全国卷高考化学总复习蛋白质和核酸专题突破

全国卷高考化学总复习蛋白质和核酸专题突破

‎2019年全国卷高考化学总复习《蛋白质和核酸》专题突破 ‎【考纲要求】‎ ‎　1．了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质，氨基酸与人体健康的关系。‎ ‎　2．了解蛋白质的组成、结构和性质。‎ ‎【考点梳理】‎ 考点一、氨基酸的结构和性质 ‎1．氨基酸的结构 　　羧酸中烃基上的氢原子被氨基（－NH2）取代后的产物叫氨基酸。有机化学中常用α、β、γ来确定H原子的位置，在羧酸中，离羧基最近的碳原子称为α－碳原子，这个碳原子上的氢原子被氨基取代后的产物叫α－氨基酸。 　　自然界中的氨基酸多为α－氨基酸，通常表示为：‎ 以下是几种常见的-氨基酸：‎ ‎ 2．氨基酸的性质 　（１）物理性质：常温下氨基酸为晶体，一般溶于水 　（２）化学性质： ‎ ‎①氨基酸的两性 在氨基酸的分子结构中，既有－COOH（属于酸性基因），又有－NH2（属于碱性基因），所以它与碱与酸均可反应生成盐。如： 　　a.酸性：‎ ‎ 　　b.碱性：‎ ‎ 　②成肽反应 氨基酸分子中的－COOH上的－OH与－NH2上的H原子可结合成水脱去，形成肽键，此反应为缩合反应。 　　a．单个氨基酸缩合形成内酰胺。如： 　　‎ ‎ 　　b．两分子氨基酸缩合成环，如： 　　 　　c．两分子氨基酸缩合生成二肽，如： 　　 　　d．三分子氨基酸缩合成三肽，多个氨基酸分子可形成多肽，n个氨基酸分子则可缩聚生成高分子化合物。如：‎ ‎ 考点二、蛋白质 ‎1、蛋白质的存在 主要的存在于生物体内，肌肉、毛发、皮肤、角蹄、酶、激素、抗体、病毒；在植物中也很丰富，比如大豆，花生，谷物。蛋白质是生命的基础，几乎一切生命活动过程都与蛋白质有关，没有蛋白质就没有生命。‎ ‎2、蛋白质的组成和结构 蛋白质是由不同氨基酸相互缩合而形成的含氮生物高分子化合物，分子量超过一万，有的甚至上千万。天然蛋白质水解的最终产物都是a-氨基酸。蛋白质是由Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ等元素组成。有些蛋白质含有P，少量蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等。 　　蛋白质的四级结构：一级结构是多肽链；二级结构是多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构，有氢键；在二级结构上进一步盘曲折叠形成三级结构，每一个具有三级结构的多肽链成为亚基。而亚基的立体排布、亚基间相互作用与布局为蛋白质的四级结构。 3、蛋白质的性质 ‎（1）两性：蛋白质是由多肽链按一定方式构成，形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸脱水形成的，在多肽链的链端和侧链上还存在着自由的一NH2和－COOH，所以具有两性（酸、碱性）。‎ ‎（2）水解：蛋白质在酶的催化下可与水作用生成多种a－氨基酸。‎ ‎（3）盐析：少量盐（如Na2SO4，(NH4)2SO4等）能促进蛋白质的溶解，但加入这些盐的浓溶液时，又可使蛋白质的溶解度降低而析出，这叫做盐析。 　　盐析属于物理变化，是个可逆过程。利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。‎ ‎（4）变性：蛋白质在某些条件下发生结构和性质上的改变而凝结出来，这种变化是化学变化，是不可逆的，这种变化叫变性。 　　蛋白质变性的条件有：物理因素：加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等；化学因素包括：强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。 　　在这些条件下，蛋白质失去生理上的作用，利用此性质可进行某些物品的消毒，也可引起生物的中毒。 （5）颜色反应：分子中含有苯环的蛋白质跟浓硝酸作用呈现黄色。可用此法检验蛋白质。 （6）蛋白质灼烧时产生烧焦羽毛的气味，可用于区别合成纤维和纯毛线。‎ ‎（7）蛋白质分子直径很大，溶解在水中形成胶体溶液，具有胶体的某些性质，如能发生丁达尔现象。 