1第三节第三节 蛋白质和核酸蛋白质和核酸1.了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。 2.了解二肽、多肽的概念。3.了解蛋白质的组成、结构和性质。 4.认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义， 体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。氨基酸的结构与性质学生用书 P641组成和结构2常见的氨基酸俗名结构简式系统命名甘氨酸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3.性质 (1)物理性质(2)化学性质21判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)。 (1)氨基酸分子中的COOH 能电离出 H显酸性，NH2能结合 H显碱性。( ) (2)成肽反应的规律为COOH 脱OH，NH2脱H。( )(3)肽键可表示为。( )(4)氨基酸的氢原子数为奇数，烃的氢原子数为偶数。( ) 答案：(1) (2) (3) (4) 2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 答案：D1氨基酸的两性 氨基酸分子中含有酸性官能团COOH 和碱性官能团NH2。氨基酸分子中的氨基能结 合 H，能与酸反应；而羧基能电离出 H，能与碱反应。 2氨基酸的缩合 (1)两分子间缩合(2)分子间或分子内缩合成环3(3)缩聚(具体讲解将在第五章中学到)成多肽或蛋白质多种氨基酸分子按不同的排列顺序以肽键相互结合，可以形成千百万种具有不同的理 化性质和生理活性的多肽链。相对分子质量在 10 000 以上的，并具有一定空间结构的多肽，称为蛋白质。氨基酸的缩合机理：，脱去一分子水后形成肽键()。 当多肽或蛋白质水解时断裂肽键上的 CN 键。下列关于氨基酸的叙述中，不正确的是( ) A氨基酸都是晶体，一般能溶于水 B氨基酸都不能发生水解反应 C氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐 D天然蛋白质水解最终可以得到 氨基酸、氨基酸等多种氨基酸 解析 氨基酸熔点较高，室温下均为晶体，一般能溶于水而难溶于乙醇、乙醚；氨 基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐；氨基酸分子间能发生成肽反应，但氨基酸都 不能发生水解反应；天然蛋白质水解的最终产物是多种 氨基酸。 答案 D氨基酸既能与酸反应又能与碱反应，常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质还有哪 些？ 答案：常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质除氨基酸外，还有以下几类：铝、氧 化铝、氢氧化铝、弱酸的酸式盐、弱酸的铵盐。4氨基酸的结构与性质1下列物质中属于氨基酸的是( )答案：D 2根据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 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：选 C。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 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在加热条件下反应会放出氨气。3苯丙氨酸的结构简式为。(1)该分子中的碱性基团是_，苯丙氨酸与盐酸反应的化学方程式为_ _。 (2)该分子中的酸性基团是_，苯丙氨酸与 NaOH 溶液反应的化学方程式为_ _。5解析：苯丙氨酸分子中，碱性基团是氨基(NH2)，酸性基团是羧基(COOH)。NH2 与 HCl 的反应为(可仿照 HNH2与 HCl 的反应写)NH2HClNH3Cl；COOH 与 NaOH 的反应为COOHNaOH COONaH2O。蛋白质的组成与性质 酶 核酸学生用书 P651蛋白质的组成 蛋白质中含有 C、H、O、N、S 等元素，有的还含有 P 元素，少量的蛋白质还含有微量 Fe、Cu、Zn、Mn 等元素，属于含氮生物高分子化合物，其水溶液具有胶体的性质。 2蛋白质的性质 (1)两性：蛋白质的结构中含有NH2和COOH，因此既能与酸又能与碱反应，是两性 分子。 (2)水解：蛋白质在酸、碱或酶的作用下，水解生成相对分子质量较小的多肽化合物， 最终水解得到各种氨基酸。蛋白质水解的最终产物几乎都是 氨基酸。 水解原理：水解过程：蛋白质多肽氨基酸。水解水解(3)盐析(4)变性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 能发生改变的现象物理因素加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等影响因素化学因素强酸、强碱、重金属盐、乙醇、福尔马林、丙酮等6特点变性属于化学变化，是不可逆过程，变性后的蛋白质在水中不能重 新溶解，失去生理活性(5)颜色反应 含有苯基的蛋白质溶液中加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热，沉淀变黄色。