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文档介绍
2018届高考一轮复习人教版第4节考点3蛋白质和核酸学案
考点3 蛋白质和核酸 氨基酸与蛋白质 (1)氨基酸的结构与性质 ①氨基酸的概念组成与结构 氨基酸是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代后的产物。蛋白质水解后得到的均为α氨基酸,其通式为,官能团为—NH2和—COOH。 ②氨基酸的化学性质 a.两性 氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH,又含有碱性基团—NH2,因此,氨基酸是两性化合物。 甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为 ; 。 b.成肽反应 氨基酸在酸或碱存在的条件下加热,通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水,缩合形成含肽键的化合物叫做成肽反应。 多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合,可形成蛋白质。 (2)蛋白质的结构与性质 ①蛋白质的组成与结构 a.蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。 b.蛋白质是由氨基酸通过缩聚产生,蛋白质属于天然有机高分子化合物。 ②蛋白质的性质 a.水解:在酸、碱或酶的作用下最终水解生成氨基酸。 b.两性:含有—NH2和—COOH具有碱性和酸性。 c.盐析:向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4等]溶液后,可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,此过程为可逆过程,可用于分离和提纯蛋白质。 d.变性:加热、加压、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐、一些有机物(甲醛、酒精、苯甲酸、三氯乙酸、丙酮等)会使蛋白质失去生理活性而变性,属于不可逆 过程——用于杀菌,消毒。 e.颜色反应:含有苯环的蛋白质遇浓HNO3变黄色——蛋白质的检验方法。 f.蛋白质灼烧有烧焦羽毛的特殊气味——检验毛、丝纺织品的方法。 (3)酶 ①酶是一种蛋白质,易变性(与蛋白质相似)。 ②酶是一种生物催化剂,催化作用具有以下特点: a.条件温和,不需加热。 b.具有高度的专一性。 c.具有高效催化作用。 (4)核酸 核酸是一类含磷的生物高分子化合物,根据其组成,核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。 易错警示 (1)在30~50 ℃酶的活性最强,超过适宜的温度时,酶将失去生理活性。 (2)蛋白质的盐析是物理变化,蛋白质的变性是化学变化,两者均是一定条件下,蛋白质凝聚成固体的过程。 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)天然蛋白质水解的最终产物是α氨基酸。(√) (2)核酸、蛋白质都属于高分子化合物。(√) (3)磨豆浆的大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸。(×) (4)将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液,都出现沉淀,表明二者均可使蛋白质变性。(×) (5)通过盐析可提纯蛋白质,并保护其生理活性。(√) (6)蚕丝织物上沾有的血迹可以用加酶洗衣粉洗涤除去。(×) 1.[2016·黄冈模拟]下列说法不正确的是( ) A.毛巾、口罩等个人用品要经常用开水蒸煮,被褥要放在太阳光下直射,其目的都是使病毒蛋白质变性 B.用浓Na2SO4使蛋清液发生盐析,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.甘氨酸(H2N—CH2—COOH)既有酸性,又有碱性,是最简单的氨基酸 答案 C 解析 A项,对公共场所消毒,毛巾、口罩用开水蒸煮,晒被褥等目的是使病毒、细菌在高温下发生蛋白质变性,A正确;B项,浓Na2SO4溶液使蛋清液发生盐析,进而分离、提纯蛋白质,B正确;C项,酶具有专一性,蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应,不能催化淀粉的水解反应,C错误;D项,甘氨酸(H2N—CH2—COOH)中的氨基(H2N—)有碱性、羧基(—COOH)有酸性,是最简单的氨基酸,D正确。 2.