第四章 第三节 第2课时糖类.docx

第四章 第三节 第2课时糖类.docx

《第四章 第三节 第2课时糖类.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章 第三节 第2课时糖类.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第四章第三节第2课时糖类

第2课时　蛋白质　酶　核酸

[学习目标定位]　1.知道蛋白质的组成和结构及其有关性质。

2.知道酶催化的特点。

3.认识蛋白质、核酸等的意义。

一　蛋白质的结构和性质

1．蛋白质的组成

蛋白质是一类非常重要的含氮生物高分子化合物，其相对分子质量从几万到几千万。

它是由C、H、O、N、S等元素组成，有些蛋白质中含有P，少量蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等。

2．蛋白质的结构

（1）任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有独特而稳定的结构。

（2）蛋白质分子特定的空间结构：

蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序，称为蛋白质的一级结构。

多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构，称为蛋白质的二级结构。

蛋白质分子在二级结构基础上进一步盘曲折叠形成的三维结构，称为蛋白质的三级结构，进一步形成蛋白质的四级结构。

（3）蛋白质的性质不仅取决于多肽链氨基酸的种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。

3．蛋白质的化学性质

（1）蛋白质的特征反应

①颜色反应：

取一小块鸡皮，置于蒸发皿中，滴加3～5滴浓硝酸，在酒精灯上微热，观察到的现象是鸡皮遇浓硝酸变黄色。

实验结论：

浓硝酸可使某些蛋白质显黄色，常用此反应来鉴别蛋白质。

②蘸取少量鸡蛋清或取一根头发，放在酒精灯火焰上灼烧，可闻到烧焦羽毛的特殊气味。

常用此反应区分毛料纤维与合成纤维。

（2）蛋白质的两性

形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸发生成肽反应形成的，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，所以蛋白质与氨基酸一样具有两性，能与酸或碱反应。

（3）蛋白质的水解

蛋白质

多肽

氨基酸

天然蛋白质水解的产物为α氨基酸，蛋白质水解时，多肽链中的C—N键断裂，碳原子上连接羟基，形成—COOH，氮原子上连接氢原子，形成—NH2。

（4）蛋白质的盐析

①按下列实验操作完成实验：

②实验现象：

加入饱和（NH4）2SO4或Na2SO4溶液，试管内蛋白质产生沉淀，加蒸馏水后沉淀溶解。

③结论：

少量的盐[如（NH4）2SO4、Na2SO4、NaCl等]能促进蛋白质溶解，但当盐溶液浓度较大时，则会使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用称为盐析。

④蛋白质的盐析是一个可逆过程，采用多次盐析和溶解可分离提纯蛋白质。

（5）蛋白质的变性

①按下列实验操作完成实验：

实验操作Ⅰ：

实验操作Ⅱ：

②实验现象：

加热及加入醋酸铅溶液，Ⅰ、Ⅱ两支试管内蛋白质均产生沉淀；加入蒸馏水后沉淀不溶解。

③结论：

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，称为蛋白质的变性。

能使蛋白质变性的因素有：

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、三氯乙酸、乙醇、丙酮等有机物。

④蛋白质的变性是一个不可逆过程，变性后的蛋白质在水中不溶解，同时也会失去原有的生理活性。

利用蛋白质的变性，可用于杀菌消毒，而疫苗等生物制剂的冷冻保存则为了防止变性。

归纳总结

1．蛋白质的性质

2．蛋白质盐析和变性的不同点

盐析

变性

变化条件

浓的轻金属盐

受热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐、某些有机物

变化实质

物理变化（溶解度降低）

化学变化（蛋白质性质改变）

变化过程

可逆

不可逆

用途

分离、提纯蛋白质

杀菌、消毒

1．下列关于蛋白质的叙述中不正确的是（　　）

A．蚕丝、病毒、酶的主要成分都是蛋白质

B．蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质会析出，再加水溶解

C．重金属盐会使蛋白质变性，所以吞服“钡餐”会使人中毒

D．浓硝酸溅在皮肤上能使皮肤呈黄色，这是由于蛋白质和浓硝酸发生了颜色反应

答案　C

解析　蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液有蛋白质析出，这是蛋白质的盐析，再加入水时蛋白质仍能溶解；可溶性重金属盐会使蛋白质变性，而“钡餐”的主要成分BaSO4既不溶于水也不溶于酸，吞服时不会使人中毒。