1判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)。 (1)向两份蛋白质溶液中分别加入饱和 NaCl 溶液和 CuSO4溶液，均有固体析出，两者 原理相同。( ) (2)蛋白质遇浓硝酸都会显黄色。( ) (3)医疗器械的高温消毒的实质是蛋白质的变性。( ) (4)酶的催化作用是温度越高越好。( ) 答案：(1) (2) (3) (4) 2下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是( ) A蚕丝、羊毛、病毒等主要成分都是蛋白质 B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 C重金属盐能使蛋白质凝结 D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 解析：选 B。蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，发生盐析现象，该过程为可逆的， 加水，蛋白质又可溶解。1渗析、盐析和变性的比较渗析盐析变性含义利用半透膜分离胶体加入无机盐溶液使胶体中一定条件下，使蛋白质失7粒子与分子、离子的分散质析出去原有的生理活性条件半透膜、水较多量的轻金属盐或铵盐， 如 NaCl、Na2SO4、(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，加水，析出的分散 质又能溶解不可逆，蛋白质失去原有 活性，加水不再溶解实例除去淀粉溶胶中的 NaNO3杂质向皂化反应液中加食盐 晶体，使肥皂析出；向 蛋白质溶胶中加浓 Na2SO4 溶液使蛋白质析出消毒、灭菌、给果树使用 波尔多液、保存动物标本 等2.“三色”反应的比较焰色反应显色反应颜色反应含义钠、钾等金属元素灼烧时， 火焰呈现某种颜色。钠元素 为黄色，钾元素(透过蓝色钴 玻璃)为紫色苯酚与三价铁离子的溶 液显紫色；淀粉与单质 碘显蓝色；三价铁离子 与硫氰根离子显红色蛋白质遇某些试剂后显 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化学变化重要应用鉴别钠、钾等金属元素鉴别苯酚、淀粉、三价 铁离子鉴别某些蛋白质(1)近几年来研究认为褪黑素与人的寿命长短有关，有人把褪黑素和克隆技术 并称为“二十世纪生命科学的两大发现” 。褪黑素的结构简式为，写出它在酸性条件下水解的化学方程式：_ _。 (2)现有淀粉和蛋白质胶体的混合液，要检验其中蛋白质的存在，可取混合液少许，向 其中加入 1 mL_，现象是_，加热，现象是_，说明存 在蛋白质；要检验其中淀粉的存在，可取混合液少许，加入_，溶液呈明显的 _，说明淀粉存在；要把淀粉和蛋白质分离开，可进行的操作是_ _ _。 (3)在下列物质中：K2SO4，HCHO，MgSO4，Hg(NO3)2，NH4Cl，KOH，能使蛋 白质变性的是_(填序号，下同)，能使蛋白质发生盐析的是 _。解析 (1) 在酸、碱或酶存在的条件下都可发生水解反应。(2)浓硝酸是强酸，加入浓 HNO3会使蛋白质变性而沉淀析出，加热时因发生颜色反应而显黄色；淀粉遇 碘变蓝色，实验中常利用这一性质进行淀粉的检验；利用盐析法分离、提纯蛋白质，利用8渗析法提纯淀粉。(3)Hg(NO3)2是重金属盐，KOH 为强碱，都会使蛋白质变性。 K2SO4、MgSO4是轻金属盐，NH4Cl 是铵盐，不会使蛋白质变性，但可以降低蛋白质的 溶解度，可使蛋白质发生盐析。答案 (1) (2)浓 HNO3 有白色沉淀产生 沉淀变黄色 碘水 蓝色 向溶液中加入适量的饱和 (NH4)2SO4或 Na2SO4溶液，使蛋白质发生盐析而沉淀析出，然后过滤，从而使蛋白质从混合 液中分离出来，将混合液进行渗析可得淀粉 (3) 医用酒精、84 消毒液、紫外线等能杀菌消毒所依据的原理是什么？在临床上解救 Cu2、Pb2、Hg2等重金属盐中 毒的病人时，为什么要求病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等？ 答案：依据是它们能使细菌、病毒等生物蛋白质变性。 生鸡蛋、牛奶、豆浆中含有丰富的蛋白质，重金属离子破坏这些食物中的蛋白质，而 减少对病人本身蛋白质的损伤。蛋白质1(1)鸡蛋腐败时，常闻到有刺激性气味的气体，该气体主要是_，说明蛋白 质中含有_元素(填元素名称)。 (2)误食重金属盐会中毒，这是因为_。 (3)浓 HNO3溅到皮肤上，使皮肤呈_色，这是由于浓 HNO3和蛋白质发生了 _反应的缘故。 解析：(1)我们常说硫化氢有臭鸡蛋的气味，这是因为鸡蛋腐败，蛋白质分解会放出硫 化氢。(2)重金属离子会使蛋白质变性，蛋白质广泛存在于生物体内，是生命的基础，肌肉、 皮肤、毛发等的主要成分都是蛋白质。(3)蛋白质和浓 HNO3可发生特殊的颜色反应。 答案：(1)H2S 硫 (2)重金属盐会使蛋白质变性 (3)黄 颜色酶和核酸2 “克隆羊”的关键技术之一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。下列说法不正确的是( )9A酶具有催化作用 B酶的催化作用具有选择性和专一性 C高温