[2016·泰安模拟]由下列结构片段组成的蛋白质在胃液中水解,能产生的氨基酸是( ) A. B.H2NCH2CH2CH2COOH C. D. 答案 A 解析 根据蛋白质的分子结构片段可知在胃液中水解可以产生、NH2CH2COOH、 、H2NCH2CH2COOH,A项符合题意。 3.利用蛋白质的变性可以为我们的日常生活,医疗卫生服务。下列实例利用了蛋白质的变性的是( ) ①利用过氧乙酸对环境、物品进行消毒 ②利用高温、紫外线对医疗器械进行消毒 ③蒸煮鸡蛋食用 ④松花蛋的腌制 ⑤用蛋白质灌服重金属中毒的病人 A.全部 B.①②③④ C.①②③ D.①② 答案 A 解析 ①过氧乙酸有强氧化性,能使蛋白质变性,①正确;②高温、紫外线能使蛋白质变性,②正确;③加热能使蛋白质变性,③正确;④能使蛋白质变性,④正确;⑤得重金属中毒的病人灌服蛋白质可防止人体本身的蛋白质被破坏,能用于解毒,⑤正确。 4.下列物质中,既能与NaOH反应,又能与硝酸反应,还能水解的是________。 ①Al2O3 ②Al(OH)3 ③氨基酸 ④二肽 ⑤ ⑥(NH4)2CO3 ⑦NaHCO3 ⑧纤维素 ⑨蛋白质 ⑩NH4I A.①②③④ B.④⑤⑥⑦⑨⑩ C.③④⑤⑥⑧⑨ D.全部 答案 B 解析 Al2O3、Al(OH)3、氨基酸与NaOH、HNO3均能发生反应,但三者均不能发生水解反应;二肽和蛋白质分子结构中均含有—NH2、—COOH及,因此与NaOH、HNO3均能反应,且均能发生水解反应;中含有—OH和—COONa,—OH与NaOH反应,—COONa与HNO3反应,且—COONa能发生水解;纤维素与NaOH不反应;NH4I与NaOH发生反应NH+OH-===NH3·H2O,与HNO3发生氧化还原反应,且NH能发生水解。故选B。 总结提升 1.蛋白质盐析和变性的比较 盐析 变性 内涵 加入无机盐溶液使蛋白质的溶解度降低而析出 一定条件下,使蛋白质失去原有生理活性 条件 较浓的轻金属盐或铵盐溶液,如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等 加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等 特点 可逆,蛋白质仍保持原有活性 不可逆,蛋白质已失去原有活性 应用 分离、提纯蛋白质,如向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液,使蛋白质析出 消毒,灭菌,给果树施用波尔多液,保存动物标本等 2.氨基酸的成肽规律 (1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间,也可以是不同分子之间),如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽: (2)分子间或分子内脱水成环 (3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物 1.[2016·天津高考]下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是( ) A.蛋白质水解的最终产物是氨基酸 B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性 C.α氨基丙酸与α氨基苯丙酸混合物脱水成肽,只生成2种二肽 D.氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子,在电场作用下向负极移动 答案 A 解析 氨基酸遇重金属离子不会变性,B错误;α-氨基丙酸与α-氨基苯丙酸混合物脱水成肽,能生成4种二肽,C错误;氨基酸溶于过量NaOH溶液中生成的离子为阴离子,在电场作用下向正极移动,D错误。 2.[2015·福建高考]下列关于有机化合物的说法正确的是( ) A.聚氯乙烯分子中含碳碳双键 B.以淀粉为原料可制取乙酸乙酯 C.丁烷有3种同分异构体 D.油脂的皂化反应属于加成反应 答案 B 解析 氯乙烯分子中含有碳碳双键,通过加聚反应生成的聚氯乙烯分子中没有碳碳双键,故A项错误;以淀粉为原料可以制备乙醇,乙醇可被氧化生成乙酸,故可以制取乙酸乙酯,所以B正确;丁烷只有正丁烷、异丁烷两种同分异构体,故C错误;油脂的皂化反应属于水解反应(取代反应),故D错误。 3.[2014·海南高考](双选)下列有关物质水解的说法正确的是( ) A.蛋白质水解的最终产物是多肽 B.淀粉水解的最终产物是葡萄糖 C.纤维素不能水解成葡萄糖 D.油脂水解产物之一是甘油 答案 BD 解析 A项,蛋白质水解的最终产物是氨基酸,错误;淀粉和纤维素水解的最终产物都是葡萄糖,B项正确、C项错误;D项,油脂在酸性条件下水解可得到高级脂肪酸和甘油,正确。 时间:45分钟 满分:100分 一、选择题(每题6分,共66分) 1.