故选C。

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是（　　）

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数了。

水解时产生的氨基酸为

二　酶和核酸

1．酶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，其中绝大多数是蛋白质。

酶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，酶的催化作用具有以下特点：

（1）条件温和，不需加热。

在接近体温和接近中性的条件下，酶就可以起催化作用。

（2）具有高度的专一性。

例如，蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应，淀粉酶只对淀粉起催化作用。

（3）具有高效催化作用。

酶催化的化学反应速率，比普通的催化剂高107～1013倍。

2．核酸是一类含磷的生物高分子化合物。

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的作用。

其类别如下表所示：

分类

脱氧核糖核酸（DNA）

核糖核酸（RNA）

存在

大量存在于细胞核中

主要存在于细胞质中

生理作用

生物遗传信息的载体；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

归纳总结

酶的性质

（1）酶本身所具有的性质可以结合蛋白质的性质来掌握，高温可使酶变性失去催化活性。

（2）酶的催化作用有不同于工业催化剂的特点。

3．下列有关酶的说法中错误的是（　　）

A．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　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）。

4．下列说法中不正确的是（　　）

A．组成天然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

答案　D

解析　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，蛋白质只是暂时失去溶解性，利用多次盐析和溶解可分离和提纯蛋白质。

1．下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是（　　）

A．蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质析出，再加水，又会溶解

B．蛋白质溶液里的蛋白质能透过半透膜

C．误食硫酸钡不会使人中毒

D．浓硝酸溅在皮肤上，使皮肤呈黄色是由于浓硝酸和蛋白质发生了颜色变化

答案　B

解析　饱和硫酸铵溶液使蛋白质发生盐析，是可逆的，A对；胶体粒子不能透过半透膜，B不对；硫酸钡虽然是重金属盐，但是在人体内不会产生钡离子，所以不会使人中毒，C对。

2．欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的生物活性应加入（　　）

A．甲醛溶液B．饱和Na2SO4溶液

C．CuSO4溶液D．浓硫酸

答案　B

解析　A、C、D选项中的试剂都能使蛋白质发生变性。

3．下列叙述正确的是（　　）

A．变质的油脂有难闻的特殊气味，是由于油脂发生了水解反应

B．高温或日常用的消毒剂可使禽流感病毒蛋白质变性

C．棉花、羊毛、木材和草类的主要成分都是纤维素

D．误食重金属盐引起人体中毒，可喝大量的食盐水解毒

答案　B

解析　油脂因发生氧化反应而变质，生成具有难闻的特殊气味的物质，A项错误；羊毛的主要成分是蛋白质，C项错误；误服重金属盐后，可以喝含大量蛋白质的牛奶解毒，D项错误。

4．下列关于蛋白质的说法正确的是（　　）

A．蛋白质属于天然高分子化合物，组成元素只有C、H、O、N

B．用浓Na2SO4、CuSO4溶液或浓HNO3使蛋清发生盐析，进而分离、提纯蛋白质

C．蛋白酶是蛋白质，它不仅可以催化蛋白质的水解反应，还可以催化淀粉的水解反应

D．蛋白质水解产生的甘氨酸（H2N—CH2—COOH）既显酸性，又显碱性，是最简单的氨基酸

答案　D

解析　蛋白质的组成元素除C、H、O、N外，还有S等元素，A错；浓CuSO4溶液和浓HNO3均会使蛋白质变性，不能用于蛋白质的分离、提纯，B错；酶的催化作用具有高度的专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应，不能催化其他反应，C错。

5．当含下列结构片段的蛋白质在胃液中水解时，不可能产生的氨基酸是（　　）

答案　D

解析　氨基酸水解，断键部分是

，如图所示：

得到四种氨基酸：

①是

；②是

；③是

；④是

。

故选D。

6．在下列物质中：

①K2SO4　②HCHO　③MgSO4

④Hg（NO3）2　⑤NH4Cl　⑥KOH，能使蛋白质变性的是________，能使蛋白质发生盐析的是________。

答案　②④⑥　①③⑤

解析　HCHO属于有机物，Hg（NO3）2是重金属盐，KOH为强碱，②④⑥都会使蛋白质变性；K2SO4、MgSO4是轻金属盐，NH4Cl是铵盐，①③⑤不会使蛋白质变性，但可以降低蛋白质的溶解度，可使蛋白质发生盐析。

[经典基础题]

