2019-2020年高中化學(xué)專題5生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)第2單元氨基酸蛋白質(zhì)核酸學(xué)案蘇教版1了解氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2了解蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。(重點(diǎn))氨 基 酸 的 結(jié) 構(gòu) 與 性 質(zhì)基礎(chǔ)初探教材整理氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1結(jié)構(gòu)氨基酸的官能團(tuán)為氨基(NH2)和羧基(COOH)。2常見的氨基酸俗名結(jié)構(gòu)簡式系統(tǒng)命名甘氨酸H2NCH2COOH氨基乙酸丙氨酸氨基丙酸谷氨酸2氨基1,5戊二酸苯丙氨酸氨基苯丙酸說明：(1)從蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸最常見的有20種，除甘氨酸外，其余都是手性分子，且都是L型。(2)通常情況下，氨基酸的英文縮寫取其英文名稱的前三個(gè)字母，氨基酸的中文縮寫則將其俗名中的氨酸省略，如亮氨酸的中文縮寫為亮。3氨基酸的化學(xué)性質(zhì)(1)兩性(NH2表現(xiàn)堿性，COOH表現(xiàn)酸性)氨基酸中的氨基與羧基相互作用形成的兩性離子為。氨基酸在酸、堿性不同條件下的存在形態(tài)當(dāng)溶液中氨基酸主要以兩性離子的形態(tài)存在時(shí)，在水中的溶解度最小，可形成晶體析出，利用此性質(zhì)可控制溶液的pH分離氨基酸。同理也可分離多肽和蛋白質(zhì)分子。(2)分子間脫水反應(yīng)成肽反應(yīng)羧基和氨基可以發(fā)生像酯化反應(yīng)那樣的脫水反應(yīng)，形成肽鍵。組成肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基，二肽分子中含2個(gè)氨基酸殘基，三肽分子中含有3個(gè)氨基酸殘基，通常把有氨基的一端寫在左邊叫N端，把有羧基的一端叫C端，寫在右邊。一般用氨基酸的縮寫從左向右排列來表示肽分子的結(jié)構(gòu)。試寫出兩個(gè)丙氨酸脫去一分子水形成的二肽分子的結(jié)構(gòu)簡式：二肽是由幾個(gè)氨基酸分子形成的？多肽分子和其所含的肽鍵數(shù)目有什么關(guān)系？【提示】二肽是由2個(gè)氨基酸分子形成的。n個(gè)氨基酸分子脫去(n1)個(gè)水分子，形成n肽，其中含有(n1)個(gè)肽鍵。核心突破1氨基酸的性質(zhì)及其應(yīng)用2氨基酸縮合的反應(yīng)規(guī)律(1)兩分子間縮合(2)分子間或分子內(nèi)縮合成環(huán)(3)縮聚成多肽或蛋白質(zhì)題組沖關(guān)題組1氨基酸的結(jié)構(gòu)和主要性質(zhì)1關(guān)于生物體內(nèi)氨基酸的敘述錯(cuò)誤的是()A構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是B人體內(nèi)所有氨基酸均可以互相轉(zhuǎn)化C兩個(gè)氨基酸通過脫水縮合形成二肽D人體內(nèi)氨基酸分解代謝的最終產(chǎn)物是水、二氧化碳和尿素【解析】生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)的基本組成單位是各種氨基酸，氨基酸的通式為；人體內(nèi)氨基酸分解代謝的最終產(chǎn)物是水、二氧化碳和尿素；兩個(gè)氨基酸脫水縮合可形成二肽；在人體內(nèi)能夠通過轉(zhuǎn)氨基作用形成的只有12種非必需氨基酸，還有8種必需氨基酸必須從食物中攝取，因此“人體內(nèi)所有氨基酸均可以相互轉(zhuǎn)化”的說法是錯(cuò)誤的。【答案】B2根據(jù)最近的美國農(nóng)業(yè)研究雜志報(bào)道，美國科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)半胱氨酸能夠增強(qiáng)人對(duì)艾滋病病毒感染的免疫力，對(duì)控制艾滋病病毒的蔓延有效。已知半胱氨酸的結(jié)構(gòu)簡式為。下列關(guān)于半胱氨酸的說法中不正確的是()A半胱氨酸能與Mg作用放出H2B半胱氨酸可以形成結(jié)構(gòu)簡式為的鹽C半胱氨酸與甘氨酸只能分子間脫水生成1種二肽D半胱氨酸兩分子間只能生成1種二肽【解析】A項(xiàng)，半胱氨酸中含有COOH，與Mg反應(yīng)生成H2；B項(xiàng)，半胱氨酸具有酸性能與NH3反應(yīng)生成銨鹽；C項(xiàng)，半胱氨酸與甘氨酸分子間脫水能生成2種二肽；D項(xiàng)，半胱氨酸分子中NH2和另一分子中的COOH之間脫水生成1種二肽?！