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1、第三节 蛋白质和核酸 阅读思考自主检测 任务一、阅读教材第86页到第87页,思考回答下列问题,自主学 习“氨基酸的结构与性质”。 1.什么是氨基酸?氨基酸分子的结构有何特点? 提示羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物称为氨基酸 。氨基酸分子中含有氨基和羧基,属于取代羧酸。 阅读思考自主检测 2.如何表示-氨基酸?写出教材第86页所列举的常见-氨基酸的 结构简式和名称。 阅读思考自主检测 3.氨基酸为什么显两性?写出能证明氨基酸具有两性的化学方程 式。 阅读思考自主检测 4.什么是氨基酸的成肽反应?写出氨基酸生成二肽反应的化学方 程式。 提示两个氨基酸分子(可以相同,也可以不同),在酸或碱的
2、存在下 加热,通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水,缩合 形成含有肽键( )的化合物,称为成肽反应。例如: 阅读思考自主检测 任务二、阅读教材第88页到第91页,思考回答下列问题,自主学 习“蛋白质的结构与性质”。 1.蛋白质的组成元素有哪些? 提示蛋白质是由C、H、O、N、S等元素组成,有些蛋白质含有P, 少量蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等。 2.蛋白质为什么具有两性?除此之外,蛋白质还有哪些重要的性质 ? 提示蛋白质分子中含有氨基和羧基。 除此之外,蛋白质还可发生水解、盐析、变性、颜色反应等。 3.蛋白质水解的条件是什么?水解产物是什么? 提示蛋白质在酸、碱或酶的作用下
3、,水解成相对分子质量较小的 肽类化合物,最终逐步水解得到各种氨基酸。 阅读思考自主检测 4.什么是蛋白质的盐析?盐析有何特点?什么是蛋白质的变性?使 蛋白质变性的因素有哪些?变性有何特点?举例说明,什么时候可以 利用蛋白质的变性?什么时候需要防止蛋白质的变性? 提示少量的盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)能促进蛋白质溶 解。当向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时,反而使蛋白 质的溶解度降低而从溶液中析出,这种作用称为盐析。盐析是可逆 的。 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。物理因素包括:加热、 加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波
4、等;化学因素包括:强酸 、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。 阅读思考自主检测 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能重 新溶解,同时也会失去原有的生理活性。 在日常生活中有时需要将蛋白质变性。例如,食物中的蛋白质变 性后,酶才能发挥作用将其蛋白质消化,以利于人体吸收,食物加热 烹调的过程实际上就是蛋白质的变性过程;用乙醇(质量分数75%) 、碘酒等消毒剂灭菌消毒也是让细菌、病毒蛋白质变性死亡。 有时也注意要防止蛋白质变性。例如,疫苗等生物制剂要冷冻保 藏;登高山时防晒护目是防止强紫外线引起皮肤和眼睛蛋白质被灼 伤变性。 阅读思考自主检测 5.什么是蛋白质的颜色反应?什么
5、样的蛋白质能发生颜色反应? 提示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。含有苯基的蛋白质均能发生颜色反应。 阅读思考自主检测 任务三、阅读教材第91页到第92页,思考回答下列问题,自主学 习“酶、核酸”。 1.酶在人体内有哪些重要作用?酶的催化作用有何特点? 提示酶对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的反应具 有很强的催化作用,酶的催化作用具有以下特点:(1)条件温和、不 需加热。在接近体温和接近中性的条件下,酶就可以起催化作用。 在3050 酶的活性最强,超过适宜的温度时,酶将失去活性。(2) 具有高度的专一性。例如,蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应,淀 粉酶只对淀粉起
6、催化作用,如同一把钥匙开一把锁一样。(3)具有高 效催化作用。酶催化的化学反应速率,比普通的催化剂高1071013 倍。 阅读思考自主检测 2.根据核酸的组成,核酸分为哪两种?DNA和RNA在人体内有何 作用? 提示根据其组成,核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸 (RNA)。 核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决 定性作用。DNA大量存在于细胞核中,是生物体遗传信息的载体。 在DNA分子中四种碱基的排列顺序即为生物体的遗传密码;生物 种类间的差异,也是由于四种碱基的排列的序列不同而产生的。 DNA同时还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞。 RNA主要存在于细胞
7、质中,根据DNA提供的信息控制体内蛋白质 的合成。 阅读思考自主检测 1.下列关于氨基酸的叙述中,错误的是( ) A.天然氨基酸都是晶体,一般都能溶于水 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-氨基酸、-氨基酸等多种氨基 酸 答案:D 阅读思考自主检测 2.下列关于蛋白质的叙述正确的是( ) A.加热会使蛋白质变性,因此生吃鸡蛋比熟吃好 B.蛋白质溶液能产生丁达尔效应 C.鸡蛋清中加入食盐,会使蛋白质变性 D.天然蛋白质中仅含C、H、O、N四种元素 答案:B 3.误食重金属盐会引起中毒,下列措施中不能用来解毒的是( ) A.服大
8、量鸡蛋清B.服用豆浆 C.喝大量牛奶D.喝盐开水 答案:D 重点难点探究重要考向探究随堂检测 探究问题 1.分析讨论甘氨酸和丙氨酸在一定条件下能形成几种二肽?并写 出可能形成的二肽的结构简式。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 2.一般说来用热水溶解洗衣粉后去污效果较好,但是用热水溶解 的加酶洗衣粉去污效果反而很差,为什么? 提示加酶洗衣粉主要是利用酶的催化作用去污,由于加热可以使 蛋白质变性,使酶失去催化作用,因此用热水溶解加酶洗衣粉去污 效果较差。 3.医院里常用高温、高压的方法对医疗器械进行消毒,给病人注 射时常用酒精棉球擦拭皮肤消毒。它们的原理是什么? 提示病菌、病毒中都含有蛋白质,高
