学年人教版选修5 第四章第三节 蛋白质和核酸 学案 1Word格式文档下载.docx

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丙酸

谷氨酸

2氨基1，5戊二酸

苯丙氨酸

α氨基苯丙酸

2．氨基酸的性质

（1）物理性质

颜色状态

熔点

溶解性

水

强酸或强碱

乙醇、乙醚

无色晶体

较高

大多数能溶

能溶

难溶

（2）化学性质

①两性

氨基酸分子中含有酸性官能团—COOH和碱性官能团—NH2，因此具有两性，可与酸、碱反应生成盐。

a．与盐酸的反应：

b．与氢氧化钠反应：

②成肽反应

两个氨基酸分子，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的—NH2和另一分子的—COOH间脱去一分子水，缩合成含有肽键（）的化合物的反应，称为成肽反应。

例如：

氨基酸二肽或多肽蛋白质

微记忆：

（1）天然蛋白质水解的最终产物都是α氨基酸。

（2）形成二肽的反应与酯化反应类似，都是取代反应，形成多肽和蛋白质的反应是缩聚反应。

二、蛋白质的结构与性质

1．蛋白质的组成结构

（1）组成元素：

蛋白质中主要含有C、H、N、O等元素，属于天然有机高分子化合物。

（2）四级结构

2．蛋白质的主要性质

（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

蛋白质多肽氨基酸。

（3）盐析

向蛋白质溶液中加入一定浓度的某些盐[如Na2SO4、（NH4）2SO4、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。

微点拨：

（1）只有分子结构中含有苯环的蛋白质与浓硝酸才能发生颜色反应。

（2）蛋白质的盐析是可逆的，为物理变化；

蛋白质的变性是不可逆的，为化学变化。

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。

使用酶作催化剂时，反应温度不能过高，原因是高温下蛋白质变性，酶失去催化活性。

四、核酸

核酸是一类含磷的生物高分子化合物。

2．分类

[基础自测]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×

”）

（1）氨基酸既能与强酸反应，也能与强碱反应。

（　　）

（2）蛋白质水解的最终产物都是α氨基酸。

（3）蛋白质遇浓硝酸都会显黄色。

（4）医疗器械的高温消毒的实质是蛋白质的变性。

（5）酶的催化作用是温度越高越好。

【答案】　

（1）√　

（2）×

　（3）×

　（4）√　（5）×

2．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（NH4）2SO4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

B　[蛋白质中加入（NH4）2SO4溶液后产生盐析，加水后，蛋白质又继续溶解。

]

3．一种二肽的结构简式为

，合成这种二肽的氨基酸是（　　）

D　[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。

[合作探究·

攻重难]

氨基酸的成肽反应

[典例1]　某物质的球棍模型如图所示：

（1）下列关于该物质的说法不正确的是（　　）

A．该物质的结构简式如图所示

B．该物质可以发生加成反应

C．该物质为两性化合物

D．该物质可以聚合成高分子化合物

（2）该有机物两分子反应可以写成的有机物的结构简式为_____________。

（3）该物质与的关系为________。

【解析】　由球棍模型可知该物质的结构简式为，它是苯丙氨酸，该氨基酸可以发生加成反应，是两性化合物，能发生聚合反应生成二肽或多肽。

该有机物两分子反应可生成链状化合物二肽，也可生成环状化合物。

该物质的分子式为C9H11O2N，它与分子式相同，结构不同，互为同分异构体。

【答案】　

（1）A　

（3）同分异构体

成肽反应

1．二肽的形成

氨基酸分子的羧基与另外1个氨基酸分子的氨基脱水形成肽键（与酯化反应类似），根据参与反应的羧基或氨基的不同可形成多种二肽。

如谷氨酸与谷氨酸之间形成两种二肽；

甘氨酸与丙氨酸可形成4种二肽：

2．分子间或分子内脱水成环

3．氨基酸分子缩聚成高分子化合物

[对点训练]

1．据杂志报道，美国的科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。

已知半胱氨酸的结构简式为，则下列说法错误的是（　　）

A．半胱氨酸属于α氨基酸

B．半胱氨酸既能跟强酸反应又能跟强碱反应

C．半胱氨酸不能与NaOH溶液反应放出碱性气体

D．两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为

D　[A项，半胱氨酸可以看作是HSCH2CH2COOH中α碳原子上的氢原子被氨基取代的产物，是α氨基酸；

B项，半胱氨酸既含有羧基又含有氨基，既能跟强碱反应又能跟强酸反应；

C项，半胱氨酸与NaOH溶液反应只能生成半胱氨酸钠，不能生成氨气；

D项，两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式应为。

蛋白质的性质

[典例2]　

