子5個，1個價鍵的氫原子11個，3個價鍵的氮原子1個，2個價鍵的氧原子2個，故其分子式為C5H11NO2，其結構簡式為：。(2)該有機物分子中含有OH，可發生取代、酯化、消去、氧化等反應，因含有，可發生水解反應。答案：(1)C5H11NO2CH3CH2CONHCH2CH2OH(2)(3)CH3CH2CONHCH2CH2OHH2OCH3CH2COOHH2NCH2CH2OH14回答下列問題：(1)從雞蛋白的溶液中提取蛋白質

24、的方法有_和_。(2)雞蛋腐爛時，常聞到有刺激性氣味的氣體，該氣體主要是_，說明蛋白質中含有_元素。(3)誤食重金屬鹽會中毒，這是因為_。(4)濃硝酸濺到皮膚上，使皮膚呈現_色，這是由于濃硝酸和蛋白質發生了_反應的緣故。(5)鑒定一種織物的成分是真絲還是人造絲，可各取一小塊進行_，這是因為_。解析：(1)提取蛋白質的方法可以從兩方面考慮，一是讓蛋白質沉淀出來，一是讓其他物質分離出去。(2)雞蛋腐爛時，蛋白質分解放出的硫化氫氣體具有刺激性氣味。(3)重金屬離子會使蛋白質變性。(4)蛋白質可與濃硝酸等許多試劑發生特殊的顏色反應。(5)人造絲是合成纖維，真絲是蛋白質，兩者灼燒時的氣味不同。答案：(1

25、)鹽析滲析(2)H2S硫(3)重金屬鹽會使蛋白質變性(4)黃顏色(5)灼燒真絲是蛋白質，灼燒時有燒焦羽毛的氣味15營養品和藥品都是保證人類健康不可缺少的物質，其性質和制法是化學研究的主要內容。已知酪氨酸是一種生命活動不可缺少的氨基酸，它的結構簡式是(1)酪氨酸能發生的化學反應類型有_。A取代反應 B加成反應C酯化反應 D中和反應(2)在酪氨酸的同分異構體中，同時滿足如下三個條件的，除酪氨酸外還有_種。屬于氨基酸且“碳骨架”與酪氨酸相同；羥基直接連在苯環上；氨基(NH2)不與苯環直接相連。(3)已知氨基酸能與堿反應，寫出酪氨酸與足量的NaOH溶液反應的化學方程式：_。解析：COOH能發生酯化反應、中和反應，含有苯環可發生取代反應和加成反應。符合條件的同分異構體包括：、5種。答案：(1)A、B、C、D(2)5(3) 能力提升16A、B兩種有機物的分子式相同，都可用CaHbOcNd表示，且acb，acd。已知A是天然蛋白質水解的最終產物；B是一種含有醛基的硝酸酯。試回答：(1)A和B的分子式是