敬鸢浮緾題組2氨基酸的遷移應(yīng)用縮聚反應(yīng)3某物質(zhì)的球棍模型如圖所示，下列關(guān)于該物質(zhì)的說法不正確的是()A該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為B該物質(zhì)可以發(fā)生加成反應(yīng)C該物質(zhì)既可以與強(qiáng)酸反應(yīng)也可以與強(qiáng)堿反應(yīng)D該物質(zhì)可以聚合成高分子物質(zhì)【解析】根據(jù)球棍模型結(jié)合各種元素原子成鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)為，其苯環(huán)上可以發(fā)生加成反應(yīng)，屬于氨基酸，可以發(fā)生縮合聚合反應(yīng)，也具有兩性，故B、C、D說法正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼4高分子鏈為：可用于合成該鏈的單體是()甘氨酸丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸ABCD【解析】首先要能判斷出該高聚物是縮聚產(chǎn)物，且屬于主鏈鏈節(jié)是NHRCO類，所以斷的應(yīng)該是肽鍵，分別得到甘氨酸和苯丙氨酸。【答案】A【規(guī)律方法】常見縮聚反應(yīng)類型(1)二元羧酸與二元醇反應(yīng)；(2)羥基羧酸(如)之間反應(yīng)；(3)氨基酸分子之間反應(yīng)；(4)酚與醛之間反應(yīng)。蛋 白 質(zhì) 與 核 酸基礎(chǔ)初探教材整理1蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1蛋白質(zhì)的組成蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵等相互連接而形成的一類具有特定結(jié)構(gòu)和一定生物學(xué)功能的生物大分子。蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量從幾萬到幾千萬，它由C、H、O、N、S、P等元素組成。2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)(1)蛋白質(zhì)和多肽都是由氨基酸構(gòu)成的有機(jī)化合物，它們之間沒有嚴(yán)格的界限。一般認(rèn)為多肽中包含450個(gè)氨基酸殘基，蛋白質(zhì)中包含50個(gè)以上的氨基酸殘基。(2)蛋白質(zhì)數(shù)目眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，科學(xué)家們將蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次分為四級(jí)進(jìn)行研究。氨基酸殘基在蛋白質(zhì)肽鏈中的排列順序稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。美國科學(xué)家鮑林和科里研究發(fā)現(xiàn)肽鏈中氨基酸殘基亞氨基(NH)上的氫原子與羰基上的氧原子之間形成氫鍵而使肽鏈在空間上形成螺旋結(jié)構(gòu)或折疊結(jié)構(gòu)，稱為二級(jí)結(jié)構(gòu)。在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，肽鏈還按照一定的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)一步形成更復(fù)雜的三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。(3)蛋白質(zhì)的性質(zhì)不僅取決于多肽鏈氨基酸的種類、數(shù)目及排列順序，還與其特定的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。3性質(zhì)蛋白質(zhì)與氨基酸一樣，也是兩性分子，既能與酸反應(yīng)，也能與堿反應(yīng)。除此以外，蛋白質(zhì)還具有以下性質(zhì)：(1)水解：蛋白質(zhì)在酸、堿或酶的作用下能水解，水解的最終產(chǎn)物是多種氨基酸，天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物都是氨基酸，如下所示。