第12天蛋白质核酸（原卷版）

寒假打卡第12天第四章第二节蛋白质核酸一、氨基酸1．氨基酸的组成和结构(1)组成。氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的H被氨基取代的化合物。(2)结构。α­氨基酸的结构简式可表示为，其官能团为氨基(—NH2)和羧基(—COOH)。2．氨基酸的性质(1)物理性质天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，在200～300℃熔化时分解，能溶于强酸或强碱溶液中，除少数外一般都能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚。(2)化学性质①两性。氨基酸分子中含有酸性官能团—COOH和碱性官能团—NH2，因此具有两性，可与酸、碱反应生成盐。②成肽反应。两个氨基酸分子，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的—NH2和另一分子的—COOH间脱去一分子水，缩合成含有肽键()的化合物，称为成肽反应。二肽：氨基酸分子的羧基与另外1个氨基酸分子的氨基脱水形成肽键(与酯化反应类似)，根据参与反应的羧基或氨基的不同可形成多种二肽。成环：分子内或分子间脱水成环【名师点拨】常见的氨基酸俗名结构简式系统命名甘氨酸H2N—CH2—COOH氨基乙酸丙氨酸α­氨基丙酸谷氨酸2­氨基­1，5­戊二酸苯丙氨酸α­氨基苯丙酸半胱氨酸2­氨基­3­巯基丙酸【典例示范】【例1】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的分子式可能是()A．C3H7NO3B．C5H9NO4C．C5H11NO5D．C5H7NO4【答案】B【解析】水解方程式为C8H14N2O5＋H2O→＋X，根据质量守恒可得X的分子式。二、蛋白质的组成和结构1．蛋白质的存在。动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁及毛、发、蹄、角等，或植物的种子里。2．蛋白质的组成。蛋白质是一类非常重要的含氮生物高分子化合物，其相对分子质量从几万到几千万。它是由C、H、O、N等元素组成，有些蛋白质中含有S、P，少量蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等。3．蛋白质的结构。(1)任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有独特而稳定的结构。(2)蛋白质分子特定的空间结构：蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。蛋白质的一级结构决定其空间结构。蛋白质的二级结构是指多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构。蛋白质的三级结构是整个多肽链的三维构象，它是在二级结构的基础上，多肽链进一步折叠卷曲形成复杂的球状分子结构。具有三级结构的多肽链叫亚基。蛋白质的四级结构：蛋白质分子中亚基的立体排布、亚基间的相互作用与布局称为蛋白质的四级结构。(3)蛋白质的性质不仅取决于多肽链氨基酸的种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。【典例示范】【例2】由下列结构片段组成的蛋白质在胃液中水解，能够产生的氨基酸是()【答案】D【解析】该结构片段产生的氨基酸有CH3CH(NH2)COOH、H2NCH2COOH、HSCH2CH(NH2)COOH，故D符合。三、蛋白质的化学性质1．蛋白质的特征反应(1)颜色反应：取一小块鸡皮，置于蒸发皿中，滴加3～5滴浓硝酸，在酒精灯上微热，观察到的现象是鸡皮遇浓硝酸变黄色。实验结论：浓硝酸可使某些蛋白质显黄色，常用此反应来鉴别蛋白质。(2)蘸取少量鸡蛋清或取一根头发，放在酒精灯火焰上灼烧，可闻到烧焦羽毛的特殊气味。常用此反应区分毛料纤维与合成纤维。2．蛋白质的两性形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸发生成肽反应形成的，在多肽链的两端存在着自由的氨基和羧基，侧链中也有酸性或碱性基团，所以蛋白质与氨基酸一样具有两性，能与酸或碱反应。3．蛋白质的水解蛋白质eq\o(→,\s\up7(酶、酸或碱),\s\do5(水解))多肽eq\o(→,\s\up7(酶、酸或碱),\s\do5(逐步水解))氨基酸4．蛋白质的盐析(1)少量的盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等]能促进蛋白质溶解，但当盐溶液浓度较大时，则会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。(4)蛋白质的盐析是一个可逆过程，采用多次盐析和溶解可分离提纯蛋白质。5．蛋白质的变性(1)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。