[2017·唐山模拟]化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是( ) A.福尔马林可浸制标本,利用了其使蛋白质变性的性质 B.歼20飞机上使用的碳纤维是一种新型的有机高分子材料 C.将地沟油制成肥皂,可以提高资源的利用率 D.用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料,实现碳的循环利用 答案 B 解析 福尔马林是甲醛含量为35%~40%的水溶液,能使蛋白质变性,可用于浸制生物标本,A项正确;碳纤维是一种无机高分子材料,B项错误;地沟油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,在碱性条件下水解可制成肥皂,C项正确;利用CO2等原料合成的聚碳酸酯类可降解塑料可以在自然界中自行分解为小分子化合物,实现碳的循环利用,D项正确。 2.以淀粉为基本原料可制备许多物质,如淀粉葡萄糖 , 下列有关说法中正确的是( ) A.淀粉是糖类物质,有甜味,反应①是水解反应 B.反应③是消去反应、反应④是加聚反应、反应⑤是取代反应 C.乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳双键,均可被酸性KMnO4溶液氧化 D.在加热条件下,可用银氨溶液将葡萄糖、乙醇区别开 答案 D 解析 淀粉没有甜味,A错;反应⑤是氧化反应,不是取代反应,B错;聚乙烯分子中没有碳碳双键,C错;葡萄糖可被银氨溶液氧化有银镜生成,乙醇不能,D对。 3.[2017·武汉调研]某有机物在酸性条件下发生水解反应,生成两种不同的物质,且这两种物质的相对分子质量相等。这种有机物是( ) A.甲酸甲酯 B.丙酸乙酯 C.蔗糖 D.麦芽糖 答案 C 解析 甲酸甲酯水解生成HCOOH(Mr=46)和CH3OH(Mr=32),A项不符合题意;丙酸乙酯水解生成CH3CH2COOH(Mr=74)和C2H5OH(Mr=46),B项不符合题意;蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,葡萄糖和果糖的分子式都是C6H12O6,C项符合题意;麦芽糖水解只生成葡萄糖一种物质,D项不符合题意。 4.[2016·福州质检]下列有关基本营养物质的说法中正确的是( ) A.吃馒头时越嚼越甜,是因为淀粉发生了水解反应 B.变质的油脂有难闻的哈喇味,是因为油脂发生了加成反应 C.人体中没有水解纤维素的酶,所以纤维素在人体中没有任何作用 D.牛奶中含有丰富的蛋白质,所以羊毛衫上的奶渍可以用加酶洗衣粉洗涤 答案 A 解析 变质的油脂有哈喇味,是因为油脂发生了氧化反应,B项错误;纤维素在人体中能够加强肠胃蠕动,具有通便功能,C项错误;羊毛的主要成分是蛋白质,不能用加酶洗衣粉洗涤羊毛衫,D项错误。 5.下列关于有机物的说法正确的是( ) ①糖类、油脂、蛋白质都是可水解的高分子化合物 ②棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O ③食用油脂饱和程度越大,熔点越高 ④用足量的NaOH溶液分别与矿物油和地沟油加热,可鉴别出地沟油 ⑤提纯鸡蛋白中的蛋白质时,可向鸡蛋清溶液中加入浓硫酸铵溶液,然后将所得沉淀滤出,经洗涤即得到较纯净的蛋白质 ⑥苯丙氨酸()既可以与HCl、NaOH反应,又可以发生缩聚反应,属于两性化合物。 A.①③④⑤ B.①④⑤⑥ C.②④⑤⑥ D.③④⑤⑥ 答案 D 解析 糖类中的单糖不能水解,单糖、二糖、油脂不属于高分子化合物,①错误;丝、毛的成分是蛋白质,含有N元素,燃烧时会生成含氮元素的物质,②错误。 6.[2017·河北定州中学开学考试]下列有关营养物质的说法正确的是( ) A.在淀粉与稀硫酸共热后的溶液中,滴加银氨溶液,检验水解产物中的葡萄糖 B.纤维素在人体内可水解生成葡萄糖,进而被氧化为二氧化碳和水,释放能量 C.油脂的水解在碱性条件下可生产肥皂,在酸性条件下生成甘油和高级脂肪酸 D.蛋白质水解的最终产物是氨基酸,蛋白质遇重金属盐则发生盐析,稀释后仍能溶解 答案 C 解析 没有加碱中和作催化剂的稀硫酸,无论淀粉是否水解生成葡萄糖,滴加银氨溶液,加热,均不生成银镜,A项错误;纤维素在人体内不能水解,B项错误;油脂的水解在碱性条件下可生产肥皂,在酸性条件下生成甘油和高级脂肪酸,C项正确;蛋白质遇重金属盐发生变性,稀释后不能溶解,D项错误。 7.下列有关基本营养物质的说法正确的是( ) A.葡萄糖与甘油的官能团完全相同 B.油脂与乙酸乙酯互为同系物 C.淀粉和蛋白质都是高分子化合物 D.蔗糖、纤维素的水解产物相同 答案 C 解析 葡萄糖含醛基、羟基,而甘油只含羟基,二者的官能团不相同,A项错误;油脂是高级脂肪酸甘油酯,含有三个酯基,而乙酸乙酯只有一个酯基,不互为同系物,B项错误;淀粉、蛋白质都是高分子化合物,C项正确;蔗糖的水解产物为葡萄糖和果糖,而纤维素的水解产物只有葡萄糖,D项错误。 