1、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
2、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NaOHH2O。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(n1)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
3、的结构简式为，则下列说法错误的是()A半胱氨酸属于-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C3H7NO2SDHSCH2CH2CH2NO2与半胱氨酸互为同分异构体答案B解析半胱氨酸属于-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；HSCH2CH2CH2NO2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()A4种 B3种 C2种 D1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
4、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
5、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，、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
6、。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-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
7、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()A2种 B3种C4种 D5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？提示条件温和，不需加热。具有高度的专一性。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
8、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
9、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()ACH3CH2ONO2 BCH3CH2NO2
10、CD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CH3CH2NO2，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()AR的分子式为C5H10NO2S
11、BR只能发生取代反应CR既可以与酸反应也可以与碱反应DR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()A3 B4 C9 D12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，
12、当同种氨基酸分子间脱水生成二肽时有aa(1种)、(bb)(1种)、cc(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ab、ba，因c有2个羧基，且c的结构不对称，故有ac、ca(2种)，bc、cb(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
13、子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是()A B C D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，
14、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
15、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。10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RNACDNA大量存在于细胞质中D1981年，我国用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸答案C解析核酸是含磷的生物高分子化合物，据组成可分为DNA和RNA
16、，DNA大量存在于细胞核中。11天工开物中记载丝织品的处理：“凡帛织就犹是生丝，煮练方熟。练用稻稿灰入水煮。以猪胰脂陈宿一晚，入汤浣之，宝色烨然”。下列有关说法错误的是()A生丝的主要成分为蛋白质B稻稿灰的主要成分是碳酸钾，其入水后溶液呈碱性C该过程实际就是生丝的除杂过程D生丝煮练之后变为熟丝，熟丝的成分是氨基酸答案D解析生丝的主要成分是蛋白质，A项正确；稻稿灰的主要成分是碳酸钾，是强碱弱酸盐，溶于水后溶液显碱性，B项正确；该过程讲述了由生丝到熟丝的过程，实际是生丝的除杂过程，从而使得生丝变熟丝后光泽度变好，C项正确；生丝煮练之后变为熟丝，由于氨基酸能溶于水，故熟丝的成分不可能是氨基酸，D项错
17、误。12三国时代，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答案A解析“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。13据美国农业研究杂志报道，美国的科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为，则下列说法错误的是()A两分子半胱氨酸脱水形成二肽的结构简式为B半胱氨酸是一种两性物质C可与过量NaOH溶液反应放出氨气D天然蛋白质最终水解产物均为-氨基酸答案A解析一个半胱氨酸分子中的羧基与另一个半胱氨酸分子中的氨基发生脱水缩合，生成二肽的结构简式应为，故A错误；半胱氨酸分子中含有羧基和氨基，羧基显酸性，氨基显碱性，因此半
19、胱氨酸是一种两性物质，故B正确；中含有NH，加入过量NaOH溶液，能产生NH3，故C正确；天然蛋白质水解的最终产物是-氨基酸，故D正确。14酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸，它的结构简式如下：(1)酪氨酸能发生的化学反应类型有_(填字母)。A取代反应 B氧化反应C酯化反应 D中和反应(2)在酪氨酸的同分异构体中，同时满足如下三个条件的，除酪氨酸外还有_种。属于氨基酸且“碳骨架”与酪氨酸相同；与氯化铁溶液能发生显色反应；氨基(NH2)不与苯环直接相连。(3)已知氨基酸能与碱反应，写出酪氨酸与足量的NaOH溶液反应的化学方程式：_。答案(1)ABCD(2)5(3)2NaOH2H2O解析(1)由
20、酪氨酸的分子结构可知，分子中含有氨基、羧基、酚羟基及苯环，因此酪氨酸应该具有氨基酸、酚、羧酸所具有的性质，能发生中和反应、酯化反应、取代反应和氧化反应。(2)由于碳骨架相同，且含有酚羟基，侧链不变，将酪氨酸中的羟基置于邻位、间位，有2种，侧链变为“”后与OH处于邻、间、对位的有3种，总共5种。(3)酚羟基和羧基均能与NaOH溶液发生反应。15根据下图所示回答问题：(1)该化合物中，表示的官能团名称是_。(2)该化合物是由_个氨基酸分子间脱去_个水分子而形成的_肽，肽键编号分别是_。(3)该化合物水解后生成氨基酸的结构简式除甘氨酸外从左至右，依次为_、_、_。答案(1)氨基(2)43四(3)解析
21、该化合物分子中有3个肽键，显然是由4个氨基酸分子脱去3个水分子而形成的四肽。16某种甜味剂A的甜度是蔗糖的200倍，由于它热值低、口感好、副作用小，已被90多个国家广泛使用。A的结构简式为已知：在一定条件下，羧酸酯或羧酸与含NH2的化合物反应可以生成酰胺，如：RNH2ROH酰胺RNH2 H2O酯比酰胺容易水解。请回答下列问题：(1)在稀酸条件下加热，化合物A首先生成的水解产物是_和_。(2)在较浓酸和长时间加热条件下，化合物A可以水解生成_、_和_。(3)化合物A分子内的官能团之间也可以发生反应，再生成一个酰胺键，产物是甲醇和_。(填写结构简式，该分子中除苯环以外，还含有一个六原子组成的环)。答案(1)CH3OH(2) CH3OH(3)解析(1)酯比酰胺容易水解，故化合物A在稀酸条件下加热水解时，酯基中CO键断裂，与OH结合形成，CH3O与H原子结合形成CH3OH，故水解产物为CH3OH和。(2)在较浓酸和长时间加热条件下，化合物A水解时，肽键中CN键断裂，与OH结合形成，NH与H结合形成NH2；酯基中CO键断裂，与OH结合形成，CH3O与H结合形成CH3OH，故水解产物为、CH3OH和。(3)根据信息化合物A分子内的酯基和氨基可以形成一个酰胺键最终形成六元环。