能使蛋白质变性的因素有：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、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。(2)蛋白质的变性是一个不可逆过程，变性后的蛋白质在水中不溶解，同时也会失去原有的生理活性。利用蛋白质的变性，可用于杀菌消毒，而疫苗等生物制剂的冷冻保存则为了防止变性。【名师点拨】蛋白质的盐析与变性盐析变性概念蛋白质在某些盐的浓溶液中溶解度降低而析出蛋白质在加热、强酸、强碱等条件下性质发生改变而凝结起来特征可逆不可逆实质溶解度降低，物理变化结构、性质改变，化学变化条件钠、镁、铝等轻金属盐或铵盐的浓溶液加热、强酸、强碱、强氧化剂、紫外线、重金属盐、苯酚、甲醛、乙醇等用途分离、提纯蛋白质杀菌、消毒实例硫酸铵或硫酸钠等盐溶液使蛋白质盐析重金属盐(例如硫酸铜)溶液能使蛋白质变性【典例示范】【例3】下列关于蛋白质的说法不正确的是()A．蛋白质是由多种α氨基酸加聚而生成的天然高分子化合物B．通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性C．浓的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出，加水后析出的蛋白质又溶解D．鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法【答案】A【解析】氨基酸生成蛋白质发生的是分子间的脱水反应而不是加聚反应，故A项错误；无论何种形式的消毒，其原理都是使细菌中的蛋白质变性而失去原有生理活性，故B项正确；盐析不能使蛋白质变性，故C项正确；“人造丝”的成分是纤维素，灼烧时没有烧焦羽毛的气味，故D项正确。四、核酸的组成1．核酸的分类(1)脱氧核糖核酸(DNA)：生物遗传信息的载体；指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞。(2)核糖核酸(RNA)：根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。其类别如下表所示：分类脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)存在大量存在于细胞核中主要存在于细胞质中生理作用生物遗传信息的载体；还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成2．核酸的基本组成单位(1)每分子核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成。(2)元素组成:C、H、O、N、P。(3)种类:根据五碳糖的不同，可分为两类——脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸(4)基本单位：核苷酸——磷酸、五碳糖、含氮碱基。(5)DNA的基本单位：脱氧(核糖)核苷酸——磷酸、脱氧核糖、含氮碱基(A、G、C、T)。(6)RNA的基本单位：核糖核苷酸——磷酸、核糖、含氮碱基(A、G、C、U)。【名师点拨】DNA与RNA的比较种类DNA(脱氧核糖核酸)RNA(核糖核酸)组成成分五碳糖脱氧核糖核糖磷酸磷酸碱基A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)基本单位脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)结构一般呈规则的双螺旋结构常呈单链结构分布主要分布在细胞核内的染色体上，在线粒体和叶绿体中也有主要分布在细胞质中功能能进行复制、转录过程，从而实现遗传信息的传递mRNA能指导翻译过程，把遗传信息从mRNA传递到蛋白质中；rRNA主要参与核糖体的构建；tRNA主要转运氨基酸进入核糖体【典例示范】【例4】核酸检测是诊断新冠肺炎的重要依据，下列关于核酸的结构和性质说法正确的是()A．核酸是一种无机酸 B．核酸的性质与蛋白质相似，不会变性C．组成核酸的元素有C、H、O、N、P等 D．核酸是生物小分子化合物【答案】C【解析】A项，核酸是有多个核苷酸相互聚合而形成的的有机酸，A错误；B项，核酸性质与蛋白质类似，在重金属盐、加热等化学或物理因素的影响下可以发生变性，B错误；C项，根据核酸的组成，可知组成核酸的元素有C、H、O、N、P等，C正确；D项，核酸是由核苷酸相互聚合组成的大分子化合物，D错误；故选C。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)氨基酸、淀粉都属于高分子化合物。()(2)氨基酸分子中含有—COOH和—NH2。()(3)二肽是两分子氨基酸缩合而成的化合物。()(4)天然的氨基酸都是晶体，一般能溶于水。()(5)氨基酸都不能发生水解反应。()(6)氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐。()(7)蚕丝、羊毛的成分都是蛋白质。()(8)糖类和蛋白质都是人体重要的营养物质。