4 3蛋白質(zhì)和核酸

1、第三節(jié) 蛋白質(zhì)和核酸(共1課時) 1掌握幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)和名稱，掌握氨基酸分子結(jié)構(gòu)中因既含羧基、又含氨基而具有兩性的知識。 2了解蛋白質(zhì)的組成、性質(zhì)和用途。 3通過對蛋白質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習，使學(xué)生了解一些生活常識。 1氨基酸分子中含有_和_，屬于_羧酸，組成蛋白質(zhì)的氨基酸幾乎都是_，寫出常見的幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式：甘氨酸 _，丙氨酸_，苯丙氨酸_。 2天然氨基酸均為 _色_體，能溶于水_或_溶液中，除少數(shù)外一般都_溶于水，_溶于乙醇、乙醚。 3 氨 基 酸 是 _ 化 合 物 ， 能 與 _ 、_作用生成鹽，寫出甘氨酸分別與鹽酸、 NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_，_。 4兩個氨基酸分子，在 _或_

2、的存在下加熱，通過一分子的 _與一分子的 _間脫去一分子水，可形成含有 _的化合物，這種化合物稱為_。 5蛋白質(zhì) 主要 由_、_、_、_、_等元素組成，是一類重要的_化合物，任何一種蛋白質(zhì)分子在天然狀態(tài)下均有_而_的結(jié)構(gòu)。 6蛋白質(zhì)也是_分子，既能與_反應(yīng)，又能與_反應(yīng)。 7蛋白質(zhì)在_、_或_的作用下，水解成相對分子質(zhì)量較小的 _化合物，最終逐步水解得到各種_。 8少量的鹽如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等能_蛋白質(zhì)溶解，但當鹽溶液濃度較大時，則會使蛋白質(zhì)溶解度 _而從溶液中 _，這種作用稱為_，是一個_過程。采用_和_，可分離提純蛋白質(zhì)。 9在某些物理因素(如_、_、_、_、_、

3、_)和化學(xué)因素(如_、_、_、_、_、_等)的影響下，蛋白質(zhì)的 _和_會發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的 _，是一個 _過程，蛋白質(zhì)失去原有的_。 10含有苯基的蛋白質(zhì)溶液中加入濃HNO3會有_沉淀產(chǎn)生，加熱后發(fā)現(xiàn)沉淀變成_。這一性質(zhì)叫蛋白質(zhì)的_反應(yīng)。 11酶是一類由細胞產(chǎn)生的、對生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的_。 12酶的催化作用具有以下特點：(1)_；(2)_；(3)_。 13核酸是一類含 _化合物。根據(jù)其組成，核酸分為_(DNA)和_。 【答案】【答案】 1氨基 羧基 取代 氨基酸 H2NCH2COOH 2無 晶體 強酸 強堿 能 難 4酸 堿 氨基 羧基 肽鍵 二肽 5C H O N

4、S 含氮生物高分子 獨特 穩(wěn)定 6兩性 酸 堿 7酸 堿 酶 肽類 氨基酸 8促進 降低 析出 鹽析 可逆 多次鹽析 溶解 9加熱 加壓 攪拌 振蕩 紫外線照射 超聲波 強酸 強堿 重金屬鹽 三氯乙酸 乙醇 丙酮 物理性質(zhì) 生理功能 變性 不可逆 生理活性 10白色 黃色 顏色 11蛋白質(zhì) 12條件溫和不需加熱 具有高度的專一性 具有高效催化作用 13磷的生物高分子 脫氧核糖核酸 核糖核酸(RNA) 1哪些物質(zhì)是蛋白質(zhì) 提示：動物的肌肉、皮膚、血液、乳汁以及毛、發(fā)、蹄、角等都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的。 許多植物(如大豆、花生、小麥、稻谷)的種子里也含有豐富的蛋白質(zhì)。 2二肽是由幾個氨基酸分子形成的？多

