2019高中化学第1部分专题5第二单元氨基酸蛋白质核酸讲义（含解析）苏教版

2019高中化学第1部分专题5第二单元氨基酸蛋白质核酸讲义（含解析）苏教版

氨基酸蛋白质核酸1．羧酸中的官能团是什么？它能否与NaOH溶液发生反应？提示：羧酸中的官能团为－COOH，它能与NaOH溶液发生反应生成－COONa。2．蛋白质是由哪些元素组成的？蛋白质能否发生水解反应？淀粉、油脂、蛋白质是否都是天然高分子化合物？提示：蛋白质的组成元素除C、H、O外，还含有N、S、P等；蛋白质能发生水解反应；淀粉、蛋白质是天然高分子化合物，油脂不属于高分子化合物。3．如何鉴别蚕丝和人造丝？提示：蚕丝为蛋白质，人造丝属于纤维素，可以用灼烧的方法鉴别蚕丝和人造丝。[新知探究]　　探究　什么是氨基？α氨基酸的结构通式是怎样的？提示：氨基是指氨分子(NH3)中去掉一个氢原子后剩余的部分(－NH2)。α氨基酸的结构通式为。探究　甘氨酸(α氨基乙酸)具有两性，你能写出甘氨酸与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式吗？n探究　有两种氨基酸，分别是甘氨酸和丙氨酸，两分子氨基酸之间脱水能形成几种二肽？试写出它们的结构简式。提示：甘氨酸两分子脱水形成二肽，；丙氨酸两分子脱水形成二肽：；甘氨酸与丙氨酸分子间脱水形成两种二肽：，共形成四种二肽。[必记结论]1．组成和结构(1)组成：氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的H被氨基取代后的产物。(2)结构：α氨基酸的结构简式可表示为，αC为手性碳原子。其官能团为－COOH和－NH2。(3)常见的氨基酸：n2．氨基酸的化学性质(1)两性：氨基酸分子中既含有氨基(显碱性)，又含有羧基(显酸性)，因此，氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐。(2)成肽反应：概念：两个氨基酸分子(可以相同，也可以不同)，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含有肽键()的化合物，称为成肽反应。[成功体验]1．关于氨基酸的下列叙述中，不正确的是(　　)A．氨基酸都是晶体，一般能溶于水B．氨基酸都不能发生水解反应C．氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐D．天然蛋白质水解最终可以得到α氨基酸、β氨基酸等多种氨基酸解析：选D　氨基酸熔点较高，室温下均为晶体，一般能溶于水而难溶于乙醇、乙醚；氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐；氨基酸分子间能发生成肽反应，n但氨基酸都不能发生水解反应；天然蛋白质水解的最终产物是多种α氨基酸。2．α氨基酸的水溶液中存在下列平衡：当把丙氨酸溶于水，处于电离平衡状态且使溶液呈强碱性时，存在最多的溶质微粒是(　　)解析：选B　当加入强碱时，OH－与H3O＋反应生成水，使丙氨酸的电离平衡向左移动，其结果是溶液中RCHNH2COO－的浓度增加。[新知探究]探究　在临床上如何解救误服重金属盐的病人？提示：解救Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐中毒的病人时常让他们服用大量生鸡蛋、牛奶或豆浆，这是因为生鸡蛋、牛奶和豆浆中含有的丰富蛋白质可与Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐反应，起到解毒作用。探究　为什么医院一般使用酒精、蒸煮、高压或紫外线等方法进行消毒杀菌？提示：酒精、蒸煮、高压和紫外线等方法可以使细菌、病毒中的蛋白质变性死亡，起到消毒、杀菌作用。探究　如何分离提纯蛋白质？提示：常用盐析来分离提纯蛋白质。因为盐析是可逆的，n在蛋白质溶液中加入浓的轻金属盐溶液，蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，析出的蛋白质又能溶于水中，并不影响它原来的性质。探究　酶是蛋白质吗？酶的催化作用具有什么特点？提示：酶是蛋白质。酶催化作用的特点有：①条件温和，不需加热；②具有高度的专一性；③具有高效的催化作用。[必记结论]1．蛋白质的组成与结构(1)蛋白质的组成：蛋白质是由多种氨基酸脱水形成的高分子化合物。由C、H、O、N、S等元素组成。(2)蛋白质的结构：2．蛋白质的性质(1)两性：蛋白质的结构中含有－NH2和－COOH，因此既能与酸反应又能与碱反应，是两性分子。(2)水解：蛋白质在酸、碱或酶的作用下，水解生成相对分子质量较小的多肽化合物，最终水解得到各种氨基酸。天然蛋白质水解的最终产物都是α氨基酸。水解原理：水解过程：(3)盐析：①概念：向蛋白质溶液中加入大量的浓盐溶液[如NaCl、(NH4)2SO4溶液等]，n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。