高二化学选修5苏教版同步导学案52氨基酸 蛋白质 核酸Word文件下载.docx

高二化学选修5苏教版同步导学案52氨基酸 蛋白质 核酸Word文件下载.docx

《高二化学选修5苏教版同步导学案52氨基酸 蛋白质 核酸Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二化学选修5苏教版同步导学案52氨基酸 蛋白质 核酸Word文件下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（2）组成

蛋白质中含有C、H、O、N及少量的S，有的还含有微量的Cu、Fe、Zn、Mn等元素，属于天然有机高分子化合物，其溶液具有胶体的某些性质。

2.蛋白质的性质

（1）两性

在多肽链的两端存在着自由的氨基和羧基，因此蛋白质既能与酸反应，又能与碱反应。

（2）水解

①水解原理

②水解过程

蛋白质

多肽

氨基酸。

（3）盐析

①向蛋白质溶液中加入浓的无机盐［如Na2SO4、（NH4）2SO4等］溶液，破坏蛋白质溶解形成的胶体结构→降低蛋白质的溶解性→蛋白质转变为沉淀析出。

②特点：

只改变了蛋白质的溶解度，而没有改变他们的化学性质，是可逆的过程。

③应用：

多次盐析和溶解可以分离、提纯蛋白质。

（4）变性

①影响因素：

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：

强酸、强碱、金属盐、乙醇、丙酮、三氯乙酸（CCl3COOH）、甲醛（福尔马林）等。

变性会使蛋白质发生结构上的改变，也会使其丧失原有的生理活性，是不可逆过程。

（5）颜色反应

①分子中含有苯环的蛋白质跟浓硝酸作用时呈黄色。

②蛋白质遇双缩脲试剂显紫玫瑰色。

3.蛋白质的空间结构

一级结构——氨基酸残基在蛋白质肽链中的排列顺序。

它决定了蛋白质的生物活性。

二级结构——蛋白质分子中肽链按一定规律卷曲或折叠形成的特定空间结构。

三级结构——以二级结构为基础，肽链按一定的空间结构进一步形成更复杂的结构。

四级结构——具有三级结构的多肽链，按一定的空间排列方式结合在一起形成的聚集体结构。

三、酶

1.酶的含义

酶是具有：

生理活性，对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂化学反应具有很强催化作用的蛋白质。

2.酶的催化作用和特点

（1）条件温和，

（2）效率高，（3）高度专一。

四、核酸

脱氧核糖核酸（DNA）

核糖核酸（RNA）

存在

胞核

细胞质

功能

遗传信息的储存和携带者，决定了生物合成蛋白质的特定结构

将DNA的遗传信息翻译并表达成具有特定功能的蛋白质。

思考讨论

1.

（1）既与酸反应又与碱反应的物质有哪些？

（2）二肽是由几个氨基酸分子形成的？

多肽分子和其所含的肽键数目有什么关系？

提示：

（1）①单质：

如Al；

②两性氧化物：

如Al2O3；

③两性氢氧化物：

如Al（OH）3；

④弱酸酸式盐：

如NaHCO3、NaHSO3、NaHS、NaH2PO4、Na2HPO4；

⑤弱酸铵盐：

如（NH4）2CO3、（NH4）2SO3、（NH4）2S、（NH4）3PO4；

⑥氨基酸：

如

;

