高中化學(xué)選修五第四章第三節(jié)蛋白質(zhì)和核酸

第三節(jié)蛋白質(zhì)和核酸一、氨基酸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)取代后的產(chǎn)物。氨基酸的命名是以羧基為母體，氨基為取代基，碳原子的編號(hào)通常把離羧基最近的碳原子稱(chēng)為α碳原子，離羧基次近碳原子稱(chēng)為β碳原子，依次類(lèi)推。2、氨基酸的物理性質(zhì)常溫下?tīng)顟B(tài)：無(wú)色晶體；熔、沸點(diǎn)：較高；溶解性：能溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。3、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)（1）甘氨酸與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：；（2）甘氨酸與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式：氨基酸是兩性化合物,基中—COOH為酸性基團(tuán),—NH2為堿性基團(tuán)。（3）成肽反應(yīng)兩個(gè)氨基酸分子(可以相同也可以不同)在酸或堿存在下加熱，通過(guò)一分子的氨基和另一分子的羧基脫去一分子水，縮合形成含有肽鍵的化合物，稱(chēng)為成肽反應(yīng)。【習(xí)題一】下列對(duì)氨基酸和蛋白質(zhì)的描述正確的是（）A．氨基酸和蛋白質(zhì)遇重金屬離子均會(huì)變性B．蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是氨基酸C．α-氨基丙酸與α-氨基苯丙酸混合物脫水成肽，只生成2種二肽D．氨基酸溶于過(guò)量氫氧化鈉溶液中生成的離子，在電場(chǎng)作用下向負(fù)極移動(dòng)【分析】A．重金屬鹽能使蛋白質(zhì)發(fā)生變性；B．氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是氨基酸；α-氨基丙酸與α-氨基苯丙酸混合物脫水成肽，生成4種二肽；D．氨基酸中-COOH和NaOH反應(yīng)生成羧酸根離子，應(yīng)該向正極移動(dòng)。【解答】解：A．重金屬鹽能使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，但不能使氨基酸發(fā)生變性，故A錯(cuò)誤；B．氨基酸通過(guò)發(fā)生水解反應(yīng)生成蛋白質(zhì)，所以蛋白質(zhì)最終水解產(chǎn)物是氨基酸，故B正確；C．氨基酸生成二肽，是兩個(gè)氨基酸分子脫去一個(gè)水分子，當(dāng)同種氨基酸脫水，生成2種二肽；是異種氨基酸脫水：可以是α-氨基丙酸脫羥基、α-氨基苯丙酸脫氫；也可以α-氨基丙酸脫氫、α-氨基苯丙酸脫羥基，生成2種二肽。所以共有4種，故C錯(cuò)誤；D．氨基酸中-COOH和NaOH反應(yīng)生成羧酸根離子，帶負(fù)電荷，應(yīng)該向正極移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；故選：B?！玖?xí)題二】下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．氨基酸在一定條件下可發(fā)生縮聚反應(yīng)B．氨基酸具有兩性C．天然蛋白蛋水解的最終產(chǎn)物均為α-氨基酸D．飽和Na2SO4、CuSO4溶液均可用于蛋白質(zhì)的鹽析【分析】A．氨基酸在一定條件下可發(fā)生縮聚反應(yīng)形成多肽；B．氨基酸中有氨基和羧基，氨基能與酸反應(yīng)，羧基能與堿反應(yīng)；C．天然蛋白質(zhì)是α-氨基酸形成的；D．硫酸銅是重金屬鹽．【解答】解：A．氨基酸可發(fā)生縮聚反應(yīng)形成多肽，故A正確；B．氨基酸分子中含有氨基（-NH2）和羧基（-COOH），既能夠和與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，故B正確；C．天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是α-氨基酸，故C正確；D．硫酸銅是重金屬鹽，蛋白質(zhì)遇硫酸銅發(fā)生變性，故D錯(cuò)誤。故選：D。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是一類(lèi)高分子化合物，主要由C、H、O、N、S等元素組成。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的顯著特征是：具有獨(dú)特而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的特殊功能和活性與多肽鏈的氨基酸種類(lèi)、數(shù)目及排列順序、特定空間結(jié)構(gòu)相關(guān)。2、蛋白質(zhì)的性質(zhì)（1）水解蛋白質(zhì)在酸、堿或酶的作用下，水解成相對(duì)分子質(zhì)量較小的肽類(lèi)化合物，最終水解得到各種氨基酸。（2）鹽析鹽析是一個(gè)可逆過(guò)程，不影響(填“影響”或“不影響”)蛋白質(zhì)的活性。因此可用鹽析的方法來(lái)分離提純蛋白質(zhì)。