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2013-2014学年高中化学人教版选修五同步辅导与检测课件:4.3 蛋白质和核酸


◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆

生命中的基础有机化学物质

第三节 蛋白质和核酸

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课 标 展 示

基 础 梳 理

综 合 拓 展

典 例 精 析

达 标 精 练

第三节

蛋白质和核酸
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1.掌握氨基酸(α氨基酸)的结构特点和性质(主要是两性)。
2.掌握蛋白质的结构(肽键结构)特点及其重要的化学性 质。 3.了解酶的性质和用途。 4.了解核酸的用途。

5.了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系,认识人工合 成多肽、蛋白质、核酸的意义。

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一、氨基酸的结构与性质
1.氨基酸的分子结构 羧酸分子烃基中的氢原子被________ 氨基 取代 氨基酸可看作是______________________ 氨基 ,又含有________ 羧基 ,天然氨 后的产物,分子中既含有________ α? 氨基酸 。 基酸全为 ________ 2.氨基酸的性质 (1)两性。 在氨基酸分子中,______ 羧基 是酸性基团,_____ 氨基 是碱性基团, 氨基酸既能跟_____反应,又能跟 ______反应生成盐。 酸 碱 金品质?高追求 我们让你更放心!

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 如甘氨酸与盐酸、氢氧化钠的反应为: HOOCCH2NH2+HCl→HOOCCH2NH3Cl ______________________________________________ ; H2NCH2COOH+NaOH→H2NCH2COONa+H2O ______________________________________________ 。 (2)成肽反应。 氨基酸分子之间通过一个分子的__________ 和另一个分子 羧基 O H 的________ 氨基 间脱去一分子水,缩合形成含有肽键( —C—N— )的化 合物。如:
=

R O H R′ H2N—CH—C—N—CHCOOH+H2O ______________________________________________ 。

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=

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 二、蛋白质的组成和性质 1.组成

蛋白质含有C _______________ __________化合 、H、O、N、S 等元素,属于天然高分子 物。蛋白质分子直径很大,其溶液具有胶体的某些性质。
2.蛋白质的性质 (1)两性。

氨基酸分子 脱水形成的,在 形成蛋白质的多肽是由多个____________
多肽链的两端存在着_____________ 羧基和氨基 ,因此蛋白质既能与酸反应, 又能与碱反应。 金品质?高追求 我们让你更放心!

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ (2)水解。

蛋白质― ― ― ― →________ ― →________ 多肽 ― 氨基酸 。 水解
(3)盐析。
①概念:向蛋白质溶液中加入某些盐溶液[如Na2SO4、

酸、碱或酶

水解

(NH4)2SO4、MgSO4等],可以使蛋白质的溶解度________ 降低 而从
溶液中________ 析出 的现象。 ②结果:盐析只改变了蛋白质的________ 溶解性 而没有改变他 们的________ ________的过程。 生理活性,是一个可逆 分离 、________ 提纯 蛋白质。 ③应用:常用于________ 金品质?高追求 我们让你更放心!

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ (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。
加热 、加压、搅拌、 ②影响因素:物理因素主要包括________

振荡、________ 照射、________ 等。 紫外线 X射线
化学因素主要包括:______ _______、三氯 强酸 、_______ 强碱 、 重金属盐 乙酸(CCl3COOH)、乙醇、丙酮、甲醛(福尔马林)等。 不可逆 ③结果:变性会引起蛋白质结构上的改变,是________ 过程。 金品质?高追求 我们让你更放心!

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ (5)颜色反应。 黄 分子中含有________ 苯环 的蛋白质跟浓HNO3作用时呈______ 色。一般天然蛋白质都含有________ 苯环 ,常用此性质来鉴别蛋 白质。

(6)蛋白质燃烧有__________ 烧焦羽毛 的气味,也可以用此性质鉴
别蛋白质。

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 三、酶与核酸 1.酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催 蛋白质 。 化作用的________ 2.酶的催化作用具有以下特点: (1)_______________________________________ 。 条件温和,不需加热 高度专一性 (2)_______________________________________ 。 高效催化作用 (3)_______________________________________ 。 3.核酸是一类含___ 磷 的生物高分子化合物。根据其组成,核 酸分为______________(DNA) 和___________________ 。 脱氧核糖核酸 核糖核酸(RNA)

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氨基酸缩合反应的规律 1.两分子间缩合

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 2.分子间或分子内缩合成环

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关键一点: 氨基酸缩合机理为: ,脱去一分子 O H 水后形成肽键( —C—N— ),肽键可简写为“—CONH—”,不 能写成“—CNHO—”。
=

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 盐析、变性和渗析三者的比较 渗析 盐析 变性

利用半透膜分 内涵 离胶体粒子与 小分子和离子

一定条件下,使蛋白 加入无机盐使胶 质凝聚失去原有生理 体中的物质析出 活性

浓的盐溶液,如 加热、紫外线、X射线、 胶体、半透膜、 (NH4)2SO4、 条件 重金属盐、强酸、强 水 Na2SO4、NaCl溶 碱、乙醇、丙酮等 液等
变化 实质 物理变化 物理变化 化学变化 我们让你更放心!