4、酶 　　酶绝大多数是蛋白质，酶可以用作生物催化剂。酶的催化特点： 　　（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。 考点三、核酸 　　核酸是一类含磷的生物高分子化合物。因最早由细胞核中分离得到，而且具有酸性而得名。 　　核酸的分类及功能为： 　　　　核酸的水解产物请详细阅读人教版新课标教材93页图4-14。 【典型例题】‎ 类型一、氨基酸的结构和性质 例1．将甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下使其发生两分子间脱去一分子水生成“二肽”的反应，则生成的二肽最多有（ ）‎ A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 ‎【思路点拨】甘氨酸为H2N—CH2—COOH，丙氨酸为CH3—CH（N H2）—COOH ‎【答案】D ‎【解析】两分子甘氨酸缩合可以得到一种二肽：H2N—CH2—CONH—CH2—COOH；两分子丙氨酸缩合也可以得到一种二肽：‎ ‎1分子甘氨酸和1分子丙氨酸缩合可以得到两种二肽：‎ ‎ 【总结升华】羧基提供羟基、氨基提供氢原子生成肽键。‎ 举一反三 ‎【变式1】下列物质中，既能跟盐酸反应，又能跟NaOH溶液反应的是（ ） 　　A．　　　　　　　　　　　　　　　　　　B． 　　C．　　　　　　　　　　　　　　　　　D． 　　【答案】BD　‎ ‎【变式2】有一种二肽，分子式为C8H14N2O5，发生水解后得到丙氨酸和另一种氨基酸，则此氨基酸的化学式为（ ）‎ A．C4H7NO4 B．C5H7NO3 C．C5H9NO4 D．C5H11NO5‎ ‎【答案】C ‎【变式3】分子式为C7H7NO2的有机物A、B、C、D、E、F分子中均含有苯环。‎ ‎(1)A、B、C三种有机物既能溶于强酸又能溶于强碱，则A、B、C的结构简式：‎ A为________；B为________；C为________。‎ ‎(2)D、E、F既不溶于强酸又不溶于强碱，则D、E、F的结构简式：‎ D为________；E为________；F为________。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】符合C7H7NO2的有机物分子中可以含有—COOH和—NH2；也可以是含有—NO2的硝基化合物，即氨基酸和硝基化合物互为同分异构体。‎ ‎【变式4】已知某蛋白质是由两种氨基酸分子间相互结合而成的，结构简式如下。试写出其水解后两种产物的结构简式和名称。‎ ‎ 　 【答案】水解后的产物为 ‎【解析】由于氨基和羧基缩聚生成肽键： ，因此蛋白质水解时是肽键中 C－N键断裂，缩聚时脱下的原子或原子团分别回到C、N原子上。‎ ‎【变式5】下列物质中既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是（ ）‎ ‎①NaHCO3；②(NH4)2S ； ③Al(OH)3；④NH4Cl；⑤H2N-CH2-COOH ； ⑥CH3-COOH A．①②③ B．①②④⑤ C．⑤⑥ D．①②③⑤‎ ‎【答案】D ‎【解析】既能与酸反应又能与碱反应的物质 ‎(1)多元弱酸的酸式盐； (2)弱酸的铵盐；(3)具两性的物质； (4)氨基酸和蛋白质；‎ 例2．如图所示是某有机物分子的简易球棍模型，该有机物中含C、H、O、N四种元素。下列关于该有机物的说法中错误的是（ ）‎ A．分子式为C3H7O2N B．能发生取代反应 C．能通过聚合反应生成高分子化合物 D．不能跟NaOH溶液反应 ‎【思路点拨】根据化合价来分析有机物的结构式：C四价，O二价，H一价，N三价。‎ ‎【答案】D ‎【解析】根据“碳四价、氮三价、氧二价和氢一价”原则和球棍模型，可以确定该有机物为α氨基丙酸，其结构简式为 ：‎ ‎ 【总结升华】氨基酸的性质：①氨基酸的两性；②成肽反应可视为取代反应；③缩聚反应。‎ ‎【变式1】某物质的球棍模型如右图所示，关于该物质的说法不正确的是（ ）‎ A．该物质的结构简式为 B．该物质可以发生加成反应 C．该物质既可以与强酸反应也可以与强碱反应 D．该物质可以聚合成高分子物质 ‎ 【答案】A 类型二、蛋白质和核酸 例3．