⑦酯类：

如乙酸乙酯。

（2）二肽是由2个氨基酸分子形成的。

n个氨基酸分子脱去（n-1）个水分子，形成n肽，其中含有（n-1）个肽键。

2.医用酒精、84消毒液、过氧乙酸等能杀菌消毒所依据的原理是什么？

依据的是它们使细菌、病毒等生物蛋白质变性的原理。

课堂师生互动

知识点1氨基酸、蛋白质和酶的结构特点及主要化学性质

概念

结构特点

主要化学性质

氨基酸

羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的产物

D分子里既有氨基（碱性基）又有羧基（酸性基），其中α-氨基酸通式为

①与酸反应

②与碱反应

③氨基和羧基脱水形成肽键

蛋白质是由不同氨基酸（天然蛋白质都是由不同α-氨基酸）聚合而成的

分子中存在肽键

（

）

①两性：

既可与酸反应又可与碱反应

②水解（在酸、碱或酶的作用下）最终产物为氨基酸

③溶于水具有胶体性质

④盐析

⑤变性

⑥颜色反应：

含苯环的蛋白质遇浓HNO3呈黄色

⑦灼烧时具有烧焦羽毛的气味

酶

酶是蛋白质

具有蛋白质的结构特点，也有自己的特性

①变性（与蛋白质相似）

②具有自己的特性，是生物催化剂；

酶的催化作用条件温和，催化效率高，具有专一性

相互转化

特别提醒

（1）氨基酸形成蛋白质时，氨基酸分子数、肽键数和反应过程生成水分子数之间有一定的关系：

氨基酸n个分子，肽键（n-1）个，水分子（n-1）个。

（2）蛋白质的颜色反应和灼烧是检验蛋白质的两种方法。

考例1　在4种化合物：

①NaHCO3、②Al（OH）3、③（NH4）2S、④H2NCH2COOH中，跟盐酸和氢氧化钠溶液都能反应的化合物是（　　）

A.②④　　　　　B.①②　　　　C.①②③　　　　　D.①②③④

［解析］　本题考查了氨基酸的两性。

NaHCO3是弱酸的酸式盐；

Al（OH）3是两性氢氧化物；

（NH4）2S是弱酸弱碱盐；

甘氨酸是氨基酸，它们既能与强酸反应，又能与强碱反应。

故正确答案为D。

［答案］　D

考例2　下列关于蛋白质的叙述中，正确的是（　　）

A.蛋白质溶液里加入饱和（NH4）2SO4溶液可提纯蛋白质

B.重金属盐使蛋白质变性，所以吞服“钡餐”会引起中毒

C.温度越高，酶对某些反应的催化效率就越高

D.任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色

［解析］　本题考查了蛋白质的性质。

（NH4）2SO4为非重金属盐，加入饱和（NH4）2SO4溶液，会使蛋白质产生盐析现象，但盐析是一个可逆过程，加水后蛋白质又会溶解；

BaSO4虽然属于重金属盐，但它既不溶于水，也不溶于酸，吞服后不能被人体所吸收，不会引起中毒；

酶是一种蛋白质，在高温下发生变性而不再具有催化活性，属于不可逆过程；

只有某些蛋白质遇到浓硝酸才会发生颜色反应而变黄色，并不是任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色。

故正确答案为A。

［答案］　A

考例3　下面是蛋白质结构重复片断，写出合成该蛋白质的单体。

［解析］　由于链中含有肽键“

”,因此是缩聚产物，根据缩聚产物推单体的方法，应从

的虚线处断开，

上加羟基，

上加氢原子即得单体，所以该蛋白质分子断键是在下式的虚线处：

［答案］

变式探究1

把晶体丙氨酸溶于水，使溶液呈碱性，则下列四种微粒中存在最多的是（　　）

A.

　　　　　　　　　　B.

C.

　　　　　　　　　　D.

［答案］　B

［解析］　氨基酸分子中含—NH2（碱性），—COOH（酸性），自身作用生成内盐，在pH不同时存在形态不同，可表示为：

变式探究2

将丙氨酸和甘氨酸混合，在一定条件下缩聚生成二肽分子共有（　　）

A.4种　　　　　B.3种　　　　　C.2种　　　　　　D.1种

［答案］　A

［解析］　两个相同的氨基酸分子之间缩水形成二肽，有两种二肽，两个不同的氨基酸分子之间缩水有两种方式，形成两种二肽。

如

变式探究3

L-多巴是一种有机物，分子式为C9H11O4N，它可用于帕金森综合症的治疗，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-多巴的叙述不正确的是（　　）