5、肽分子和其所含的肽鍵有什么關(guān)系？ 提示：二肽是由2個氨基酸分子形成。 n個氨基酸分子脫去(n1)個水分子，形成n肽，其中含有(n1)個肽鍵。 3醫(yī)用酒精、84消毒液、過氧乙酸等能殺菌消毒所依據(jù)的蛋白質(zhì)的什么性質(zhì)？ 提示：依據(jù)的是它們使細菌、病毒等生物蛋白質(zhì)變性的原理。 1氨基酸的分子結(jié)構(gòu) 氨基酸是羧酸分子烴基上的氫原子被氨基 (NH2)取代后的生成物。氨基酸的命名是以羧酸為母體，氨基為取代基，碳原子的編號通常把離羧基最近的碳原子稱為 碳原子，離羧基次近的碳原子稱為 碳原子，依此類推。天然氨基酸都是氨基酸。 2重要的氨基酸重要的氨基酸 3氨基酸的化學(xué)性質(zhì) (4)生成肽：氨基酸分子間羧基和氨基可以

6、脫去水分子，經(jīng)縮合而成的產(chǎn)物叫肽。兩分子氨基酸脫水生成二肽；三分子氨基酸脫水生成三肽?多分子氨基酸脫水生成多肽或蛋白質(zhì)。如： 【例1】 由兩個氨基酸分子縮合脫掉 1個水分子可以生成二肽。丙氨酸和苯丙氨酸混合，在一定條件下生成的二肽分子的種類有( ) A2種 B3種 C4種 D5種 【解析】【解析】 氨基酸的縮合實質(zhì)是氨基失氫和羧基失羥氨基酸的縮合實質(zhì)是氨基失氫和羧基失羥基，故兩種氨基酸縮合有以下四種情況： 【答案】【答案】 C 【例【例2】 下列物質(zhì)中屬于氨基酸的是下列物質(zhì)中屬于氨基酸的是( ) ACH3CH2COOH 【解析】【解析】 氨基酸中既有COOH 又有NH2，對照各選項只有D符合。

7、 C的分子中和氨基酸類似之處在于同一個碳原子上連有NH2和 ，但羰基與羧基不同，沒有酸性。所以C項不屬于氨基酸。 【答案】【答案】 D 下列物質(zhì)中與甘氨酸互為同分異構(gòu)體的是( ) AC2H5ONO2 BC2H5NO2 【答案】 B 【解析】【解析】 相同碳原子數(shù)的氨基酸與硝基化合物互為同分異構(gòu)體。甘氨酸的結(jié)構(gòu)簡式為：，與其互為同分異構(gòu)體的是 C2H5NO2。故選 B。 請舉例你學(xué)過的“既能和強酸反應(yīng)又能和強堿反應(yīng)的物質(zhì)” 【答案】 Al、Al2O3、Al(OH3)、氨基酸、蛋白質(zhì)、弱酸的酸式鹽如：NaHCO3、NaHSO3、NaHS 弱 酸 的 銨 鹽 如 ： (NH4)2CO3、 (NH4)

8、2SO3、CH3COONH4等。 某含氮有機物 C4H9NO2有多種同分異構(gòu)體，其中屬于氨基酸的異構(gòu)體數(shù)目有( ) A3種 B4種 C5種 D6種 【解析】 氨基酸分子中一定含有氨基 (NH2)和羧基(COOH)，根據(jù)化學(xué)式C4H9NO2可知，除NH2和COOH外，剩余基團為“C3H6” 。 【答案】【答案】 C 1蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu) (1)蛋白質(zhì)中含有碳、氫、氧、氮、硫等元素。 (2)蛋白質(zhì)是由不同氨基酸按不同順序相互結(jié)合而形成的高分子化合物。 (3)蛋白質(zhì)分子中含有未縮合的羧基(COOH)和氨基(NH2)。 (4)蛋白質(zhì)溶液是一種膠體。 (5)酶是一種蛋白質(zhì)。 2蛋白質(zhì)的性質(zhì) (1)兩性：

9、因為有NH2和COOH。 (2)水解：在酸、堿或酶的作用下天然蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物為多種氨基酸，分子中的 CONH也叫酰胺鍵(肽鍵)。當?shù)鞍踪|(zhì)水解時，多肽鏈的肽鍵中的碳氮單鍵斷裂，這是識別蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的關(guān)鍵。 (3)鹽析：適量的Na2SO4、(NH4)2SO4可促進蛋白質(zhì)的溶解，但濃的無機鹽溶液可降低蛋白質(zhì)的溶解度，鹽析是可逆的過程，可用于提純蛋白質(zhì)。 (4)受熱、酸、堿、重金屬鹽、甲醛、紫外線作用時蛋白質(zhì)可發(fā)生變性，失去生理活性，變性是不可逆的。 (5)顏色反應(yīng)：具有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)遇濃 HNO3變性，產(chǎn)生黃色不溶物。 (6)灼燒分解：灼燒蛋白質(zhì)產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味。 3蛋白質(zhì)的檢驗方法 (1)顏