②加入的盐：轻金属盐或铵盐，如Na2SO4、(NH4)2SO4等。③特点：盐析不影响蛋白质的结构和生物活性，是物理过程，具有可逆性。④利用盐析可分离提纯蛋白质。(4)变性：①概念：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。②影响蛋白质变性的因素：(5)颜色反应：①含苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色。②蛋白质遇双缩脲试剂显紫玫瑰色。③蛋白质遇茚三酮试剂显蓝紫色。(6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的味。3．酶的催化特点[成功体验]3．下列关于蛋白质性质的说法中，不正确的是(　　)A．往蛋白质溶液中加入任何盐溶液，都会使蛋白质发生变性B．蛋白质水解的最终产物是多种氨基酸C．微热条件下，有些蛋白质遇到浓硝酸时会显黄色D．蛋白质既能与强酸反应又能与强碱反应解析：选A　当往蛋白质溶液中加入浓的Na2SO4、(NH4)2SO2等盐溶液时，n蛋白质会发生盐析，而往蛋白质溶液中加入可溶性重金属盐溶液时，蛋白质才会发生变性。4．下列物质中：①K2SO4、②HCHO、③MgSO4、④Hg(NO3)2、⑤NH4Cl、⑥KOH，能使蛋白质发生盐析的是__________，能使蛋白质变性的是________。解析：向蛋白质溶液中加入铵盐，(如NH4Cl)、轻金属盐(如K2SO4、MgSO4)时蛋白质会发生盐析；而加入可溶性重金属盐[如Hg(NO3)2]、强碱(如KOH)、甲醛(HCHO)能使蛋白质变性。答案：①③⑤　②④⑥[新知探究]探究　核酸是高分子化合物吗？它在哪些生命现象中起着决定作用？提示：核酸是高分子化合物；核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决定作用。探究　核酸能否发生水解反应？提示：能；核酸水解得到核甘酸。[必记结论]1．核酸的概念核酸是一类含磷的生物高分子化合物，一般由几千到几十万个原子组成，相对分子质量可达十几万至几百万。因最早由细胞核中分离得到，而且具有酸性而得名。2．核酸的分类[成功体验]5．下列有关核酸的说法中不正确的是(　　)A．核酸是一类含磷的生物高分子化合物B．根据组成，核酸分为DNA和RNAnC．DNA大量存在于细胞质中D．1981年，我国用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸解析：选C　核酸是含磷的生物高分子化合物，据组成可分为DNA和RNA，DNA大量存在于细胞核中。6．DNA是生物体的重要组成物质，在它的碱基对中储存着遗传信息，与生物的生长、发育等正常生命活动以及癌变、突变等异常生命活动密切相关。下列有关DNA的说法正确的是(　　)A．核酸就是DNAB．DNA水解得到的碱基含尿嘧啶(U)C．DNA水解的最终产物之一戊糖是二糖D．基因的化学本质是DNA分子中能代表某一遗传性状的核苷酸系列解析：选D　核酸包括DNA和RNA，所以A错误。DNA水解得到的碱基有四种，分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。RNA才能得到尿嘧啶(U)，所以B错误。最简单的单糖是甘油醛，是丙糖，所以最简单的二糖至少是己糖，所以C错误。———————————————[关键语句小结]————————————————1．α氨基酸的结构为，氨基酸具有两性，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应。氨基酸分子间脱水可形成肽键。2．蛋白质分子结构中含有肽键，天然蛋白质水解的最终产物是α氨基酸。3．蛋白质的性质可概括为水解、盐析、变性、颜色反应、灼烧有烧焦羽毛的气味。4．蛋白质遇铵盐、轻金属盐可发生盐析，该过程为可逆过程，可用于蛋白质的提纯。5．加热、强酸、强碱、重金属盐、乙醇、紫外线等能使蛋白质变性。6．核酸包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)，它们对遗传信息的储存、蛋白质的生物合成起着决定性作用。n[例1]　某物质的球棍模型如图所示，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解析：选A　A项，根据该有机物的球棍模型可知其结构简式为。氨基酸缩合的常见类型(1)两分子间缩合：(2)分子间或分子内缩合成环：n(3)缩聚成多肽或蛋白质：1．将甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸混合，在一定条件下生成的二肽共有多少种？提示：共有9种。具体分析过程如下：①自身形成的二肽有3种；②甘氨酸分别与丙氨酸、苯丙氨酸形成的二肽有2种；③丙氨酸分别与甘氨酸、苯丙氨酸形成的二肽有2种；④苯丙氨酸分别与甘氨酸、丙氨酸形成的二肽有2种。