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 渗析 可逆、需多次 特点 换水 除杂,如除去 用途 淀粉溶液中的 NaNO3杂质 关键一点: (1)稀的盐溶液能促进蛋白质的溶解。 (2)浓的无机盐溶液能使蛋白质发生盐析。 (3)盐溶液中含有重金属离子时,不论其浓度大小,均能使 蛋白质发生变性。 金品质?高追求 我们让你更放心! 盐析 可逆,蛋白质仍 保持原有活性 分离提纯蛋白质 变性 不可逆,蛋白质已失 去原有活性 消毒、灭菌,如给果 树使用波尔多液;保 存动物标本等

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 焰色反应、显色反应、颜色反应的比较 焰色反应 钠、钾等多种金属 元素被灼烧时,使 火焰呈现某种颜色。 含义 如钠元素的焰色为 黄色,钾元素的焰 色为紫色 显色 实质 物理变化 显色反应 颜色反应

酚类物质遇三氯化 蛋白质遇某些 铁(Fe3+)溶液后, 试剂后显示某 溶液显示某种颜色, 种特殊的颜色。 如苯酚遇三氯化铁 如鸡蛋白、人 显紫色;淀粉遇碘 的皮肤等遇浓 (I2)显蓝色 硝酸显黄色 化学变化 化学变化 鉴别某些蛋白 质

重要 鉴别钠、钾等金属 应用 元素

鉴别苯酚、淀粉

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关键一点:

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各类含苯环的蛋白质。

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氨基酸的结构与性质 某实验式为C3H6NO2的二肽,水解后可以得到 丝氨酸HO—CH2CHCOOH和氨基酸A,此二肽分子中有2个氮
NH2

原子,则A的分子式是(

)

A.C3H7NO2
C.C2H5NO2 金品质?高追求

B.C3H5NO
D.C4H7NO 我们让你更放心!

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解析:根据二肽的分子式结合质量守恒可求得A的分子式。

答案:A

名师点睛:根据碳原子守恒可知A的分子式中含有3个碳
原子,因为A为氨基酸,因此A中应有一个氮原子和两个氧原 子再结合题目所给的信息,可判断A选项正确。 金品质?高追求 我们让你更放心!

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变式应用
1.甘氨酸和丙氨酸混合,在一定条件下发生缩合反应 生成的二肽化合物共有( A.4种 B.3种 ) C.2种 D.1种

解析:本题考查的是氨基酸的分子结构和性质。二肽是由 两个氨基酸分子消去一个水分子而形成的含有一个肽键的化合 物。两个甘氨酸之间和两个丙氨酸之间均可形成1种二肽化合 物,而甘氨酸和丙氨酸之间可形成2种二肽化合物,一共可形 成4种二肽化合物。故正确答案为A。 答案:A 金品质?高追求 我们让你更放心!

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 2.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年诺贝尔生理学和医学奖及 获得2011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( D ) A.它属于α氨基酸,既具有酸性,又具有碱性 B.它能与FeCl3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.它既能与酸反应又能与碱反应,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 金品质?高追求 我们让你更放心!

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 蛋白质的性质 下列有关蛋白质的叙述中,不正确的是( )

A.人工合成的具有生命活性的蛋白质——结晶牛胰岛素, 是1965年我国科学家在世界上第一次合成的

B.蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,蛋白质析出,
再加水不溶解 C.重金属盐能使蛋白质变性,所以误食重金属盐会中毒 D.浓硝酸溅在皮肤上,使皮肤呈黄色,是由于浓硝酸和 蛋白质发生颜色反应 金品质?高追求 我们让你更放心!

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 解析:(NH4)2SO4溶液能使蛋白质发生盐析,却不发生变 性,而重金属盐可使蛋白质变性,使人中毒。

答案:B
名师点睛:掌握蛋白质的性质是解答此题的关键,向蛋

白质溶液中加浓的无机轻金属盐,可使蛋白质发生盐析,盐
析是一个可逆过程;蛋白质在酸、碱、重金属盐等作用下, 结构发生变化而凝结的现象是变性,变性是不可逆过程。

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变式应用
3.要使蛋白质从水溶液中析出而又不改变蛋白质的主 要性质,应向其中加入( A.饱和Na2SO4溶液 ) B.浓NaOH溶液

C.饱和CaSO4溶液

D.浓BaCl2溶液

解析:蛋白质发生盐析的条件是加入较多量的轻金属盐, A项正确,C项CaSO4微溶,B、D两项使蛋白质变性。 答案:A

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 4. (2012年广东模拟)(双选)下列说法正确的是( ) A.(广东六校)油脂、淀粉、蛋白质均是人体所需的营 养物质,且所含元素种类相同? B.(广铁一中)蛋白质、糖类物质都能发生水解反应, 都属于高分子化合物? C.(中山期末)淀粉、油脂、蛋白质都能水解,但水解 产物不同?