蛋白質(zhì)多肽二肽氨基酸(2)溶解性：許多蛋白質(zhì)在水中有一定的溶解性，溶于水形成膠體。(3)兩性：蛋白質(zhì)中往往有氨基酸殘基，所以有兩性。(4)鹽析：向蛋白質(zhì)溶液中加入濃的無機(jī)鹽溶液，能夠破壞蛋白質(zhì)溶解形成的膠體結(jié)構(gòu)而降低蛋白質(zhì)的溶解性，使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋砦龀?。鹽析作用析出的蛋白質(zhì)，仍然具有原來的活性，加水后仍能溶解。(5)變性：蛋白質(zhì)遇到重金屬鹽、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、甲醛、酒精等物質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生沉淀，且加水不能重新溶解，蛋白質(zhì)失去原來的活性。其他條件有紫外線、X射線或加熱也能使蛋白質(zhì)變性。(6)顏色反應(yīng)：主要用于檢驗(yàn)蛋白質(zhì)的存在。含苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸顯黃色；蛋白質(zhì)遇雙縮脲試劑加熱至沸騰顯紫玫瑰色；蛋白質(zhì)遇茚三酮試劑加熱至沸騰顯藍(lán)色。4酶(1)酶的含義酶是具有生理活性，對(duì)于許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和生物體內(nèi)進(jìn)行的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)具有很強(qiáng)催化作用的蛋白質(zhì)。(2)酶的催化作用的特點(diǎn)條件溫和；效率高；高度專一。教材整理2核酸簡介1核酸的化學(xué)組成核酸在稀鹽酸中可以水解得到核苷酸，核苷酸則由磷酸、戊糖、堿基組成。2RNA和DNARNA和DNA中所含的糖都是5個(gè)碳原子的核糖，它們均以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在于核酸中。RNA中的戊糖是核糖；DNA中的戊糖是2脫氧核糖，其差別僅在于比核糖的2號(hào)碳原子上少了一個(gè)氧原子。核酸中的堿基是含氮原子的堿性環(huán)狀化合物，分為兩類：嘧啶堿和嘌呤堿，核酸水解得到的堿基有腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)和胸腺嘧啶(T)五種；RNA和DNA水解都能得到腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶三種堿基。RNA除上面三種堿基外還能得到尿嘧啶；DNA水解除能得到上述三種堿基外，還能得到胸腺嘧啶。3DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA主要存在于細(xì)胞核中，是遺傳信息的儲(chǔ)存和攜帶者，形成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的原因是兩條DNA單鏈上的堿基之間嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律，即腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)結(jié)合，鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)結(jié)合。(1)所有蛋白質(zhì)遇濃HNO3均變黃。()(2)核酸是具有遺傳信息的蛋白質(zhì)。()(3)DNA是生物體遺傳信息的載體，蛋白質(zhì)合成的模板。()(4)RNA可以根據(jù)DNA提供的信息，控制蛋白質(zhì)合成。()【答案】(1)(2)(3)(4)合作探究探究問題1蛋白質(zhì)的鹽析實(shí)驗(yàn)探究(1)按下列實(shí)驗(yàn)操作完成實(shí)驗(yàn)(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加入飽和(NH4)2SO4溶液，試管內(nèi)蛋白質(zhì)產(chǎn)生沉淀，加蒸餾水后沉淀溶解。(3)結(jié)論：少量的鹽如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等能促進(jìn)蛋白質(zhì)溶解，但當(dāng)鹽溶液濃度較大時(shí)，則會(huì)使蛋白質(zhì)溶解度降低而從溶液中析出，這種作用稱為鹽析。