第三节 蛋白质和核酸Microsoft Office Word 文档.docx

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第三节蛋白质和核酸

2014年4月28日

方向标

1、了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。

2、了解二肽、多肽的概念。

3、了解蛋白质的组成、结构和性质。

4、认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义，体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。

路线图

【自主学习】

一、氨基酸的结构和性质

1、定义

组成蛋白质的的氨基酸几乎都是。

结构简式可表示为

2、常见的α-氨基酸有：

甘氨酸

谷氨酸

丙氨酸

苯丙氨酸

3、物理性质

天然的氨基酸均为色晶体，熔点，在200-300℃熔化时

分解。

它们能溶于

溶液中，除少数外一般都能溶于，而难溶于。

4、化学性质

（1）氨基酸的两性（例如甘氨酸分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应）

，

（2）成肽反应（例如2分子甘氨酸脱水生成二肽）

二、蛋白质的组成、结构和性质

1．组成

蛋白质含有____________等元素，属于__________化合物。

蛋白质分子直径很大，其溶液具有______的某些性质。

2．结构

（1）

多种氨基酸分子按______________以______相互结合，可以形成千百万种具有不同的________和________的多肽链。

相对分子质量在_______以上的，并具有______________的多肽，称为蛋白质。

（2）蛋白质分子结构中最显著的特征是__________________，包括教材中的一至四级结构，决定了蛋白质的各种______与______。

3．蛋白质的性质

（1）两性

在多肽链的两端存在着__________，因此蛋白质既

能与酸反应，又能与碱反应。

（2）水解

蛋白质

______

________。

（3）盐析

①概念：

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，可以使蛋白质的______________而从溶液中析出的现象。

②结果：

只改变了蛋白质的________，而没有改变它们的______，是______的过程。

③应用：

多次盐析和溶解可以分离、提纯蛋白质。

（4）变性

①概念：

在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的__________和__________发生改变的现象，是不可逆过程。

②影响因素：

物理因素：

________、加压、搅拌、振荡、________照射、________等；

化学因素：

________、________、________、三氯乙酸（CCl3COOH）、乙

醇、丙酮、甲醛（福尔马林）等。

③结果：

变性会使蛋白质发生结构上的改变，也会使其丧失原有的生理活性，是________过程。

（5）颜色反应

分子中含有__________的蛋白质跟浓HNO3作用时呈__________色。

三、酶

1．酶的含义

酶是具有___

_____，对许多有机化学反应和生物体内进行的复杂化学反应具有很强______作用的______________，其中绝大多数的酶是________。

2．酶的催化作用的特点

（1）______________________。

（2）具有高度的____________。

（3）具有____________作用。

四、核酸

核酸是一类含磷的生物高分子化合物。

核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸。

DNA:

大量存在于中，是生物体遗传信息的载体。

RNA:

大量存在于中，根据DNA提供的细细控制体内蛋白质的合成。

【合作探究】

1、氨基酸为什么具有两性？

2、氨基酸的成肽反应有什么断键规律？

3、甘氨酸和丙氨酸的混合物反应形成的二肽有几种结构？

写出相应二肽的结构简式。

【展示点拨】

一、氨基酸的结构和性质二、蛋白质的组成、结构和性质三、酶四、核酸

【应用拓展】

1、将甘氨酸和和苯丙氨酸放在同一容器内发生成肽反应，有种二肽生成，其结构简式为：

2、达菲（Tamiflu）被认为是目前世界上公认的能够治疗人禽流感病的唯

一有效的药物，它是由我国特有中药材八角的提取物——莽草酸（shikimicacid）为原料合成的。

已知莽草酸和达菲的结构式如下：

则达菲发生水解反应时生成含两个碳原子的有机物的结构简式为

检测站

1．关于氨基酸的下列叙述，不正确的是（　　）

A．氨基酸都是晶体，一般能溶于水

B．氨基酸都不能发生水解反应

C．氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐

D．天然蛋白质水

解最终可以得到α－氨基酸、β－氨基酸等多种氨基酸

2．下列过程不属于化学变化的是

（　　）

A．在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出

B．皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色

C．在蛋白质溶液中，加入硫酸铜溶液，有沉淀析出

D．用稀释的福尔马林溶液（0.1%～0.5%）浸泡植物种子

3．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　④NH4Cl⑤H2N—CH2—COOH　⑥CH3COOH