A.它属于α-氨基酸，既具有酸性，又具有碱性

B.它能与Fe2（SO4）3溶液发生显色反应

C.它可以两分子间缩合形成分子式为C18H18O6N2的化合物，该化合物中有3个六元环

D.它既与酸反应又与碱反应，等物质的量的L-多巴最多消耗NaOH与HCl的物质的量之比为1:

1

［解析］　此分子中既含—NH2，又含羧基，且—NH2连在α位上，属于α-氨基酸，故A项正确；

结构中含酚羟基，遇到Fe3+发生显色反应，B项正确；

两分子间发生缩合反应，可形成环状有机物：

，分子式为C18H18O6N2，C项正确；

等物质的量的此分子，最多消耗NaOH与HCl物质的量之比为3:

1，D项错误。

变式探究4

近年克隆技术快速发展，各国先后克隆出了羊、牛、猪、猴等多种动物。

克隆技术的关键技术之一是找到一些特殊的酶，这些酶能激活普通细胞，使之能像生殖细胞一样发育成个体。

下列有关酶的叙述中错误的是（　　）

A.酶是一种具有催化作用的蛋白质

B.酶的催化作用具有专一性

C.高温或重金属盐能降低酶的活性

D.酶只有在强酸性或强碱性条件下才能发挥作用

［答案］　D

［解析］　酶是一种具有催化能力的蛋白质，起催化作用时具有专一性、高效性及条件温和等特点。

由于酶是蛋白质所以会在高温、重金属盐、强酸、强碱等条件下发生变性而失去催化活性。

所以题目中D项描述错误，应选D。

知识点2　盐析、变性和渗析三者的特点比较

渗析

盐析

变性

内涵

利用半透膜分离胶体粒子与分子、离子

加入无机盐使胶体析出

一定条件下，使蛋白质失去原有生理活性

条件

胶体、半透膜、水

较多量的轻金属盐或铵盐，如Na2SO4、NaCl、（NH4）2SO4等

加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、乙醇、丙酮等

特点

可逆，需多次换水

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

影响

因素

半透膜内外的压差大小

浓的无机轻金属盐使蛋白质盐析。

稀的无机轻金属盐溶液增大蛋白质溶解度

加热、酸、碱、重金属盐、紫外线、甲醛、苯酚等均可使蛋白质变性

用途

除杂，如除去淀粉溶胶中的NaNO3杂质

分离提纯蛋白质，如①向皂化反应液中加食盐晶体，使肥皂析出；

②蛋白质溶胶中加浓Na2SO4溶液

消毒，灭菌，给果树使用波尔多液，保存动物标本等

考例4　试用蛋白质的性质，解释下列现象。

（1）在豆浆中加入石膏或氯化镁，能使豆浆凝结为豆腐。

（2）误服可溶性重金属盐，可以服用大量牛奶、蛋清或豆浆解毒。

（3）福尔马林能防腐，可用于浸制标本。

（4）用灼烧的方法可鉴别毛织物和棉织物。

［解析］　蛋白质在酸、碱、重金属盐，紫外线、有机溶剂（乙醇和甲醛等）的作用下会发生变性，使蛋白质失去了原有的生理活性。

蛋白质在灼烧时有烧焦羽毛的气味，而灼烧纤维素时有烧纸的气味。

［答案］　

（1）豆浆为胶体，加入CaSO4或MgCl2电解会使其中蛋白质和水凝聚成为凝胶。

（2）重金属盐使牛奶、蛋清、豆浆中的蛋白质凝聚，从而减少了重金属盐对人体的危害。

（3）福尔马林中的甲醛使细菌蛋白质变性，使其失去生理活性，达到灭菌防腐的目的。

（4）毛织物的主要成分是蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味，棉织物的主要成分是纤维素，燃烧时有烧纸的气味。

故可用燃烧的方法鉴别毛织物和棉织物。

变式探究5

下列有关实验的叙述中不正确的有（　　）

①乙酸乙酯中混有乙酸，可选用饱和Na2CO3溶液洗涤，然后将两层液体分开;