(4)蛋白質(zhì)的鹽析是一個(gè)可逆過程，采用多次鹽析和溶解可分離提純蛋白質(zhì)。2蛋白質(zhì)的變性實(shí)驗(yàn)探究(1)按下列實(shí)驗(yàn)操作完全實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)操作：將AgNO3溶液依次換成CuSO4溶液、乙酸鉛溶液、95%乙醇溶液、飽和苯酚溶液重復(fù)上述過程。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加入AgNO3、CuSO4、乙酸鉛、95%乙醇和飽和苯酚溶液及加熱，試管內(nèi)蛋白質(zhì)產(chǎn)生沉淀；加入蒸餾水后沉淀不溶解。(3)結(jié)論：在某些物理因素或化學(xué)因素的影響下，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象，稱為蛋白質(zhì)的變性。能使蛋白質(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。化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、三氯乙酸、乙醇、丙酮、甲醛等有機(jī)物。(4)蛋白質(zhì)的變性是一個(gè)不可逆過程，變性后的蛋白質(zhì)在水中不溶解，同時(shí)也會(huì)失去原有的生理活性。利用蛋白質(zhì)的變性，可用于殺菌消毒，而疫苗等生物制劑的保存則要防止變性。核心突破1蛋白質(zhì)的水解在酸、堿或酶的作用下，肽鍵斷裂，碳原子連接羥基，氮原子連接氫原子。肽鍵水解原理示意圖：2滲析、鹽析和變性的比較滲析鹽析變性內(nèi)涵利用半透膜分離膠體粒子與分子、離子加入無機(jī)鹽溶液使膠體中的物質(zhì)析出一定條件下，使蛋白質(zhì)失去原有的生理活性條件膠體、半透膜、水較多量的輕金屬鹽或銨鹽，如NaCl、Na2SO4、(NH4)2SO4等加熱、紫外線、X射線、重金屬鹽、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、乙醇、丙酮等特點(diǎn)可逆，需多次換水可逆，蛋白質(zhì)仍保持原有活性不可逆，蛋白質(zhì)失去原有活性實(shí)例除去淀粉溶膠中的NaNO3雜質(zhì)向皂化反應(yīng)液中加入食鹽晶體，使肥皂析出；向蛋白質(zhì)溶膠中加濃Na2SO4溶液使蛋白質(zhì)析出消毒、滅菌、給果樹使用波爾多液、保存動(dòng)物標(biāo)本等3.“三色”比較焰色反應(yīng)顯色反應(yīng)顏色反應(yīng)顯色實(shí)質(zhì)物理變化化學(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、三價(jià)鐵離子鑒別某些蛋白質(zhì)題組沖關(guān)題組1蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是()A濃HNO3濺在皮膚上，使皮膚呈黃色，是由于濃HNO3和蛋白質(zhì)發(fā)生顏色反應(yīng)B灼燒羊毛時(shí)會(huì)產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味C蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是肽類化合物D高溫滅菌的原理是加熱后使蛋白質(zhì)變性，從而使細(xì)菌死亡【答案】C2(雙選)關(guān)于蛋白質(zhì)性質(zhì)的說法中，不正確的是()A蛋白質(zhì)溶液中加入任何鹽溶液，都會(huì)使蛋白質(zhì)發(fā)生變性B蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是多種氨基酸C微熱條件下，任何蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)都會(huì)顯黃色D蛋白質(zhì)既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)【解析】蛋白質(zhì)溶液中加入濃的(NH4)2SO4、Na2SO4等溶液時(shí)，蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生鹽析，加入可溶性重金屬鹽溶液時(shí)會(huì)發(fā)生蛋白質(zhì)的變性；含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸才會(huì)顯黃色?！