D.(英德中学)氨基酸和蛋白质分子中都含有氨基和羧 基,二者均有两性

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解析:油脂、淀粉的组成元素是C、H、O,蛋白质由C、

H、O、N、S等元素组成,A错;单糖不能水解,单糖和低聚
糖都不是高分子化合物,B错。 答案:CD

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 酶的特性 近年来克隆技术快速发展,各国先后成功克隆 了羊、牛、猪、猴等多种动物。克隆技术的关键是找到一些 特殊的酶,这些酶能激活普通体细胞,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.酶只有在强酸或强碱的条件下才能发挥作用 金品质?高追求 我们让你更放心!

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解析:酶是一种具有催化能力的蛋白质,催化作用是具
有专一性、高效性以及条件温和等特点。由于酶是蛋白质所 以酶在高温、重金属盐、强酸、强碱等条件下发生变性而失

去催化活性。所以题目选项中D的描述是错误的。
答案:D

名师点睛:酶本身所具有的性质可以结合蛋白质的性质
来掌握,酶的催化作用要与工业催化剂比较记忆,从而更好 地掌握酶的催化特点。

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变式应用
5.为保证加酶洗衣粉的效果,应注意( A.用沸水冲泡洗衣粉 )

B.用含氯较高的自来水
C.室温时,用软水溶解洗衣粉 D.和其他洗涤剂混合使用

解析:酶是一种具有催化作用的蛋白质,具有蛋白质的一 切性质。高温易使蛋白质变性,含氯(Cl2)较高的自来水也会使 蛋白质变性。不同洗涤剂的酸碱性不同,不能混合使用。 答案:C
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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 6.下图是人体内某化学反应的图解,其中英文字母代表 物质,数字表示反应前、中、后过程。

(1)图中代表酶的是________,做出判断的依据是 _________________________________________。

(2)从1和2可以反映出酶具有________性,做出判断的依 据是________________________________________。
(3)如果D代表脂肪,那么E、F则是______和______。 金品质?高追求 我们让你更放心!

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 解析:(1)酶的本质是催化剂,所以酶在化学反应前后 的质量和化学性质都保持不变。 (2)酶的专一性是指一种酶只能催化一种(或一类)物质。 (3)脂肪的水解产物是甘油和脂肪酸。 答案:(1)A A参加了反应并且在反应前后保持不变 (2)专一 A只能和D反应而不能和B、C反应 (3)甘油 脂肪酸

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1. (2013年佛山模拟)下列说法正确的是( A. 煤的气化是物理变化? B.蛋白质、橡胶和塑料都是天然高分子?

)?

C.乙烯与HCl加成后可得到聚氯乙烯的单体?
D.乙醇可以被氧化为乙酸,二者都能发生取代反应 解析:煤的气化是复杂的物理化学变化,A错;塑料不是 天然高分子,B错;乙烯与HCl加成后得到氯乙烷,氯乙烷不是 聚氯乙烯的单体,C错。 答案:D 金品质?高追求 我们让你更放心!

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 2.下列说法正确的是( B ) A.油脂、淀粉、蔗糖和葡萄糖在一定条件下都能发生水 解反应 B.蛋白质是结构复杂的高分子化合物,分子中都含有C、

H、O、N四种元素
C.棉、麻、羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O D.根据分散质粒子的直径大小,分散系可分为溶液、浊 液和胶体,浊液的分散质粒子大小介于溶液与胶体之间

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 3.下列说法不正确的是( C ) A.麦芽糖及其水解产物均能发生银镜反应

B.用溴水即可鉴别苯酚溶液、2,4己二烯和甲苯
C.在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是

CH3CO18OH和C2H5OH
D.用甘氨酸(H2N-CH2-COOH)和丙氨酸( 缩合最多可形成4种二肽 )

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 4.有关天然产物水解的叙述不正确的是( )

A.油脂水解可以得到丙三醇
B.可用碘检验淀粉水解是否完全 C.蛋白质水解的最终产物均为氨基酸 D.纤维素水解与淀粉水解得到的最终产物不同 解析:油脂水解后可以得到丙三醇和脂肪酸;淀粉遇碘单 质显蓝色,若淀粉完全水解,则在溶液中不存在淀粉,溶液不

显蓝色;蛋白质水解的最终产物均为α氨基酸;纤维素和淀粉 的基本结构单位均为葡萄糖,水解产物也均为葡萄糖。
答案:D 金品质?高追求 我们让你更放心!

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◆化学?选修5/有机化学基础?(人教版)◆ 5. (2012年高考组合)下列说法正确的是 ( )?

A. (广东)淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物? B.(浙江)蛋白质是结构复杂的高分子化合物,分子中 都含有C、H、O、N四种元素? C.(浙江)棉、麻、羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成 CO2和H2O? D.(福建)氨基酸、淀粉均属于高分子化合物

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解析:油脂不属于高分子化合物,A错;蛋白质是氨基酸 缩合而成的高分子化合物,都含有C、H、O、N四种元素,B 正确;羊毛属蛋白质,为含氮化合物。合成纤维除含C、H、O

元素外,有的还含有其他元素,如腈纶含N元素、氯纶含Cl元
素等,它们完全燃烧时不都只生成CO2和H2O,C错;氨基酸不 是高分子化合物,D错。

答案:B

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