（3）變性影響蛋白質(zhì)變性的因素有：物理因素：加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等?；瘜W(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、三氧乙酸、乙醇、丙酮等。變性是一個(gè)不可逆(填“可逆”或“不可逆”)的過(guò)程，變性后的蛋白質(zhì)生理活性也同時(shí)失去。（4）顏色反應(yīng)顏色反應(yīng)一般是指濃硝酸與含有苯基的蛋白質(zhì)反應(yīng)，這屬于蛋白質(zhì)的特征反應(yīng)。3、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指各種氨基酸的連接方式和排列順序；蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈卷曲盤(pán)旋和折疊的空間結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤(pán)曲折疊形成的三維結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)是指亞基的立體排布、亞基間相互作用與布局?！玖?xí)題三】下列說(shuō)法不正確的是（）A．蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素都是天然高分子化合物B．蔗糖屬于多糖，能發(fā)生水解C．碘酒滴到土豆片上，可觀察到土豆片變藍(lán)D．蛋白質(zhì)、油脂、糖類(lèi)是三大基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)【分析】A．相對(duì)分子質(zhì)量在10000以上的有機(jī)化合物為高分子化合物，高分子化合物分為天然高分子化合物、合成高分子化合物，淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)為天然高分子化合物；B．多糖是由糖苷鍵結(jié)合的糖鏈，至少要超過(guò)10個(gè)以上的單糖組成的聚合糖高分子碳水化合物；C．土豆的成分是淀粉；D．糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)是維持人體生命活動(dòng)所必需的三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)．【解答】解：A．淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素都是天然有機(jī)高分子化合物，故A正確；B．蔗糖屬于二糖，不是多糖，故B錯(cuò)誤；C．土豆的成分是淀粉，碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)色，故C正確；D．糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)是維持人體生命活動(dòng)所必需的三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，故D正確。故選：B?！玖?xí)題四】關(guān)于氨基酸和蛋白質(zhì)的認(rèn)識(shí)不正確的是（）A．氨基酸和蛋白質(zhì)都是兩性分子B．蛋白質(zhì)可發(fā)生水解，最終得到各種氨基酸C．強(qiáng)紫外線灼傷人體皮膚屬于皮膚蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)D．酶是生物體內(nèi)許多復(fù)雜反應(yīng)的高效催化劑【分析】A．氨基酸和蛋白質(zhì)都含有氨基和羧基；B．蛋白質(zhì)可發(fā)生水解生成氨基酸；C．紫外線能使蛋白質(zhì)變性；D．酶可作催化劑．【解答】解：A．氨基酸和蛋白質(zhì)都含有氨基和羧基，都屬于兩性分子，故A正確；B．蛋白質(zhì)可發(fā)生水解生成各種氨基酸，故B正確；C．紫外線能使蛋白質(zhì)變性，蛋白質(zhì)遇濃硝酸反應(yīng)顏色反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．酶是蛋白質(zhì)，可作生物體內(nèi)許多復(fù)雜反應(yīng)的催化劑，故D正確。故選：C。三、酶酶的催化作用的特點(diǎn)：（1）條件溫和、不需加熱；（2）具有高度的專(zhuān)一性；（3）具有高效催化作用?！玖?xí)題五】1997年，英國(guó)的“克隆羊”備受世界關(guān)注．“克隆羊”的關(guān)鍵技術(shù)是找到一些特殊的酶，這些酶能激活普通細(xì)胞，使之像生殖細(xì)胞一樣發(fā)育成個(gè)體．有關(guān)酶的敘述錯(cuò)誤的是（）A．酶是一種具有催化作用的蛋白質(zhì)B．酶的催化作用具有選擇性和專(zhuān)一性C．高溫或重金屬鹽能降低酶的活性D．酶只有在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性條件下才能發(fā)揮作用【分析】酶是生物體內(nèi)活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，在體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)中能夠加快反應(yīng)速度；絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)．