敬鸢浮緼C3為了鑒別某白色紡織品的成分是蠶絲還是“人造絲”通常選用的方法是()滴加濃硝酸灼燒滴加濃H2SO4滴加酒精ABCD【解析】蠶絲的成分是蛋白質(zhì)，“人造絲”的主要成分是纖維素，因此可利用蛋白質(zhì)的特征反應(yīng)即顏色反應(yīng)和灼燒的方法加以鑒別?！敬鸢浮緾【規(guī)律方法】蛋白質(zhì)的檢驗(yàn)方法(1)蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)，蛋白質(zhì)可以跟許多試劑發(fā)生特殊的顏色反應(yīng)，可用于鑒別蛋白質(zhì)的存在。常用試劑及現(xiàn)象為：茚三酮反應(yīng)：在加熱條件下，氨基酸或肽與茚三酮反應(yīng)生成紫色(與脯氨酸反應(yīng)生成黃色)化合物的反應(yīng)。硝化反應(yīng)：蛋白質(zhì)中含有苯環(huán)的氨基酸，遇濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)而生成黃色硝基化合物的反應(yīng)。雙縮脲反應(yīng)：蛋白質(zhì)與新配制的堿性硫酸銅溶液反應(yīng)，呈紫玫瑰色，稱為雙縮脲反應(yīng)。(2)灼燒法：灼燒蛋白質(zhì)，可聞到燒焦羽毛氣味。這一現(xiàn)象可用于絲綢、羊毛等動(dòng)物性纖維(蛋白質(zhì))與其他類纖維的區(qū)分。題組2酶與核酸4為保證加酶洗衣粉的效果，應(yīng)注意()A用沸水沖泡洗衣粉B用含氯較高的自來水C室溫時(shí)，用軟水溶解洗衣粉D和其他洗滌劑混合使用【答案】C5下列有關(guān)核酸的敘述中，正確的是()A除病毒外，一切生物都有核酸存在B核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的小分子有機(jī)物C核酸是生物的遺傳物質(zhì)D組成核酸的基本單位是脫氧核苷酸【解析】一般來說，病毒由核酸和蛋白質(zhì)組成，A項(xiàng)不正確；核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的有機(jī)高分子物質(zhì)，B項(xiàng)不正確；核酸分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類，其中脫氧核苷酸是DNA的基本單位，D項(xiàng)不正確?！敬鸢浮緾聚 合 反 應(yīng) 及 其 單 體 判 斷核心突破1加聚產(chǎn)物單體的找法：在鏈節(jié)中，將主鏈上的碳原子每兩個(gè)截為1段，然后單鍵變雙鍵，雙鍵變單鍵。若在鏈節(jié)中含有碳碳雙鍵，一般以碳碳雙鍵為中心，4個(gè)碳原子截為1段，然后單鍵變雙鍵，雙鍵變單鍵。2縮聚產(chǎn)物單體的推斷方法(1)凡鏈節(jié)為NHRCO結(jié)構(gòu)的高聚物，其合成單體必為一種。在亞氨基上加氫，在羰基碳原子上加羥基，即得高聚物單體。如：NHCH2CO，單體為：H2NCH2COOH。(2)凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有肽鍵的高聚物，從肽鍵中間斷開，兩側(cè)為不對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的，其單體為兩種；在亞氨基上加氫，羰基碳原子上加羥基，即得高聚物單體。如：，單體為：H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。(3)凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有酯基結(jié)構(gòu)的高聚物，其合成單體為兩種，從中間斷開，羰基碳原子上加羥基，氧原子上加氫原子，即得高聚物單體。如：，單體為：HOOCCOOH和HOCH2CH2OH。高聚物其鏈節(jié)中的“CH2”來自于甲醛，合成該高聚物的單體為：HCHO和。題組沖關(guān)題組聚合反應(yīng)類型的判斷及單體判斷1下列工業(yè)生產(chǎn)過程中，屬于應(yīng)用縮聚反應(yīng)制取高聚物的是()A單體CH2=CH2制高聚物CH2CH2【解析】A、B、C中均為加聚反應(yīng)；D中因有OH、COOH，發(fā)生了縮聚反應(yīng)?！敬鸢浮緿2某種具有較好的耐熱性、耐水性和高頻電絕緣性的高分子化合物的結(jié)構(gòu)片斷為()，則生成該樹脂的單體的種數(shù)和化學(xué)反應(yīng)所屬類型正確的是()A1種，加聚反應(yīng)B2種，縮聚反應(yīng)C3種，縮聚反應(yīng)D3種，加聚反應(yīng)【解析】類似酚醛樹脂的縮聚可知單體為HCHO、?！敬鸢浮緾