②试管里加入少量淀粉，再加入一定量稀硫酸，加热3~4分钟，然后加入银氨溶液，片刻后管壁上有“银镜”出现;

③向蛋白质溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液，出现盐析现象，加水溶解；

④溴乙烷与NaOH的乙醇溶液混合共热可得到乙烯;

⑤滴定时左手控制滴定管，右手握持锥形瓶，边滴边摇动锥形瓶，眼睛注视滴定管中的液面；

⑥用盐析法分离高级脂肪酸钠和甘油的混合溶液；

⑦用渗析法除去蛋白质胶体中混有的少量Na+和Cl-。

A.①③　　　　　B.②⑤　　　　C.④⑥　　　　　D.②⑦

［答案］　B

［解析］　②应为加碱中和稀H2SO4后再加入银氨溶液。

⑤眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。

知识点3　焰色反应、显色反应、颜色反应的比较

焰色反应

显色反应

颜色反应

含义

钠、钾等多种金属元素被灼烧时，使火焰呈现某种颜色。

钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色

酚类物质遇三氯化铁（Fe3+）溶液后，溶液显示某种颜色，如苯酚；

淀粉遇碘（I2）显蓝色

蛋白质遇某些试剂（如双缩脲）后显示某种特殊的颜色。

鸡蛋白、人的皮肤等遇浓硝酸显黄色

显色

实质

物理变化

化学变化

重要

应用

鉴别钠、钾等金属元素

鉴别苯酚、淀粉

鉴别某些蛋白质

利用焰色反应只能鉴别某些金属元素，如碱金属及Ca、Ba、Cu等；

利用颜色反应只能鉴别含苯环的蛋白质。

考例5　用一种化学试剂鉴别偏铝酸钠溶液、硅酸钠溶液、鸡蛋白溶液、纯碱溶液、蔗糖溶液等五种无色溶液，可用　　作化学试剂。

［解析］　NaAlO2、Na2SiO3、Na2CO3三种无机盐均能与硝酸反应，并表现出各不相同的现象。

蔗糖溶液遇硝酸无明显现象。

鸡蛋白遇浓硝酸显黄色。

［答案］　浓硝酸

变式探究6

下面有6种有机物，用提供的试剂分别鉴别，将所用试剂及产生的现象的序号填在各个横线上。

（1）　　　；

（2）　　　；

（3）　　　；

（4）　　　；

（5）　　　；

（6）　　　。

有机物

试剂

现象

（1）甲苯

（2）苯乙烯

（3）苯酚

（4）葡萄糖

（5）淀粉

（6）蛋白质

a.溴水

b.酸性高锰酸钾溶液

c.浓硝酸

d.碘水

e.三氯化铁溶液

f.新制氢氧化铜

A.橙色褪去

B.紫色褪去

C.呈蓝色

D.出现红色沉淀

E.呈黄色

F.呈紫色

［答案］　

（1）b、B　

（2）a、A　（3）e、F　（4）f、D　（5）d、C　（6）c、E

课后强化作业

基础巩固

1.生命起源的研究是世界性科技领域的一大课题，科学家认为生命起源的第一层次是产生与硝基化合物可能是同分异构体的物质，这类物质是（　　）

A.糖　　　　　　　B.氨基酸　　　　　　C.醇　　　　　　　D.羧酸