（1）高温杀菌的原理是利用_______________________________

_____________________________________________________________。

（2）使用浓硝酸时不慎溅到皮肤上，皮肤发黄的原因是

（3）鉴别蛋白质和食盐溶液的方法是_______________________________

____________________________________________________________。

（4）分离和提纯蛋白质的方法是__________________________________。

【解析】　

（1）高温可使蛋白质变性。

（2）浓硝酸与蛋白质发生颜色反应。

（3）可利用蛋白质的盐析鉴别蛋白质。

（4）分离提纯蛋白质的方法是盐析。

【答案】　

（1）蛋白质的变性

（2）浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应

（3）加入饱和（NH4）2SO4溶液，有固体析出的是蛋白质　（4）盐析

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

蛋白质在某些盐的浓溶液中溶解度降低而析出

蛋白质在加热、强酸、强碱等条件下性质发生改变而凝结起来

特征

可逆

不可逆

实质

溶解度降低，物理变化

结构、性质改变，化学变化

条件

碱金属、镁、铝等轻金属盐或铵盐的浓溶液

加热、强酸、强碱、强氧化剂、紫外线、重金属盐、苯酚、甲醛、乙醇等

用途

分离、提纯蛋白质

杀菌、消毒

实例

硫酸铵或硫酸钠等盐溶液使蛋白质盐析

重金属盐（例如硫酸铜）溶液能使蛋白质变性

2．下列关于蛋白质的叙述中正确的是（　　）

①蛋白质溶液中加入（NH4）2SO4可以提纯蛋白质；

②温度越高，酶的催化效率越高；

③任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色；

④蛋白质水解的最终产物都是氨基酸；

⑤蛋白质分子能透过半透膜；

⑥人造丝和蚕丝都是蛋白质；

⑦蛋白质的一级结构是肽键按一定规律卷曲或折叠。

A．①③⑥　　　B．①④

C．①③⑤⑦D．①②⑤

B　

[当堂达标·

固双基]

1．下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是（　　）

①NaHCO3　②（NH4）2S　③Al（OH）3　④NH4Cl

⑤H2N—CH2—COOH　⑥CH3COOH

A．①②③　　　B．①②④⑤

C．⑤⑥D．①②③⑤

D　[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。

2．甘氨酸在NaOH溶液中存在的形式是（　　）

A．H2N—CH2—COONaB．H2N—CH2—COOH

C．D．H2N—CH2—COO－

D　[在NaOH溶液中甘氨酸分子中的羧基与氢氧根离子发生中和反应。

3．下列说法错误的是（　　）

A．鸡蛋清和淀粉可以用浓硝酸鉴别

B．核酸是高分子化合物

C．分子式为C5H8O2，既与碳酸钠溶液反应又与溴的四氯化碳溶液反应的有机物有8种

D．乳酸薄荷醇酯（）仅能发生水解、氧化、消去反应

D　[鸡蛋清遇浓硝酸显黄色，可以鉴别，A正确；

B正确；

能与Na2CO3溶液反应生成CO2，说明此分子中含有羧基，能与溴的四氯化碳溶液反应说明此分子含有碳碳双键，根据碳链异构和双键、羧基官能团异构可得有8种同分异构体，分别为HOOC—CH===CH—CH2—CH3、HOOC—CH2—CH===CH—CH3、

CH2===CH—CH2—CH2—COOH、

，C正确；

含—COOC—可发生水解，含—OH可发生氧化、消去、酯化反应，且含—OH能与Na反应等，则除水解、氧化、消去反应外，还可发生置换反应、酯化反应，D错误。

4．下列说法正确的是（　　）

A．将（NH4）2SO4溶液加入蛋白质溶液，出现沉淀，表明可使蛋白质变性

B．糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应

C．向蛋白质溶液中滴加CuSO4溶液，有固体析出，说明蛋白质发生盐析

D．酒精能使蛋白质变性，可用于杀菌消毒

D　

（1）物理因素使蛋白质变性，发生的是化学变化。

（2）蛋白质溶液是胶体，与盐溶液作用发生凝聚。

（3）酶是蛋白质，温度高，蛋白质发生变性，因此，并不是温度越高，酶的催化效果越好。

5．市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物的汗渍、血迹及人本身排放的蛋白质、油渍遇到它，都能水解而被除去，下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是（　　）

①棉织品