()(9)氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性。()(10)蛋白质水解的最终产物是氨基酸。()(11)重金属盐能使蛋白质凝结。()(12)高温或日常用的消毒剂可使病毒蛋白质变性。()(13)棉花、羊毛、木材和草类的主要成分都是纤维素。()(14)误食重金属盐引起人体中毒，可喝大量的食盐水解毒。()(15)浓硝酸使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应。()(16)蛋白质属于天然高分子化合物，组成元素只有C、H、O、N。()(17)蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，蛋白质析出，虽再加水，也不溶解。()(18)用浓Na2SO4、CuSO4溶液或浓HNO3使蛋清发生盐析，进而分离、提纯蛋白质。()(19)核酸由C、H、O、N四种元素组成。()(20)核酸是生物体内具有遗传功能的大分子化合物。()(21)核酸是细胞内生命物质的主要成分之一。()(22)核酸是由含氮碱基、脱氧核糖和磷酸组成。()(限时30分钟)一、选择题1．氨基酸不能发生的反应是()A．酯化反应B．与碱的中和反应C．成肽反应D．水解反应2．下列物质中与甘氨酸互为同分异构体的是()3．核酸的基本组成单位是()A．核苷酸B．脱氧核糖核苷酸C．核糖核苷酸 D．氨基酸4．生物的遗传物质和生命活动的体现者分别是()A．核酸糖类 B．核酸蛋白质C．核糖核酸蛋白质 D．脱氧核糖核酸有机物5．关于有机物的酸碱性，下列说法正确的是()A．既有酸性，也有碱性 B．只有酸性C．只有碱性 D．既无酸性也无碱性6．关于蛋白质的叙述错误的是()A．在世界上我国首先合成了具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素B．蛋白质是组成细胞的基础物质，它是小分子物质C．蛋白质水解的最终产物是氨基酸D．高温灭菌的原理是加热后使蛋白质变性，从而使细菌死亡7．下列关于蛋白质的说法中不正确的是()A．蛋白质属于天然有机高分子化合物，没有蛋白质就没有生命B．HCHO溶液或(NH4)2SO4溶液均能使蛋白质变性C．某些蛋白质跟浓硝酸作用会变黄D．可以采用多次盐析或多次渗析的方法分离、提纯蛋白质8．下列关于蛋白质的叙述中错误的是()A．蛋白质是两性化合物B．少量的NaCl能促进蛋白质的溶解，浓的NaCl溶液能使蛋白质溶解度降低而从水溶液中析出C．天然蛋白质水解的最终产物是α氨基酸D．肽键是蛋白质二级结构中的主键9．下面关于蛋白质的说法不正确的是()A．氨基酸脱水形成多肽长链，经过复杂的盘曲折叠形成蛋白质B．生命活动离不开蛋白质，没有蛋白质就没有生命，所以蛋白质是生命活动的控制者C．蛋白质功能的多样性取决于其结构的多样性D．具有催化作用的蛋白质—唾液淀粉酶，是在附着核糖体上合成的10．下列关于蛋白质的叙述正确的是()A．向蛋白质溶液中分别加入NaCl溶液、CuSO4溶液，其过程均是不可逆的B．重金属盐使蛋白质分子变性，但是吞“钡餐”(主要成分是硫酸钡)不会引起中毒C．温度越高，酶对某些生化反应的催化效率就越高D．医疗上用75%的酒精杀菌消毒，是利用了酒精可以使蛋白质盐析的性质11．核酸是细胞内携带遗传信息的物质，以下关于DNA与RNA特点的比较，叙述正确的是()A．在细胞内存在的主要部位相同 B．所含的五碳糖不同C．核苷酸之间的连接方式不同 D．所含的碱基相同12．下图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段，它的碱基中胞嘧啶的结构如图2，下列说法正确的是A．脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键B．2脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应C．胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的官能团是氨基和肽键D．脱氧核糖核酸由磷酸、2脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成二、非选择题13．某种甜味剂A的甜度是蔗糖的200倍，由于它热值低、口感好、副作用小，在许多国家已被广泛使用。A的结构简式为：已知：①在一定条件下，羧酸酯或羧酸与含—NH2的化合物反应可以生成酰胺。②酯比酰胺容易水解。请回答下列问题：(1)在稀酸条件下加热，化合物A首先生成的水解产物是___________________________。(2)在较浓酸和长时间加热的条件下，化合物A最终水解的产物是__________________。(3)化合物A分子内的官能团之间也可以发生反应，再生成一个酰胺键，产物是甲醇和__________________________________________(填结构简式)。14．(1)“民以食为天，食以安为先”。近年来屡屡发生的劣质奶粉、苏丹红、多宝鱼等食品安全事件严重威胁消费者的健康和生命安全。下列有关蛋白质的说法正确的是__________