A．①②③B．①②④⑤C．⑤⑥D．①②③⑤

4．分子式为C4H9O2N属于氨基酸的同分异构体的数目为（　　）

A．2种B．3种C．4种D．5种

5．有关天然产物

水解的叙述不正确的是（　　）

A．油脂水解可得到丙三醇

B．可用碘检验淀粉水解是否完全

C．蛋白质水解的最终产物均为氨基酸

D．纤维素水解

与淀粉水解得到的最终产物不同

6．为了鉴别某白色纺织品的成分

是蚕丝还是“人造丝”，通常选用的方法是（　　）

①滴加浓硝酸　②灼烧　③滴加浓H2SO4　④滴加酒精　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．①③B．②④C．①②

D．③④

7．有关蛋白质的叙述正确的是（　　）

A．向鸡蛋清溶液中加入浓的硫酸铵溶

液有沉淀析出，加水后沉淀不溶解B．蛋白质水解的最后产物是氨基酸

C．蛋白质的分子能透过半透膜

D．蛋白质跟盐酸作用时呈黄色

8．将淀粉浆和淀粉酶的混和物放入玻璃纸袋中，扎好，浸入流动的温水中，过相当一段时间后取出袋中的液体，使之

分别与碘水，新制Cu（OH）2浊液（加热）、浓HNO3（微热）接触，可观察到的现象是（）A．显蓝色，无现象，显黄色

B．显蓝色，有红色沉淀，无现象

C．无现象，凝结，显黄色

D．无现象，有红色沉淀，显黄色

9.

（1）蛋白质溶液中含杂质Cl－，有人用滴加AgNO3溶液的方法除去其中的Cl－，他这样做的错误是。

试设计实验检验其中的Cl－：

（2）现有淀粉和蛋白质的混合液，要把蛋白质和淀粉分离开，可向溶液中加入大量固体，蛋白质因而沉淀析出，从而使蛋白质从混合液中分离出来。

9、L－多巴（3,4-二羟苯丙氨酸）是一种有机物，它可用于帕金森氏综合症的治疗，其结构简式如下图所示。

这种药物的研制是基于获得2000年诺贝尔生理学或医学奖和获得2001年诺贝尔化学奖的研究成果。

（1）写出L

－多巴分子中所含官能团的名称和结构简

式

（2）L－多巴能发生的化学反

应类型有

A．取代反应B．氧化反应C．酯化反应D．中和反应

（3）L－多巴与足量NaOH溶液反应的方程式为：

11.A、B两种有机化合物，分子式都是C9H11O2N．

（1）化合物A是

天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示，分子结构中不存在

甲基．化合物A的结构简式为

（2）化合物B是某种芳香烃硝化的推一产物（硝基连在苯环上）。

化合物B的结构简式是

12、A、B两种有机化合物的分子式都可用CaHbOcN表示，且a＋c＝b，a－c＝1。

已知：

化

合物A是天然蛋白质水解的最终产物，B是含有醛基的硝酸酯。

（1）A、B的分子式是

（2）光谱测定显示，A的分子结构中不存在甲基，则A的结构简式是_______________________________________________

（3）光谱测定显示B的烃基中没有支链，B的结构简式为______________________

第2课时蛋白质的结构和性质学案

目标要求

　1.了解蛋白质的元素组成及结构，理解其主要性质

。

2.了解酶的催化作用。

一、蛋白质的组成、结构和性质

1．组成

蛋白质含有____________等元素，属于__________化合物。

蛋白质分子直径很大，其溶液具有______的某些性质。

2．结构

（1）

多种氨基酸分子按______________以______相互结合，可以形成千百万种具有不同的________和________的多肽链。

相对分子质量在________以上的，并具有______________的多肽，称为蛋白质。

（2）蛋白质分子结构中最显著的特征是__________________，包括教材中的一至四级结构，决定了蛋白质的各种______与______。

3．蛋白质的性质

（1）两性

在多肽链的两端存在着__________，因此蛋白质既

能与酸反应，又能与碱反应。

（2）水解

蛋白质

______

________。

（3）盐析

①概念：

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，可以使蛋白质的______________而从溶液中析出的现象。