8.下列各组物质中,在一定条件下能水解且属于天然高分子化合物的是( ) A.乙酸乙酯和蔗糖 B.蛋白质和油脂 C.淀粉和纤维素 D.纤维素和聚乙烯 答案 C 解析 乙酸乙酯和蔗糖均能水解,但它们都不属于高分子化合物,A项错误;油脂不属于高分子化合物,B项错误;淀粉、纤维素都是天然高分子化合物,且都能水解,C项正确;聚乙烯不能水解,D项错误。 9.[2016·北京西城区期末]下列说法中,不正确的是( ) A.麦芽糖水解的产物只有葡萄糖 B.苯酚可用于合成高分子化合物 C.油脂水解可以制取高级脂肪酸 D.鸡蛋清遇醋酸铅后产生的沉淀能重新溶于水 答案 D 解析 麦芽糖水解只生成葡萄糖,A项正确;苯酚与甲醛在酸或碱的催化作用下相互缩合可以形成酚醛树脂,酚醛树脂属于高分子化合物,B项正确;油脂水解得到高级脂肪酸和甘油,C项正确;醋酸铅是重金属盐,能使蛋白质变性生成沉淀,是不可逆过程,加水不溶解,D项错误。 10.[2016·唐山模拟]下列有关蛋白质的说法正确的是( ) ①氨基酸、淀粉均属于高分子化合物 ②蛋白质是结构复杂的高分子化合物,分子中都含有C、H、O、N ③若两种二肽互为同分异构体,则二者的水解产物一定不一致 ④用甘氨酸和丙氨酸 缩合最多可形成四种二肽 A.②④ B.②③ C.①② D.② 答案 A 解析 ①氨基酸是小分子化合物,错误;②蛋白质是结构复杂的高分子化合物,分子中都含有C、H、O、N元素,正确;③两种二肽互为同分异构体,水解产物可能是相同的氨基酸,如:一分子甘氨酸和一分子丙氨酸形成的二肽中有两种构成方式,但二肽水解时的产物相同,错误;④二肽种类为:甘氨酸和甘氨酸有一种、丙氨酸和丙氨酸有一种、甘氨酸和丙氨酸有两种,所以最多可形成四种二肽,正确。 11.[2017·江西九江一中阶段测试]缬氨霉素(valinomycin)是一种脂溶性的抗生素,是由12个分子组成的环状化合物,它的结构简式如图所示,有关说法正确的是( ) A.缬氨霉素是一种蛋白质 B.缬氨霉素完全水解可得到四种氨基酸 C.缬氨霉素完全水解后的产物中有两种产物互为同系物 D.缬氨霉素完全水解,其中一种产物与甘油互为同分异构体 答案 C 解析 蛋白质是高分子化合物,而缬氨霉素属于小分子化合物,A项错误;缬氨霉素水解得到、、种物质,只有 属于氨基酸,B项错误;水解产物、互为同系物,C项正确;甘油是HOCH2CH(OH)CH2OH,不含有不饱和键,而缬氨霉素的水解产物中都含有不饱和键,D项错误。 二、非选择题(共34分) 12.(10分)葡萄糖在不同条件下可以被氧化成不同物质。请结合题意回答问题:已知:RCOOH+CH2CH2+O2RCOOCHCH2+H2O (1)葡萄糖在酒化酶作用下生成有机物A,A、B、C、D、E间的转化关系如下图所示: ①B是石油化学工业最重要的基础原料,写出A→B的化学方程式:_______________________________________________。 ②D的结构简式为________________。 (2)葡萄糖在一定条件下还可以氧化为X和Y(Y和A的相对分子质量相同)。X可催化氧化成Y,也可与H2反应生成Z。X和Y的结构中有一种相同的官能团是________,检验此官能团需用的试剂是________。 (3)F是人体肌肉细胞中的葡萄糖在缺氧的条件下进行无氧呼吸的产物。F、G、H间的转化关系是:FGH,H与(1)中的D互为同分异构体。 ①G还可以发生的反应有________(填字母)。 a.加成反应 b.水解反应 c.氧化反应 d.消去反应 e.还原反应 ②本题涉及的所有有机物中,与F不论以何种质量比混合(总质量一定),完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量不变的有(写结构简式)____________________。 答案 (1)①C2H5OHCH2CH2↑+H2O ②CH3COOCHCH2 (2)—CHO 银氨溶液(或新制氢氧化铜) (3)①ace ②HOCH2(CHOH)4CHO、HCHO、CH3COOH 解析 (1)葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇和CO2,所以A是乙醇,由物质的转化关系可知B为CH2CH2,C为CH3COOH,由题干信息可知B与C反应生成的D为CH3COOCHCH2。 (2)由X氧化成Y,与H2反应生成Z,可推知X为醛,Y为酸,Z为醇,又由于Y与CH3CH2OH的相对分子质量相同,可知Y为甲酸,X为甲醛,Z为甲醇;在甲酸中存在—CHO。 (3)①Z为甲醇,由G+Z―→H且H与CH3COOCHCH2互为同分异构体可推知G为CH2CHCOOH,H为CH2CHCOOCH3,由转化关系可知F为 ,分子式为C3H6O3。