1．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。

2．下列物质中可以使蛋白质变性的是（　　）

①福尔马林　②酒精　③高锰酸钾溶液　④硫酸铵溶液　⑤硫酸铜　⑥双氧水　⑦硝酸

A．除④、⑦外B．除③、⑥外

C．①②⑤D．除④外

答案　D

3．下列关于酶的叙述中，不正确的是（　　）

A．酶是一种糖类物质

B．酶是一种蛋白质

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　酶是一种蛋白质，而不是糖类物质；酶具有蛋白质的性质，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、不需要加热、高度专一、催化效率高等特点。

4．下列说法正确的是（　　）

A．油脂饱和程度越大，熔点越低

B．氨基酸、二肽、蛋白质均既能跟强酸反应又能跟强碱反应

C．蔗糖、麦芽糖、硬脂酸甘油酯酸性水解都能得到2种物质

D．麻黄碱（

）的催化氧化产物能发生银镜反应

答案　B

解析　A项，油脂的饱和程度越大，熔点越高；C项，麦芽糖水解只能得到葡萄糖；D项，麻黄碱催化氧化的产物中不含醛基，不能发生银镜反应。

5．下列关于蛋白质的叙述中错误的是（　　）

A．蛋白质是两性化合物

B．蛋白质溶液中分别加入浓NaCl溶液、CuSO4溶液，其过程均是不可逆的

C．天然蛋白质水解的最终产物是α氨基酸

D．蛋白质分子中的重要化学键是肽键（

）

答案　B

解析　蛋白质溶液中加入浓NaCl溶液发生的盐析过程是可逆的，加入CuSO4溶液蛋白质发生的变性是不可逆的。

6．酶是蛋白质，因而具有蛋白质的特性，酶又是生物制造出来的催化剂，因而能在许多有机反应中发挥作用。

在下图表示温度t与反应速度v的关系曲线中，有酶参加的是（　　）

答案　D

解析　酶作为生物催化剂，在适宜的温度下其催化性能很高，但如果温度过高就会失去生理活性，其催化性能降低甚至丧失，综合分析只有D曲线符合。

7．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，衣服上的汗渍、血迹及人体排出的蛋白质、油渍遇到它，皆能水解而除去。

下列衣料不能用加酶洗衣粉洗涤的是（　　）

①棉织品　②羊毛织品　③腈纶织品　④蚕丝织品

⑤涤纶织品　⑥锦纶织品

A．①②③B．②④

C．③④⑤D．③⑤⑥

答案　B

解析　碱性蛋白酶能使蛋白质水解，而羊毛织品和蚕丝织品的主要成分均属于蛋白质，因此不能用加酶洗衣粉洗涤。

8．百服宁口服液为解热镇痛药，主要用于治疗头痛、发烧。

其主要化学成分的结构简式为

。

下列有关该有机物叙述正确的是（　　）

A．分子式为C8H10NO2

B．该有机物属于α氨基酸

C．其属于α氨基酸的同分异构体有3种

D．该有机物可与FeCl3溶液发生显色反应

答案　D

解析　由所给结构简式知其分子式为C8H9NO2，A项错；结构中的官能团为羟基和肽键，不含—COOH和—NH2，B项错；属于α氨基酸的同分异构体只有一种，即

，C项错；因结构中含酚羟基，可与FeCl3溶液发生显色反应。

9．若1mol有机物A在稀H2SO4作用下水解生成2molB，符合题意的物质A可能是下列物质中的（　　）

①蔗糖　②麦芽糖　③葡萄糖　④淀粉

A．①②③B．④⑤⑧

C．②⑥⑧D．①⑤⑦

答案　C

解析　1mol物质能水解生成2mol相同物质的有机物有：

麦芽糖、两个相同的羟基羧酸形成的一元酯或二元酯、同种氨基酸形成的二肽。

10．下面是天冬酰苯丙氨酸甲酯的结构简式，关于它的说法不正确的是（　　）

A．是芳香烃化合物

B．分子式中含有氨基、羧基、酯基等官能团

C．既能与NaOH溶液反应，也能与盐酸反应

D．1mol该物质最多能与3molNaOH反应

答案　A

解析　由于该分子中含有N、O元素，所以属于烃的衍生物，A不正确；分子中含有氨基、羧基、酯基和肽键四种官能团，B正确；羧基能与NaOH溶液反应，氨基能与盐酸反应，C正确；羧基、酯基和肽键都能与NaOH反应，D正确。

[能力提升题]