[例2]　(好题共享·选自鲁科版教材P92·T4)是一种由三种α氨基酸分子脱水缩合生成的五肽的结构简式，这种五肽彻底水解时，不可能产生的氨基酸是(　　)n解析：选D　蛋白质水解时是从肽键()处断裂而生成氨基酸，该五肽水解生成的α氨基酸分别为：(1)抓住肽键“”的断键规律，即从虚线处断开。(2)接生成，而接H生成。2．有一分子式为C8H14N2O5的二肽，经水解得丙氨酸和另一种氨基酸X，则X分子组成可能是(　　)A．C3H7NO3　　　　　　　　B．C5H9NO4C．C5H11NO5D．C5H7NO4[例3]　为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是“人造丝”，可选用的方法是(　　)①滴加浓硝酸　②滴加浓硫酸　③滴加酒精　④灼烧A．都能选用B．都不能选用C．②③D．①④n解析：选D　蚕丝的成分是蛋白质，而人造丝主要成分为纤维素，故可用蛋白质的性质来鉴别。蛋白质的检验方法(1)蛋白质的颜色反应，蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜色反应，可用于鉴别蛋白质的存在。常用试剂及现象为：①茚三酮反应：在加热条件下，氨基酸或肽与茚三酮反应生成紫色(与脯氨酸反应生成黄色)化合物的反应；②硝化反应：蛋白质中含有苯环的氨基酸，遇浓硝酸发生硝化反应而生成黄色硝基化合物的反应；③双缩脲反应：蛋白质与新配制的碱性硫酸铜溶液反应，呈紫玫瑰色，称为双缩脲反应。(2)灼烧法：灼烧蛋白质，可闻到烧焦羽毛气味。这一现象可用于丝绸、羊毛等动物性纤维(蛋白质)与其他类纤维的区分。3．能用于鉴别淀粉、肥皂和蛋白质三种溶液的试剂是(　　)A．碘水　　　　　　　　B．烧碱溶液C．浓硝酸D．MgSO4溶液解析：选C　蛋白质与浓硝酸作用变黄色；肥皂液与浓硝酸作用会产生难溶于水的高级脂肪酸沉淀；而淀粉与浓硝酸不反应。1．下图表示蛋白质分子结构的一部分，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是(　　)nA．只有①②　　　　　　　B．只有①C．只有②D．①②③④解析：选C　蛋白质是氨基酸中氨基和羧基脱水形成肽键而进一步形成的，则蛋白质发生水解反应时，从肽键中断开“C－N”键。2．甘氨酸在NaOH溶液中存在的形式是(　　)解析：选D　在NaOH溶液中甘氨酸分子中的羧基与氢氧根离子发生中和反应。3．下列过程不属于化学变化的是(　　)A．在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出B．皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色C．在蛋白质溶液中，加入硫酸铜溶液，有沉淀析出D．用稀释的福尔马林溶液(0.1%～0.5%)浸泡植物种子解析：选A　A项在蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，是盐析过程，析出的蛋白质性质并无变化，即没有新物质生成，加水后，析出的蛋白质仍能溶解，A项不是化学变化；B项皮肤不慎沾上浓硝酸显黄色属于蛋白质的颜色反应，是化学变化；C项在蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液，析出沉淀是因为蛋白质变性，是化学变化；D项用稀释的福尔马林溶液杀死种子上的细菌和微生物，即使这些生物体的蛋白质发生变性反应，是化学变化。故选A。4．L多巴是一种有机物，它可用于帕金森综合征的治疗，其结构简式为，这种药物的研制是基于获得2000年诺贝尔生理学或医学奖和获得2001年诺贝尔化学奖的研究成果。下列关于L多巴酸碱性的叙述正确的是(　　)A．既没有酸性，又没有碱性B．既具有酸性，又具有碱性C．只有酸性，没有碱性D．只有碱性，没有酸性解析：选B　结构决定性质。分析L多巴的结构简式可知，分子中含有－COOH和酚羟基，该物质应具有酸性；该物质中又含有－NH2，所以又应具有碱性。n5．营养品和药品都是保证人类健康不可缺少的物质，其性质和制法是化学研究的主要内容。已知酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸，它的结构简式是(1)酪氨酸能发生的化学反应类型有________。A．取代反应B．加成反应C．酯化反应D．中和反应(2)在酪氨酸的同分异构体中，同时满足如下三个条件的，除酪氨酸外还有________种。①属于氨基酸且“碳骨架”与酪氨酸相同；②羟基直接连在苯环上；③氨基(NH2)不与苯环直接相连。(3)已知氨基酸能与碱反应，写出酪氨酸与足量的NaOH溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：COOH能发生酯化反应、中和反应，含有苯环可发生取代反应和加成反应。符合条件的同分异构体包括：答案：(1)ABCD　(2)5n