②符合要求的有机物必须满足最简式为CH2O。 13.(12分)(1)有一多肽的结构如下: 该化合物属于________肽;有______个氨基和________个羧基;构成该化合物的氨基酸的结构简式为 ________________________________________________________________________。 (2)已知氨基酸可发生如下反应: 且已知:D、E的相对分子质量分别为162和144,可发生如下物质转化关系,如下图所示: ①写出A、B的结构简式:A____________________,B__________________。 ②写出C→E的化学方程式: ____________________________。 ③写出C→D的化学方程式: ___________________________。 答案 (1)四 1 2 、、 (2)① ② ③ 解析 (1)多肽水解时从肽键处断裂,形成—COOH与—NH2,该多肽中含有3个肽键,水解生成4个氨基酸分子,属于四肽。 (2)氨基酸能发生缩聚反应,—COOH脱去—OH,—NH2脱去—H。由此可推知,两个丙氨酸分子间脱去两个水分子可生成B:由题目中所给信息可总结出:在HNO2作用下,氨基酸中的—NH2可转变成—OH,可得C:。由于C中含有—COOH和—OH,所以分子间可以脱水,脱去一个水分子可得D: ,脱去两个水分子可得E:。 14.(12分)星形聚合物SPLA可经下列反应路线得到(部分反应条件未注明)。 已知:SPLA的结构为,其中R为。 (1)淀粉是________糖(填“单”或“多”);A的名称是________。 (2)乙醛由不饱和烃制备的方法之一是__________________________________________(用化学方程式表示,可多步)。 (3)D―→E的化学反应类型属于________反应;D结构中有3个相同的基团,且1 mol D能与2 mol Ag(NH3)2OH反应,则D的结构简式是________;D与银氨溶液反应的化学方程式为______________________________。 (4)B的直链同分异构体G的分子中不含甲基,G既不能与NaHCO3 溶液反应,又不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应,且1 mol G与足量Na反应生成1 mol H2,则G的结构简式为__________________。 (5)B有多种脱水产物,其中两种产物的结构简式为________________和________________。 答案 (1)多 葡萄糖 (2)CH2===CH2+H2OCH3CH2OH, 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O (或CH2===CH2+HBr―→CH3CH2Br, CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr 或CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr, 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,合理即可) (3)加成(或还原) C(CH2OH)3CHO C(CH2OH)3CHO+2Ag(NH3)2OH C(CH2OH)3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O (4) (5)CH2===CH—COOH (任选两种) 解析 (1)由框图可以知道淀粉水解生成A,A是葡萄糖,A转化为乳酸B,根据所学知识知道淀粉是一种多糖。 (2)乙醛的制备方法较多,可以用乙烯水化法转化为乙醇,乙醇氧化成乙醛,或用乙炔与水发生加成反应也可。 (3)由D、E的化学式可以看出E比D多2个氢原子,加氢为还原反应,加氢也是加成反应,1 mol D能与2 mol Ag(NH3)2OH反应,说明1 mol D中有1 mol —CHO,D结构中有3个相同的基团,经分析3个相同的基团为—CH2OH,分子式C5H10O4就剩下一个碳原子,D的结构简式为C(CH2OH)3CHO。 (4)B的直链同分异构体G的分子中不含甲基,G既不能与NaHCO3溶液反应,又不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应,且1 mol G与足量Na反应生成1 mol H2,G中无—COOH,无—CHO,1 mol G中有2 mol —OH,即可得G的结构简式为。 (5)B是乳酸,由其官能团的反应机理即可得到答案: 、、 、。查看更多