下列说法正确的是（ ）‎ A．天然植物油常温下一般呈液态，难溶于水，有恒定的熔点、沸点 B．麦芽糖与蔗糖的水解产物均含葡萄糖，故二者均为还原型二糖 C．若两种二肽互为同分异构体，则二者的水解产物不一致 D．乙醛、氯乙烯和乙二醇均可作为合成聚合物的单体 ‎　　【思路点拨】A，天然植物油属于混合物；B，蔗糖本身无醛基；C，甘氨酸和丙氨酸之间缩水可以形成两种二肽互为同分异构体；D，乙醛类似于甲醛。‎ ‎【答案】Ｄ　‎ ‎　　　【解析】植物油是混合物，没有固定的熔沸点，Ａ错误；蔗糖是非还原性糖，Ｂ错误；甘氨酸和丙氨酸之间缩水可以形成两种二肽互为同分异构体，但水解产物相同，Ｃ错误；苯酚与甲醛能发生缩聚反应生成酚醛树脂，乙醛应类似于甲醛。‎ ‎【总结升华】本题经典之处在于D选项，由甲醛到乙醛，考查举一反三的变通能力。‎ 举一反三 ‎【变式1】下列有关蛋白质的说法中，正确的是（ ）‎ A．变性后的蛋白质不能发生水解反应 B．向蛋白质溶液中加入饱和硫酸钠溶液可产生沉淀 C．蛋白质是仅由C、H、O、N 四种元素组成的高分子化合物 D．蛋白质在酸、碱或酶的作用下，最终水解成较小的肽类化合物 ‎ 【答案】B ‎【变式2】下列有关蛋白质的叙述中正确的是________。‎ ‎①蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出，再加入水，也不溶解 ‎②温度越高，酶催化的化学反应越快 ‎③天然蛋白质的水解最终产物几乎均为α氨基酸 ‎④重金属盐能使蛋白质变性，所以误食重金属盐会中毒 ‎⑤氨基酸和蛋白质均是既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质 ‎⑥通常用酒精消毒是因为酒精能使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性 ‎⑦鉴别织物是蚕丝还是人造丝，可用灼烧闻气味的方法 ‎ 【答案】③④⑤⑥⑦‎ ‎【变式3】(1)从鸡蛋白的溶液中提取蛋白质的方法有________和________。‎ ‎(2)鉴定一种物质的成分是真丝还是人造丝，可取一小块进行________，这是因为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)蛋白质溶液中含杂质Cl－，有人用滴加AgNO3溶液的方法除Cl－，他这样做的错误是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)现有淀粉和蛋白质胶体的混合液，要检验其中蛋白质的存在，可取混合液少许，向其中加入1 mL________，加热至沸，溶液中生成________，说明蛋白质存在。要把蛋白质和淀粉分离开，可进行的操作是_______________________________________________。‎ ‎【答案】(1)盐析　渗析 ‎(2)灼烧　真丝是蛋白质，灼烧时产生烧焦羽毛的气味 ‎(3)AgNO3是重金属盐，能使蛋白质变性，达不到除去Cl－的目的 ‎(4)浓硝酸　黄色沉淀　向溶液中加入适量(NH4)2SO4或Na2SO4，使蛋白质盐析变成沉淀，随后过滤，从而使蛋白质从混合液中分离出来 ‎【解析】蛋白质提纯或提取的方法有两种：渗析、盐析；蛋白质鉴定的常用方法：颜色反应、灼烧法。‎ 例4．下列有关核酸的叙述中，正确的是（ ）‎ ‎ A．根据核酸的组成，核酸可分为脱氧核糖核酸和核糖核酸 ‎ B．核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物 C．核糖核酸大量存在于细胞核中，是生物体遗传信息的载体 ‎ D．核酸属于蛋白质 ‎【思路点拨】核酸属于高分子化合物，但不属于蛋白质。‎ ‎【答案】A ‎ ‎【解析】A项，根据核酸的组成，核酸可分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。B项，核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的有机高分子化合物。脱氧核糖核酸大量存在于细胞核中，是生物体遗传信息的载体。‎ ‎ 【总结升华】核酸是一类含磷的生物高分子化合物。因最早由细胞核中分离得到，而且具有酸性而得名。 ‎