②结果：

只改变了蛋白质的________，而没有改变它们的______，是______的过程。

③应用：

多次盐析和溶解可以分离、提纯蛋白质。

（4）变性

①概念：

在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的__________和__________发生改变的现象，是不可逆过程。

②影响因素：

物理因素：

________、加压、搅拌、振荡、________照射、________等；

化学因素：

________、________、________、三氯乙酸（CCl3COOH）、乙

醇、丙酮、甲醛（福尔马林）等。

③结果：

变性会使蛋白质发生结构上的改变，也会使其丧失原有的生理活性，是________过程。

（5）颜色反应

分子中含有__________的蛋白质跟浓HNO3作用时呈__________色。

二、酶

1．酶的含义

酶是具有___

_____，对许多有机化学反应和生物体内进行的复杂化学反应具有很强______作用的______________，其中绝大多数的酶是________。

2．酶的催化作用的特点

（1）______________________。

（2）具有高度的____________。

（3）具有____________作用。

三、核酸

1．概念

一类含____的生物高分子化合物。

2．分类

按组成分为____________和____________。

知识点1　蛋白质的结构和性质

1．蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序称为蛋白质的（　　）

A．一级结构B．二级结构

C．三级结构D．四级结构

2．关于蛋白质的叙述错误的是（　　）

A．浓HNO3溅在皮肤上，使皮肤呈黄色，是由于浓HNO3和蛋白质发生了颜色反应

B．蛋白质溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液，蛋白质析出，再加水也不溶解

C．蛋白质水解的最终产物是氨基酸

D．高温灭菌的原理是加热后使蛋白质变性，从而使细菌死亡

3．在澄清的蛋白

质溶液中加入以下几种物质：

（1）加入大量饱和食盐水，现象为____________，此过程叫做__________。

（2）加入甲醛溶液，现象为______________，此过程称为蛋白质的__________。

（3）加入浓硝酸并微热，现象为______________，这是由于浓硝酸与蛋白质发生了________反应的缘故。

（4）加热煮沸，现象为__________________________________，

此过程称为蛋白质的__________。

知识点2　酶的催化作用

4．酶是生物制造出来的催化剂，能在许多有机反应中发挥作用。

如下图所示的是温度t与反应速率v的关系曲线，其中表示有酶参加的反应的是（　　）

练基础落实

1．下列说法中不正确的是（　　）

A．组成蛋白质的氨基酸几乎都是α氨基酸

B．利用盐析可以分离和提纯蛋白质

C．DNA是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板

D．RNA主要存在于细胞核中，它根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成

2．人类肝脏蛋白质两谱三图三库将于2010年全面破译完成，它将

为肝脏疾病的预警、预防、诊断和治疗提供科学依据。

下列关于乙肝病毒的主要成分的说法不正确的是（　　）

A．属于高分子化合物

B．水解的最终产物能与酸或碱反应

C．遇浓硝酸会变性

D．水解时碳氧键断裂

3．误食重金属盐会引起中毒，下列措施中不能用来解毒的是（　　）

A．服大量鸡蛋清B．服用豆浆

C．喝大量牛奶D．喝盐开水

4．下列过程不属于化学变化的是（　　）

A．在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出

B．皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色

C．在蛋白质溶液中，加入硫酸铜溶液，有沉淀析出

D．用稀释的福尔马林溶液（0.1%～0.5%的甲醛溶液）浸泡植物种子

5．下列有机物水解时，键的断裂处标示不正确的是（　　）

练方法技巧

多官能团化合物的性质推断

6．核黄素又称维生素B2，可促进发育和细胞再生，有利于增进视力，减轻眼睛疲劳。

核黄素分子的结构为：

已知：

有关核黄素的下列说法中，不正确的是（　　）

A．该化合物的分子式为C17H22N4O6

B．酸性条件下加热水解，有CO2生成

C．酸性条件下加热水解，所得溶液加碱后有NH3生成

D．能发生酯化反应

确定多肽中氨基酸分子个数