9、温、高压消毒及酒精消毒, 都能使病菌、病毒中的蛋白质变性,使病菌、病毒死亡。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 知识点拨 一、氨基酸的结构与性质 1.结构 (1)定义:羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。 (2)官能团:NH2(或氨基)、COOH(或羧基)。 (3)-氨基酸:氨基和羧基连在同一个碳原子上的氨基酸。其结构 通式为 。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 (4)常见的氨基酸。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 2.性质 (1)物理性质。 (2)化学性质。 两性:在氨基酸分子中,羧基是酸性基团,氨基是碱性基团,甘氨 酸分别与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式为 重点难点探究重要考向探
10、究随堂检测 成肽反应:在酸或碱的存在下加热,氨基酸分子之间通过一个 分子的NH2和另一个分子的COOH间脱去一分子水,缩合形成 含有肽键( )的化合物。例如: 重点难点探究重要考向探究随堂检测 二、蛋白质的结构与性质 1.组成元素 主要含有C、H、O、N、S等元素。 2.结构 重点难点探究重要考向探究随堂检测 3.性质 (1)两性:蛋白质的结构中含有NH2和COOH,因此既能与酸反 应又能与碱反应。 (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 较小的肽类化合物,最终水解得到各种氨基酸。天然蛋白质水解的 最终产物都是-氨基酸。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 (3)盐析。 定
11、义:向蛋白质溶液中加入大量的浓的轻金属盐或铵盐溶液 如NaCl、(NH4)2SO4等使蛋白质的溶解度降低,从溶液中析出的过 程。 特点:盐析属于物理变化,是可逆的过程,只是改变了蛋白质的 溶解度,并未改变蛋白质的活性。 应用:多次盐析和溶解可以分离提纯蛋白质。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 (4)变性。 定义: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。 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、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。 特点:变性会使蛋白质的结构发生变化,使其失去生理活性,在 水中不能重新溶解,
12、是不可逆过程。 (5)颜色反应:分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸呈黄色。 (6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 三、酶、核酸 1.酶 (1)定义:是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催 化作用的有机物,其中大多数是蛋白质。 (2)催化特点。 条件温和、不需加热。 具有高度的专一性。 具有高效催化作用。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 2.核酸 (1)定义:核酸是一类含磷的生物高分子化合物。 (2)分类。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 考向 蛋白质的水解 【例题】 下列是某蛋白质的结构片段: (1)上述蛋白质结构片段的水解产物中不属于-氨基酸的结构简
13、式为 。 (2)上述蛋白质结构片段水解后的氨基酸中,某氨基酸碳氢原子 数比值最大。 该氨基酸与NaOH溶液反应的化学方程式为 。 该氨基酸两分子缩合形成环状结构物质的分子式为 。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 该氨基酸的同分异构体中,属于硝基化合物且苯环上有甲基的 同分异构体有 种。 (3)已知上述蛋白质结构片段的相对分子质量为364,则水解生成 的各种氨基酸的相对分子质量之和为 。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 重点难点探究重要考向探究随堂检测 重点难点探究重要考向探究随堂检测 重点难点探究重要考向探究随堂检测 重点难点探究重要考向探究随堂检测 3.蛋白质溶液与盐溶液的反应 盐溶液的
14、浓度大小、轻金属盐溶液和重金属盐溶液对蛋白质的 影响是不同的: (1)浓的轻金属盐溶液能使蛋白质发生盐析,蛋白质凝结成固体而 从溶液中析出,盐析出来的蛋白质仍保持原有的性质和生理活性, 盐析是物理过程,也是可逆的。利用盐析,可分离提纯蛋白质。 (2)稀的轻金属盐溶液,不会降低蛋白质在水中的溶解度,反而会 促进蛋白质的溶解。 (3)重金属盐溶液,不论是浓溶液还是稀溶液,均能使蛋白质变性, 变性后的蛋白质不再具有原有的可溶性和生理活性,变性过程是化 学过程,变性是不可逆的。加热、紫外线、强酸、强碱、某些有机 物也能使蛋白质变性。利用此性质可杀菌、消毒。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 特别提醒蛋
15、白质的水解规律 在酸、碱或酶的作用下,肽键断裂,碳原子连接羟基,氮原子连接 氢原子。 二肽由两个氨基酸分子形成,含一个肽键,n肽分子中含(n-1)个肽 键。 重点难点探究重要考向探究随堂检测 成功体验下列关于蛋白质的叙述错误的是( ) A.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 B.蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,蛋白质析出,再加水不溶解 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 解析:蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液能使蛋白质发生盐析, 盐析是可逆的,加水后析出的蛋白质又会溶解。 答案:B 重点难点探究重要考向探究随堂检测 1.右图是某只含有C、H、O、N的有机物分子的简易球棍模型。 下列关于该有机物的说法正确的是 ( ) A.分子式为C3H8NO2 B.在一定条件下,可以通过聚合反应,生成 高分子化合物 C.不能和盐酸反应 D.不能和NaHCO3溶液反应,生成CO2 解析:由该有机物的球棍模型可知其结构简式为 , 分子式为C3H7NO2,A错误;该有机物为氨基酸,可脱水缩合生成蛋白 质,也可和盐酸反应生成盐,与NaHCO3反应生成CO2,B正确,C、D错 误。 答案:B 重点难点探究重要考向探究随堂检测 2.欲将蛋白质从水溶液中