11．下面有6种有机物，用提供的试剂分别鉴别，将所用试剂及产生的现象的序号填在各个横线上（不能重复使用）。

（1）__________；

（2）__________；（3）__________；

（4）__________；（5）__________；（6）__________。

有机物

试剂

现象

（1）甲苯

a.溴水

A.橙色褪去

（2）苯乙烯

b.高锰酸钾酸性溶液

B.紫色褪去

（3）苯酚

c.浓硝酸

C.呈蓝色

（4）葡萄糖

d.碘水

D.出现红色沉淀

（5）淀粉

e.三氯化铁溶液

E.呈黄色

（6）蛋白质

f.新制氢氧化铜悬浊液

F.呈紫色

答案　

（1）b、B　

（2）a、A　（3）e、F　（4）f、D　（5）d、C　（6）c、E

解析　根据物质的性质及常见物质的特性与鉴别方法进行选择。

12．蛋白质和多肽在一定条件下能发生水解反应。

（1）含有下列结构片段的蛋白质在胃液中水解，不可能产生的氨基酸是________（填字母）。

（2）某种甜味剂A的结构简式为

①写出A在无机酸催化下完全水解所得含碳原子数最多的有机物（设为B）分子的名称：

________。

②写出B形成的高分子化合物的结构简式：

________，反应类型为________。

③1molA发生加成反应需要H2的最大用量及与足量NaOH溶液反应消耗NaOH的物质的量分别为______mol和________mol。

答案　

（1）C

（2）①苯丙氨酸

②

　缩聚反应

③4　3

解析　

（1）该结构片段的蛋白质水解时断开

中的C—N键，按

连—OH，—NH—连H得到它水解生成的氨基酸，不可能生成

（2）①和②A中含有

和

结构，水解时从这两种结构虚线处断开得—COOH、—NH2和—OH，得到的单体中B又含碳原子数最多，则B为

；③A中苯环加氢和羰基上加氢共消耗4molH2，又1molA水解产物中有3mol—COOH，消耗3molNaOH，则H2、NaOH的用量的最大值分别是4mol和3mol。

13．下列是某蛋白质的结构片段：

（1）上述蛋白质的结构片段的水解产物中不属于α氨基酸的结构简式是________。

（2）上述蛋白质的结构片段水解后的氨基酸中，某氨基酸中碳、氢原子数比值最大。

①该氨基酸与NaOH反应的化学方程式为____________________________________

________________________________________________________________________。

②该氨基酸二分子缩合形成环状物质的分子式__________________。

③该氨基酸的同分异构体中，属于硝基化合物且苯环上除硝基外只有甲基的同分异构体有________种。

（3）已知上述蛋白质结构片段的式量为364，则水解成的各种氨基酸的式量之和为________。

答案　

（1）

（2）①

②C16H14N2O2　③6

（3）436

解析　根据蛋白质的水解规律，可得该蛋白质的结构片段水解生成的氨基酸如下：

其中

不属于α氨基酸，

分子中碳、氢原子数比值最大，其分子式为C8H9NO2，两分子缩合形成环状物质时应脱去两分子H2O，根据原子守恒可知所得缩合物的分子式为C16H14N2O2；满足题意的同分异构体应为6种，分别是

（六个位置上是硝基）。

水解生成了4种氨基酸，水解过程中共增加了4个H2O分子的式量，即水解生成的各种氨基酸的式量之和为364＋72＝436。

14．

（1）苏云金杆菌是一种对昆虫有致病作用的细菌，其杀虫活性物质主要是一类伴孢晶体蛋白，某伴孢晶体蛋白含两条多肽链，共由126个氨基酸组成，经昆虫肠液消化成毒性肽，该伴孢晶体蛋白中含有的肽键数是______________。

（2）天然蛋白质水解产物中含有某物质A，A由C、H、O、N四种元素组成，A既能与NaOH反应，又能与HCl反应，在一定条件下，两分子A发生缩合反应生成B和一分子水。

B的相对分子质量为312，当与浓HNO3反应时，显黄色。

据此推断A、B的结构简式：

A：

________，B：

________。

答案　

（1）124　

（2）

解析　

（1）n个氨基酸形成一个链时，含有（n－1）个肽键。

现有两条多肽链，所以肽键数为126－2＝124。

（2）蛋白质水解可生成多肽或氨基酸，又因为水解产物可发生两分子缩合，因此A为氨基酸；A＋A―→B＋H2O，则A的相对分子质量为

＝165。

又因为B与浓硝酸可发生颜色反应。

因此B中含有苯环，A中含有苯基、—COOH、—NH2，A分子中余下结构的式量为165－77－45－16＝27，应为C2H3，因此可写出A、B的结构简式。