7．某人工合成的多肽具有如下结构：

试回答下列问题：

（1）若n＝3，则该化合物为________（填汉字）肽。

（2）若n＝200，则该化合物的一个分子水解时所需水

分子的数目为________。

（3）该化合物水解可以得到的单体有________、__________、__________（写结构简式）。

练综合拓展

8．药物多巴是仅含有C、H、O、N4种元素的有机化合物，其相对分子质量195

经测定，药物多巴具有如下性质和结构特征：

Ⅰ.遇FeCl3溶液显紫色；

Ⅱ.1mol多巴和含1molHCl的盐酸溶液或者和含3molNaOH的NaOH溶液均能恰好完全反应；

Ⅲ.多巴分子中含有1个苯环，苯环上有2个处于邻位的相同取代基A和另1个不与A处于邻位的取代基；

Ⅳ.2分子多巴缩去2分子水，能形成含有3个6元环的有机物。

回答下列问题：

（1）多巴的摩尔质量为________。

（2）多巴的结构简式为

________________________________________________________________________。

（3）2分子多巴缩去2分子水后能形成的含有3个6元环的有机物的结构简式为

________________________________________________________________________。

第2课时　蛋白质的结构和性质

知识清单

一、1.C、H、O、N、S　天然高分子　胶体

2．

（1）不同的排列顺序　肽键　理化性质　生理活性　10000　一定空间结构

（2）具有独特而稳定的结构　功能　活性

3．

（1）羧基和氨基　

（2）多肽　氨基酸　（3）①溶解度降低　②溶解度　性质　可逆　（4）①理化性质　生理功能　②加热　紫外线　超声波　强酸　强碱　重金属盐　③不可逆　（5）苯环　黄

二

、1.生理活性　催化　有机物　蛋白质

2．

（1）条件温和、不需加热　

（2）专一性　（3）高效催化

三、1.磷　2.脱氧核糖核酸　核糖核酸

对点训练

1．

A

2．B　[蛋白质的盐析是一个可逆过程，蛋白质发生盐析，析出沉淀，加水后沉淀重新溶解。

]

3．

（1）产生白色沉淀　盐析　

（2）产生白色沉淀　变性（3）蛋白质变为黄色　颜色　（4）产生白色沉淀　变性

4．D　[酶在室温下对某些有机反应发挥催化作用，在30～50℃之间活性最强，而在稍高温度下会变性而失去催化作用。

]

课后作业

1．D　[RNA主要存在于细胞质中，根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成；DNA主要存在于细胞核中，它是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板；盐析不改变蛋白质的生理活性，只是使蛋白质溶解度降低，利用多次盐析和溶解可分离和提纯蛋白质。

]

2．D

3．D　[重金属盐可使蛋白质变性，服用蛋白质可解人体重金属盐中毒。

]

4．A　[逐一分析各选项所列过程的实质，以有无新物质生成来区别是否为化学变化。

A项在蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，是盐析过程，析出的蛋白质性质并无变化，即没有新物质生成，析出的蛋白质加水，仍能溶解，A项不是化学变化；B项皮肤不慎沾上浓硝酸显黄色属于蛋白质的颜色反应，是化学变化过程；C项在蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液，析出沉淀是因为

蛋白质变性，属化学变化；D项用稀释的福尔马林溶液杀灭种子上的细菌和微生物，即：

使这些生物体的蛋白质发生变性反应，是化学变化。

]

5．D　[取代反应过程中一般遵循“何处成键，何处断键”的原则，成肽反应中是羧基提供羟基，氨基提供氢

，从而形成

，故断键时应从虚线处断裂。

]

6．A　[由核黄素的分子结构可知其分子式为C17H20N4O6；分子结构中含有

，据信息可知，它在酸性条件下可水解生成

故有CO2生成；分子结构中含醇羟基，能发生酯化反应。

]

解析　假设多巴分子结构中含有1个N原子，可计算出其摩尔质量为

≈197g/mol，则O原子数为4。

可知C、H的相对原子质量总和为197－64－14＝119,119÷12＝9…11，由Ⅲ可知，分子中含有苯环，得分子式为C9H11O4N。

由Ⅰ可知，结构中含有酚羟基，由Ⅱ、Ⅳ可知，分子结构中含有1个—NH2和1个—COOH。

能与3molNaOH恰好完全反应，说明其结构中含有2个酚羟基（由氧原子数判断），由此判断分子结构中含有2个酚羟基、1个—NH2、1个—COOH。

由Ⅲ可知2个酚羟基处于邻位，另一个取代基上含有3个碳原子。

由Ⅳ可知是—NH2和—COOH脱水成环，由能形成含有3个6元环的有机物，可判断为α氨基酸。