10、色反應(yīng)。 (2)灼燒分解。 【例【例3】 下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中，不正確的是下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中，不正確的是( ) A蛋白質(zhì)溶液里加入飽和硫酸銨溶液，蛋白質(zhì)析出，蛋白質(zhì)溶液里加入飽和硫酸銨溶液，蛋白質(zhì)析出，再加水，也不溶解 B人工合成的具有生命活力的蛋白質(zhì)人工合成的具有生命活力的蛋白質(zhì) 結(jié)晶牛胰島結(jié)晶牛胰島素是我國科學(xué)家于1965年首次合成的年首次合成的 C重金屬鹽能使蛋白質(zhì)凝結(jié)，所以誤食重金屬鹽會中毒毒 D濃硝酸濺在皮膚上，使皮膚呈黃色是由于濃硝酸和濃硝酸濺在皮膚上，使皮膚呈黃色是由于濃硝酸和蛋白質(zhì)發(fā)生了顏色反應(yīng) E蛋白質(zhì)溶液里的蛋白質(zhì)能透過半透膜 【解析】【解析】 蛋白質(zhì)溶液里加入飽和硫

11、酸銨溶液，蛋白蛋白質(zhì)溶液里加入飽和硫酸銨溶液，蛋白質(zhì)會發(fā)生鹽析，從溶液中析出。鹽析是一個可逆過程，析質(zhì)會發(fā)生鹽析，從溶液中析出。鹽析是一個可逆過程，析出的蛋白質(zhì)加水會溶解。出的蛋白質(zhì)加水會溶解。A項項“再加水，也不溶解再加水，也不溶解”是不正是不正確的。確的。B項是正確的。重金屬鹽等能使蛋白質(zhì)變性，可使蛋項是正確的。重金屬鹽等能使蛋白質(zhì)變性，可使蛋白質(zhì)失去可溶性和生理活性，誤食重金屬鹽會中毒，白質(zhì)失去可溶性和生理活性，誤食重金屬鹽會中毒， C項是項是正確的。濃硝酸跟某些蛋白質(zhì)作用呈黃色，正確的。濃硝酸跟某些蛋白質(zhì)作用呈黃色， D項是正確的。項是正確的。蛋白質(zhì)分子直徑在膠體粒子大小范圍內(nèi)，具有膠

12、體性質(zhì)，蛋白質(zhì)分子直徑在膠體粒子大小范圍內(nèi)，具有膠體性質(zhì)，不能透過半透膜，不能透過半透膜，E項是錯誤的。項是錯誤的。 【答案】【答案】 AE 【例4】 A、B兩種有機物，分子式都是C9H11NO2。 (1)化合物A是天然蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物，光譜測定顯示，其分子結(jié)構(gòu)中不存在CH3，化合物A的結(jié)構(gòu)簡式為_。 (2)化合B是某種分子式為 C9H12的芳香烴一硝化后的唯一的產(chǎn)物(硝基連在苯環(huán)上)，化合物B的結(jié)構(gòu)簡式為_。 【解析】【解析】 (1)天然蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物是 氨基酸，由分子式 C9H11NO2和 氨基酸的概念， 可知 A 的組成為， C7H7應(yīng) 是或.由 A中不含甲基可知苯環(huán)不直接連在 碳原子

13、。綜上所述，A 的結(jié)構(gòu)簡式為。 (2)化合物化合物B是某種分子式為是某種分子式為 C9H12的芳香烴一硝化后的的芳香烴一硝化后的唯一產(chǎn)物(硝基連在苯環(huán)上)，則原芳香烴只能是，則原芳香烴只能是1,3,5三甲三甲苯。苯。 【答案】【答案】 下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中不正確的是( ) A蠶絲、病毒、酶的主要成分都是蛋白質(zhì) B蛋白質(zhì)溶液中加入飽和硫酸銨溶液，蛋白質(zhì)會析出，再加水也不溶解 C重金屬鹽會使蛋白質(zhì)變性，所以吞服“鋇餐”會使人中毒 D濃硝酸濺在皮膚上能使皮膚呈黃色，這是由于蛋白質(zhì)和濃硝酸發(fā)生了顏色反應(yīng) 【解析】【解析】 蛋白質(zhì)溶液中加入飽和硫酸銨溶液有蛋白質(zhì)析出，這是蛋白質(zhì)的鹽析過程，再加入水時蛋