具有催化效率高、專(zhuān)一性強(qiáng)、作用條件溫和等特點(diǎn)，據(jù)此即可解答．【解答】解：A．酶是一種特殊的蛋白質(zhì)，對(duì)發(fā)生在體內(nèi)和體外的某些化學(xué)反應(yīng)都能起催化作用，故A正確；B．酶的專(zhuān)一性和選擇性是指一種酶只能催化一種化合物或一類(lèi)化合物的化學(xué)反應(yīng)，故B正確；C．酶是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)在高溫或重金屬鹽作用下，發(fā)生蛋白質(zhì)變性，所以活性降低，故C正確；D．由于大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，因而會(huì)被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞而失去活性，即蛋白質(zhì)發(fā)生變性，所以，酶在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性條件下不能發(fā)揮作用，故D錯(cuò)誤；故選：D。【習(xí)題六】酶是蛋白質(zhì)，因而具有蛋白質(zhì)的特性，酶又是生物制造出來(lái)的催化劑，能在許多有機(jī)反應(yīng)中發(fā)揮作用，如圖表示溫度t與反應(yīng)速度v的關(guān)系曲線中，有酶參加的是（）A.B.C.D.【分析】根據(jù)圖中反應(yīng)速度和溫度的圖象走向，可判斷酶催化效率強(qiáng)弱，據(jù)此解答．【解答】解：酶是一種蛋白質(zhì)，酶又是生物制造出來(lái)的催化劑，酶促進(jìn)反應(yīng)速率一般要求在常溫、常壓、中性酸堿度等溫和的條件下進(jìn)行，因?yàn)槊甘堑鞍踪|(zhì)，酶在適宜的溫度下（30℃～50℃時(shí)）催化活性最高，在高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等環(huán)境中容易失去活性，所以隨著溫度的升高，酶的催化效率先增大，后減小，D選項(xiàng)圖中反應(yīng)速度和溫度的圖象走向符合這一特點(diǎn)，故選：D。四、核酸1、核酸分為DNA和RNA。核酸水解產(chǎn)生核苷酸，再水解產(chǎn)生磷酸、核苷。核苷再水解產(chǎn)生戊糖、堿基。2、鹽析與變性區(qū)別的方法項(xiàng)目鹽析變性含義蛋白質(zhì)中加入濃無(wú)機(jī)輕金屬鹽溶液使其溶解度降低而從溶液中析出蛋白質(zhì)在熱、酸、堿、重金屬鹽、紫外線等作用下，性質(zhì)改變而凝結(jié)作用降低蛋白質(zhì)的溶解度，不改變其性質(zhì)，用于分離提純蛋白質(zhì)破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)特征可逆過(guò)程不可逆過(guò)程實(shí)質(zhì)溶解度降低，物理變化結(jié)構(gòu)、性質(zhì)改變，化學(xué)變化用途提純蛋白質(zhì)殺菌消毒影響因素?zé)o機(jī)鹽的濃度：濃的無(wú)機(jī)輕金屬鹽溶液使蛋白質(zhì)鹽析，稀的無(wú)機(jī)輕金屬鹽溶液增大蛋白質(zhì)的溶解度加熱、酸、堿、重金屬鹽、紫外線、甲醛、苯酚等均可使蛋白質(zhì)變性3、焰色反應(yīng)、顯色反應(yīng)、顏色反應(yīng)的比較

焰色反應(yīng)顯色反應(yīng)顏色反應(yīng)含義鈉、鉀等多種金屬元素被灼燒時(shí)，使火焰呈現(xiàn)某種顏色。鈉元素的焰色為黃色，鉀元素的焰色為紫色酚類(lèi)物質(zhì)遇三氯化鐵(Fe3＋)溶液后，溶液顯示某種顏色，如苯酚；淀粉遇碘(I2)顯藍(lán)色蛋白質(zhì)遇某些試劑后顯示某種特殊的顏色。雞蛋白、人的皮膚等遇濃硝酸顯黃色顯色實(shí)質(zhì)物質(zhì)變化化學(xué)變化化學(xué)變化重要應(yīng)用鑒別鈉、鉀等金屬元素鑒別苯酚、淀粉鑒別某些蛋白質(zhì)注意：利用焰色反應(yīng)只能鑒別某些金屬元素,如堿金屬及Ca、Ba、Cu等；利用顏色反應(yīng)只能鑒別含苯環(huán)的蛋白質(zhì)?！玖?xí)題七】下列關(guān)于核酸的說(shuō)法不正確的是（）A．核酸是高分子化合物B．核酸中肯定含有磷C．核酸可分為脫氧核糖核酸和核糖核酸D．核酸和酶一樣屬于蛋白質(zhì)分析】1、核酸是遺傳信息的攜帶者，是一切生物的遺傳物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有重要作用，細(xì)胞中的核酸根據(jù)所含五碳糖的不同分為DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）兩種，構(gòu)成DNA與RNA的基本單位分別是脫氧核苷酸和核糖核苷酸，每個(gè)脫氧核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖糖和一分子含氮堿基形成，每個(gè)核糖核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮堿基形成。2、脫氧核苷酸和核糖核苷酸在組成上的差異有：①五碳糖不同，脫氧核苷酸中的五碳糖是脫氧核糖，核糖核苷酸中的五碳糖是核糖；②堿基不完全相同，脫氧核苷酸中的堿基是A、T、G、C