［解析］　没有蛋白质就没有生命。

蛋白质水解的最终产物为氨基酸。

氨基酸与硝基化合物可能是同分异构体。

2.下列说法中错误的是（　　）

A.在豆浆中加少量石膏，能使豆浆凝结为豆腐

B.误服可溶性重金属盐，应立即服用大量牛奶、蛋清或豆浆解毒

C.用灼烧的方法可鉴别毛织物和棉织物

D.温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高

3.可用来分离蛋白质与氯化钠溶液的方法是（　　）

A.渗析　　　　　　B.过滤　　　　　　　C.电泳　　　　　　D.分液

［解析］　渗析是一种根据微粒大小进行分离的方法。

4.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（　　）

A.滴加浓硝酸　　　　　　　　　　　　　　　　B.滴加浓硫酸

C.滴加酒精　　　　　　　　　　　　　　　　　D.灼烧

［答案］　AD

［解析］　鉴别蛋白质的依据主要有：

①有些蛋白质分子（有苯环存在）跟浓HNO3作用时呈黄色；

②蛋白质被灼烧时，有烧焦羽毛的气味（常以此来区别毛纺物和棉纺物）。

5.要使蛋白质从溶液中析出而又不改变蛋白质的主要性质，最好多加入（　　）

A.饱和Na2SO4溶液　　　　　　　　　　　　　B.稀NaOH溶液

C.饱和CaSO4溶液　　　　　　　　　　　　　D.稀BaCl2溶液

［解析］　题目考查的是蛋白质的盐析。

蛋白质发生盐析的条件是加入较多量的轻金属盐。

A项符合，C项因CaSO4微溶而不符合，B、D两项因使蛋白质变性而不符合。

6.下列关于酶的叙述中，不正确的是（　　）

A.酶是一种糖类物质

B.酶是一种蛋白质

C.酶是生物体内产生的催化剂

D.酶受到高温或重金属盐作用时会变性

［解析］　酶是一种蛋白质，而不是糖类物质。

酶具有蛋白质的性质，当受到高温或重金属盐作用时会变性；

酶还是生物体内产生的高效催化剂，其催化作用具有条件温和、不需加热、高度专一、催化效率高等特点。

7.使蛋白质因氧化而变性起到杀菌消毒作用的药物是（　　）

A.苯酚　　　　　　　　　　　　　　　　　　B.福尔马林

C.食盐　　　　　　　　　　　　　　　　　　D.漂白粉

［解析］　漂白粉的有效成份为Ca（ClO）2，Ca（ClO）2具有氧化性，使蛋白质变性。

8.天然皮革的主要成分是（　　）

A.脂肪类物质　　　　　　　　　　　　　　　B.变性而凝固的蛋白质

C.酚醛树脂　　　　　　　　　　　　　　　　D.多聚糖

9.把①蔗糖②淀粉③蛋白质④油脂在稀H2SO4存在的条件下分别进行水解，最后生成物只有一种有机物的是（　　）

A.①和②　　　　　　B.只有②　　　　　C.②③④　　　　　　D.只有④

［解析］　蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，淀粉水解只产生葡萄糖，蛋白质水解产生多种氨基酸，油脂水解产生高级脂肪酸和甘油，因此选B。