14、白質(zhì)仍能溶解；可溶性重金屬鹽會使蛋白質(zhì)變性，而“鋇餐”的主要成分BaSO4既不溶于水也不溶于酸，吞服時不會使人中毒。 【答案】【答案】 BC 1酶 (1)概念 酶是一類由細胞產(chǎn)生的、對生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的蛋白質(zhì)。 (2)酶的催化作用的特點 條件溫和、不需加熱。在接近體溫和接近中性的條件下，酶就可以起催化作用。在 3050時酶的活性最強，超過適宜的溫度，酶將失去活性。 具有高度的專一性。例如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)，淀粉酶只對淀粉起催化作用，如同一把鑰匙開一把鎖一樣。 具有高效催化作用。酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率比普通的催化劑高1071013倍。 2核酸 (1)概念 核酸是一類含磷的

15、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(zhì)量可達十幾萬至幾百萬。 (2)分類 根據(jù)其組成，核酸分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。DNA大量存在于細胞核中，是生物體遺傳信息的載體，在DNA分子中四種堿基的排列順序即為生物體的遺傳密碼；生物種類間的差異，也是由于四種堿基的排列順序不同而產(chǎn)生的。 DNA同時指揮著蛋白質(zhì)的合成、細胞的分裂和制造新的細胞。RNA主要存在于細胞質(zhì)中，根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。 【例5】 下列有關(guān)酶的說法中不正確的是( ) A酶是具有催化作用的蛋白質(zhì) B酶具有選擇性和專一性 C高溫或重金屬鹽能降低酶的活性 D酶只有在強酸、強堿性

16、條件下才能發(fā)揮作用 【解析】 此題考查酶的催化作用的特點：條件溫和、不需加熱；具有高度專一性；具有高效催化作用。故選D。 【答案】 D 為保證加酶洗衣粉的效果，應(yīng)注意為保證加酶洗衣粉的效果，應(yīng)注意( ) A用沸水沖泡洗衣粉 B用含氯較高的自來水 C室溫時，用軟水溶解洗衣粉 D和其他洗滌劑混合使用 【解析】【解析】 酶是一種具有催化作用的蛋白質(zhì)，具有蛋白質(zhì)一切性質(zhì)。高溫易使蛋白質(zhì)變性。含氯(Cl2)較高的自來水也會使蛋白質(zhì)變性。不同洗滌劑的酸堿性不同，不能混合使用。 【答案】【答案】 C 下列有關(guān)核酸的說法不正確的是( ) A核酸是一類含磷的生物高分子化合物 B根據(jù)組成，核酸分為DNA和RNA

17、CDNA大量存在于細胞質(zhì)中 D1981年，我國科學(xué)家用人工方法合成了酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸 【答案】 C 多個氨基酸縮合可以形成蛋白質(zhì)，而要計算某個蛋白多個氨基酸縮合可以形成蛋白質(zhì)，而要計算某個蛋白質(zhì)分子水解后的氨基酸質(zhì)分子水解后的氨基酸 個數(shù)，需要有很多條件，在解題過個數(shù)，需要有很多條件，在解題過程中，可以采用守恒的思想來考慮，如：程中，可以采用守恒的思想來考慮，如： (1)最少氨基和羧基的數(shù)目肽鏈數(shù)；最少氨基和羧基的數(shù)目肽鏈數(shù)； (2)肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)； (3)對于一條肽鏈來說：脫去的水分子數(shù)肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)1； (4)蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量氨基酸數(shù)目氨基酸平均相對分子質(zhì)量18水分子數(shù)。

18、這類題錯解的原因往往因難以發(fā)現(xiàn)規(guī)律，而找不到相應(yīng)的方法。 【例【例6】 現(xiàn)有一種十二肽，分子式為現(xiàn)有一種十二肽，分子式為 CxHyNzOm(z12)，已知將它徹底水解后只得到下列氨基酸：已知將它徹底水解后只得到下列氨基酸： 將一個該十二肽分子徹底水解后，有_個賴氨酸生成，有_個天門冬氨酸生成。 【解析】 由題給十二肽可知，十二肽就是由 12 個氨基酸分子脫去 11 個水分子而形成的，因此在十二肽的分子組成上再加上 11 個水分子的氫、氧原子數(shù)，就與脫水前各氨基酸分子中的各原子總數(shù)相等，從而就可推出十二肽的12 個氨基酸分子的各原子總數(shù)為：CxHyNzOm 11H2OCxHy22NzOm11。

