人教課標(biāo)實(shí)驗(yàn)版-有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)-生命中的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)物質(zhì)-蛋白質(zhì)和核酸“黃岡賽”一等獎(jiǎng)

第三節(jié)蛋白質(zhì)和核酸疑難剖析一、常見氨基酸俗名甘氨酸丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸學(xué)名α-氨基乙酸α-氨基丙酸α-氨基苯丙酸α-氨基戊二酸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分子式C2H5NO2C3H7NO2C9H11NO2C5H9NO4注：有機(jī)分子中，與官能團(tuán)直接相連的C原子叫做α—C原子，依次類推，還有β—C原子和γ—C原子。如：【例1】含有氨基（—NH2）的化合物通常能夠與鹽酸反應(yīng)，生成鹽酸鹽。如：R—NH2＋HClR—NH2·HCl（R—代表烷基、苯基等）現(xiàn)有2種化合物A和B，它們互為同分異構(gòu)體。已知：①它們都是對(duì)位二取代苯；②它們的相對(duì)分子質(zhì)量都是137；③A既能被NaOH溶液中和，又可以跟鹽酸成鹽，但不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；B既不能被NaOH溶液中和，也不能跟鹽酸成鹽；④它們的組成元素只可能是C、H、O、N、Cl中的幾種。請(qǐng)按要求填空：（1）A和B的分子式是___________。（2）A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___________；B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___________。思路分析：由題意：137-Mr（C6H4）=137-76=61。由于A能被NaOH中和，但不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，所以A分子中含有—COOH；又由于A可以跟鹽酸成鹽，所以A分子中含有—NH2；因?yàn)镸r（—COOH）+Mr（—NH2）=45+16=61；所以A分子的對(duì)位上分別有1個(gè)—COOH和1個(gè)—NH2；A為：，分子式為C7H7O2N。由于A、B同分異構(gòu)，所以B分子式也為C7H7O2N。由于B不能被NaOH溶液中和，也不能跟鹽酸成鹽，所以B分子中無—COOH，也無—NH2；將—COOH中的2個(gè)O原子與—NH2中的2個(gè)H原子互換可得：—CH3和—NO2，則B為答案：（1）C7H7NO2（或C7H7O2N）（2）二、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1.氨基酸的兩性氨基酸分子中含有堿性基（—NH2）和酸性基（—COOH），氨基能與酸反應(yīng)，羧基能與堿反應(yīng)，故氨基酸具有兩性。2.氨基酸的縮聚反應(yīng)——成肽反應(yīng)由于天然蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物都是α-氨基酸，所以多氨基（或多羧基）氨基酸的縮合反應(yīng)較易在α-氨基和羧基間進(jìn)行，處在遠(yuǎn)端的氨基（或羧基）一般不參加縮合反應(yīng)?！纠?】某人工合成多肽具有下列結(jié)構(gòu)：試回答下列問題。（1）若n=3，該化合物為________肽（填漢字）。（2）若n=200，該化合物的一個(gè)分子水解需水分子數(shù)目為________。（3）該化合物水解可以得到的單體有________、________、________（寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）。思路分析：（1）若n=3，則該化合物為九肽，即9個(gè)氨基酸分子縮合而成的多肽。（2）該有機(jī)物的一個(gè)最小重復(fù)片斷——結(jié)構(gòu)單元中含有3個(gè)，因此，每個(gè)最小重復(fù)片斷——結(jié)構(gòu)單元水解需要有3個(gè)H2O分子的支持；200個(gè)最小重復(fù)片斷——結(jié)構(gòu)單元水解，共需要有（600-1）個(gè)H2O分子的支持。（3）由高聚物求單體，首先要分清高聚物是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。加聚產(chǎn)物可用彎箭頭法求單體，縮聚產(chǎn)物求單體關(guān)鍵是找到它縮合時(shí)的成鍵部位和縮掉的小分子物質(zhì)。氨基酸縮合時(shí)縮掉的是H2O分子（酸脫羥基氨脫氫），成鍵為肽鍵中的N—C鍵。因?yàn)槎嚯乃庖獙㈦逆I斷開，并將—H還給氨殘基，將—OH還給羧殘基。答案：（1）九（2）599（3）H2N—CH2—COOH三、蛋白質(zhì)的性質(zhì)1.蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)的水解最終產(chǎn)物是α-氨基酸，肽鍵的斷裂如下圖所示：2.蛋白質(zhì)的兩性蛋白質(zhì)是鏈狀高分子化合物，其一端連有氨基，另一端連有羧基，如：分子中間有無數(shù)肽鍵（），因而蛋白質(zhì)也具有兩性，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)。3.蛋白質(zhì)的鹽析（及鹽溶）向蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的無機(jī)鹽溶液，使蛋白質(zhì)從溶液中凝聚析出的過程，叫做蛋白質(zhì)的鹽析。（1）鹽析是一個(gè)可逆過程，析出的蛋白質(zhì)仍舊可以溶解在水中。（2）采用多次鹽析的方法，可以分離、提純蛋白質(zhì)。（3）蛋白質(zhì)的鹽析是物理變化，常見鹽析有：①乙酸乙酯（含乙醇和乙酸）通到飽和Na2CO3（aq）中，乙酸乙酯的析出。②分離高級(jí)脂肪酸鈉、甘油和水的混合物時(shí)，加入食鹽細(xì)粒，高級(jí)脂肪酸鈉析出。③蛋白質(zhì)的鹽析。4.蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)在受熱、紫外線、X射線、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、甲醛、酒精、苯甲酸等有機(jī)物的作用下凝結(jié)的過程，叫做蛋白質(zhì)的變性。（1）蛋白質(zhì)的變性是一個(gè)不可逆過程。（2）重金屬鹽，必須是可溶性的重金屬鹽。重金屬離子可以是金屬陽離子（如Ba2+），也可以是含金屬的陰離子（如）。（3）用酒精或紫藥水（含KMnO4）消毒，就是利用了它們使細(xì)菌蛋白質(zhì)變性的性質(zhì)。體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精溶液消毒效果最好，紫藥水已限用。5.蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)含苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃HNO3變性呈黃色，稱作顏色反應(yīng)。6.蛋白質(zhì)的灼燒蛋白質(zhì)灼燒時(shí)，產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味?！纠?】天然蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物中含物質(zhì)A。A由C、H、O、N元素組成。能與NaOH反應(yīng)，也能與鹽酸反應(yīng)。在一定條件下，2分子的A發(fā)生縮合反應(yīng)生成B和1個(gè)水分子。B的相對(duì)分子質(zhì)量為312。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)與濃硝酸反應(yīng)時(shí)顯黃色。據(jù)此推斷：A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________；B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________。思路分析：（殘基法）由題意：2AB+H2O根據(jù)質(zhì)量守恒得：Mr（A）==165由于蛋白質(zhì)的水解最終產(chǎn)物為α-氨基酸，所以有：165-Mr（—NH2）－Mr（—COOH）＝165－16－45＝104104為一個(gè)二價(jià)烴基的相對(duì)分子質(zhì)量104÷14=7……6〔M