10.下列反应中生成或断裂的不是C—N键的是（　　）

A.浓H2SO4和浓HNO3混合液和苯作用（60℃）

B.由棉花制得纤维素硝酸酯

C.蛋白质水解生成α-氨基酸

D.氨基乙酸脱水（分子间），生成肽

［解析］　制取纤维素硝酸酯生成C—O键。

能力提升

1.下列化合物含有氨基的是（　　）

A.NH4Cl　　　　　　　B.肽　　　　　　C.盐酸甘氨酸　　　　　D.甲酸铵

2.（2011·

浙江，11）褪黑素是一种内源性生物钟调节剂，在人体内由食物中的色氨酸转化得到。

下列说法不正确的是（　　）

A.色氨酸分子中存在氨基和羧基，可形成内盐，具有较高的熔点

B.在色氨酸水溶液中，可通过调节溶液的pH使其形成晶体析出

C.在一定条件下，色氨酸可发生缩聚反应

D.褪黑素与色氨酸结构相似，也具有两性化合物的特性

［解析］　本题考查了有机物的结构与性质。

观察色氨酸的结构可知，氨基和羧基相互作用，使氨基酸成为带正、负电荷的两性离子（内盐），熔点较高，A项正确；

调节pH，使氨基酸以两性离子的形态存在，在水溶液中溶解度最小，可以晶体形式析出，B项正确；

色氨酸含有羧基和氨基，可以缩聚形成多肽，C项正确；

褪黑素无氨基和羧基，无两性，D项错误。

3.只用一种试剂即可鉴别乙酸、葡萄糖溶液、蔗糖溶液，这种试剂是（　　）

A.NaOH溶液　　　　　　　　　　　　　　　　　B.新制Cu（OH）2

C.石蕊试液　　　　　　　　　　　　　　　　　　D.Na2CO3溶液

［解析］　乙酸可以与Cu（OH）2发生中和反应，形成蓝色溶液，葡萄糖溶液中加入新制Cu（OH）2加热可产生红色沉淀，蔗糖不与Cu（OH）2反应。

4.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

［答案］　C

［解析］　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。

5.下列有机物水解断键处（用虚线表示）不正确的是（　　）

A.

　　　　　　　　　B.

　　　　　　D.

［答案］　BC

［解析］　选项B是酯的水解，其断键位置是“

”；

选项C、D的水解均相当于肽键的水解，C选项中断键位置应是“

”。

6.关于生物体内氨基酸的叙述错误的是（　　）

A.构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是

B.人体内氨基酸的分解代谢终产物是水、二氧化碳和尿素

C.人体内所有氨基酸均可以互相转化

D.两个氨基酸分子通过脱水缩合形成二肽

［解析］　构成蛋白质的氨基酸为α-氨基酸，A正确，C不正确。

7.根据最近的美国《农业研究》杂志报道，美国科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。

已知半胱氨酸的结构简式为

则下列说法不正确的是（　　）

A.半胱氨酸属于α-氨基酸

B.半胱氨酸是一种两性化合物

C.两分子半胱氨酸脱水形成的二肽的结构简式为

D.

与NaOH溶液加热时可放出一种碱性气体

［解析］　由题目给出的半胱氨酸的结构简式可知，氨基在羧基邻位碳原子上，所以属于α-氨基酸；

因为氨基为碱性基团，羧基为酸性基团，所以半胱氨酸是一种两性化合物；

两分子半胱氨酸脱水形成二肽应是氨基与羧基反应的结果

，因为

是氨基酸的铵盐，电离生成的铵根离子与氢氧根离子反应会放出氨气。

8.合成核酸基本组成单位所必须有的无机盐是（　　）

A.铁盐　　　　　　　B.磷酸盐　　　　　C.钙盐　　　　　　D.硫酸盐

［解析］　核酸是一切生物的遗传物质，基本组成单位为核苷酸，每个核苷酸分子由1个分子的五碳糖、1个分子的含氮的碱基和1个分子的磷酸组成，合成核酸必须有磷酸盐。

9.某酒厂生产的啤酒，放置久了则产生沉淀，使酒浑浊，造成产品积压滞销。

经化验，得知沉淀是蛋白质。

为了解决这一问题，提出了两种方案。

甲：

在酒中加入少量蛋白酶；

乙：

在酒中加入少量氨基酸氧化酶。

请评价这两种方案：

（1）方案　合理，原因是　。

（2）方案　不合理，原因是　。

［答案］　

（1）甲　蛋白酶能水解蛋白质，这样既能消除沉淀，又保存营养成分　

（2）乙氨基酸氧化酶不能水解蛋白质，不能消除沉淀，反而还会分解营养成分氨基酸

［解析］　本题运用知识迁移法。

学习化学是为生产、生活服务的，注意运用化学知识解决日常生活中遇到的问题。

此酒厂所生产的酒，放置久了会产生沉淀（蛋白质），说明酒中存在氨基酸这种营养物质。

如果加入少量蛋白酶，由于酶具有专一性，它既能水解蛋白质，消除沉淀，又不破坏酒中原有的氨基酸。

而如果加入氨基酸氧化酶，不但不能水解蛋白质，消除沉淀，而且会氧化分解氨基酸，降低啤酒品质。

10.大豆含有大量的蛋白质和脂肪，由大豆配制出来的菜肴很多，它是人体营养中最重要的补品之一，我们每天都要食用大量的豆制品。

请回答下列问题：

（1）我们所吃的豆腐是一种（　　）

A.蛋白质凝胶　　　　　B