19、設(shè)該十二肽水解后生成丙氨酸分子設(shè)該十二肽水解后生成丙氨酸分子 a 個，賴氨酸分子子 b 個，個，天門冬氨酸分子天門冬氨酸分子 c 個，個，苯丙氨酸分子苯丙氨酸分子 d 個，個，根據(jù)根據(jù)N、O 原子守恒列方程得：原子守恒列方程得： ? abcd12a2bcdz2a2b4c2dm11 由由得：bz12 由由2代入 bz12得：c(m13)/2 【答案】 z12；(m13)/2 通常情況下，分子式為通常情況下，分子式為C63H103O65N17S2的多肽化合物中的多肽化合物中最多含有肽鍵( ) A63個 B62個 C17個 D16個 【解析】 要求肽鍵數(shù)最多為多少個，我們可以用極值法假設(shè)只有一條肽鏈

20、且形成這條肽鏈的氨基酸都只有一值法假設(shè)只有一條肽鏈且形成這條肽鏈的氨基酸都只有一個氨基，根據(jù)N原子守恒，所以最多有17個氨基酸，結(jié)合肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)1，所以最多有16個肽鍵。故選D。 【答案】 D A78.2% B46.6% C85.7% D無法確定 【解析】 將題給結(jié)構(gòu)式寫成分子式：C2H5NO2、C3H7NO2、C4H9NO2，由以上化學(xué)式發(fā)現(xiàn)碳原子 2,3,4?為等差數(shù)列，公差為 1；氫原子5,7,9?也為等差數(shù)列，公差為2.由等差數(shù)列的通項公式： ana1(n1)d可得： an(C)2(n1)1n1 an(H)5(n1)22n3 由此可得該系列 氨基酸的通式為： Cn1H2n3NO2。

21、分子中所含碳元素的質(zhì)量分數(shù)為： C% 12?n1?12?n1?2n3?46100% 12n1214n61100% 1212n1461n100% 該系列化合物中所含碳元素的質(zhì)量分數(shù)的最大值可用極限求得： limn 1212n1461n100% 1214100% 85.7%. 故選 C。 【答案】 C 水解反應(yīng)的實質(zhì)是化合物中的正電基團和負電基團分水解反應(yīng)的實質(zhì)是化合物中的正電基團和負電基團分別與水電離產(chǎn)生的別與水電離產(chǎn)生的OH、H結(jié)合，形成兩類不同的物質(zhì)，結(jié)合，形成兩類不同的物質(zhì)，常見能發(fā)生水解反應(yīng)的物質(zhì)主要有： 1鹽類水解 (1)強酸弱堿鹽水解呈酸性。如：強酸弱堿鹽水解呈酸性。如：CuSO4、

22、NH4NO3、FeCl3、Al2(SO4)3等。等。 (2)強堿弱酸鹽水解呈堿性。如：KF 、Na2CO3、K2SiO3、NaClO等。 2鹵化物水解生成酸 PCl33H2O=H3PO33HCl IClH2O=HIOHCl 3金屬氮化物水解生成金屬氫氧化物和氨 Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3 4金屬碳化物水解生成金屬氫氧化物和烴 CaC22H2OHCCH Ca(OH)2 Al4C312H2O3CH44Al(OH)3 5鹵代烴的水解(堿性環(huán)境中) CH3CH2BrH2O NaOHCH3CH2OHHBr 6酯類水解 (1)在酸性介質(zhì)中生成酸和醇： RCOOCH2RH2OHRCOOHHOCH2R (2)在堿性介質(zhì)中生成鹽和醇： RCOOCH2RNaOH OHRCOONa HOCH2R 7糖類的水解 (C6H10O5?n淀粉nH2O 催化劑nC6H12O6葡萄糖 C12H22O 11麥牙糖H2O 催化劑2C6H12O6葡萄糖 8蛋白質(zhì)的水解 蛋白質(zhì)水酶氨基酸 【例7】 與淀粉相關(guān)的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