第二节 蛋白质
课标定向 胸中有蓝图
1.认识氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。(宏观辨识与微观探析)
2.知道氨基酸和蛋白质的关系,了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。(证据推理与模型认知)
3.认识人工合成多肽、蛋白质等的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。(科学态度与社会责任)
一、氨基酸
1.概念和结构
2.常见的氨基酸
俗名 结构简式 命名
甘氨酸 氨基乙酸
丙氨酸 2-氨基丙酸
谷氨酸 2-氨基戊二酸
苯丙氨酸 2-氨基-3-苯基丙酸
半胱氨酸 2-氨基-3-巯基丙酸
[思考]α-氨基酸的结构简式可写为,它们都具有对映异构吗
3.氨基酸的性质
(1)物理性质
天然氨基酸均为 色晶体,熔点较高,一般 溶于水,而 溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
(2)化学性质
①两性
氨基酸分子中含有酸性基团 和碱性基团 ,因此氨基酸是 化合物。
写出甘氨酸分别与盐酸、NaOH 溶液反应的化学方程式:
a.与盐酸的反应: 。
b.与氢氧化钠反应: 。
②成肽反应
a.成肽反应:两个氨基酸分子在一定条件下,通过 与 间缩合脱去水,形成含有肽键 的化合物。
b.化学方程式:
。
c.多肽的形成:两分子氨基酸 →三肽→四肽→…→多肽(肽链) →蛋白质。
[思考]氨基酸发生反应生成四肽时,生成几分子水 该反应是否属于取代反应
二、蛋白质 酶
1.蛋白质的组成
(1) 蛋白质:由多种氨基酸通过 等相互连接形成的一类生物大分子。
(2)主要由 等元素组成。
2.蛋白质的四级结构
3.蛋白质的化学性质
(1)两性:蛋白质的结构中含有 和 ,因此既能与酸反应又能与碱反应,是 分子。
(2)水解
①水解过程:
蛋白质多肽 。
②人体内变化:
蛋白质多肽 人体所需要的蛋白质。
(3)盐析—实验4-3
实验 操作
实验 现象 试管①中出现 ;试管②中
(4)变性—实验4-4
实验操作 实验现象
加热后产生 ,加入蒸馏水后
加入硝酸银溶液后产生 ,加入蒸馏水后
加入乙醇后产生 ,加入蒸馏水后
(5)显色反应—实验4-5
实验操作 实验现象 结论
加入浓硝酸后产生 ,加热后 可用于蛋白质的分析检测
[思考]蛋白质溶液中加入浓硝酸后生成沉淀的原因是什么 加热后沉淀都会变黄色吗
(6)蛋白质灼烧有 的特殊气味。
4.酶
【质疑辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”,并分析原因。
(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)两个氨基酸分子脱水后形成的二肽中含有两个肽键。()
(3)利用丁达尔效应可区分蛋白质溶液和食盐水。()
(4)生物体内的酶都是蛋白质。()
(5)向蛋白质溶液中滴加Na2SO4溶液一定产生沉淀,且该过程发生化学变化。()
(6)蛋白质是由多种氨基酸加聚而生成的天然高分子化合物,因此蛋白质属于纯净物。()
探究任务一:氨基酸的结构与性质
【导学探究】
[情境]生命源于左旋手性氨基酸。组成地球生命的氨基酸几乎都具有左旋手性。据《自然》杂志报道,某研究所团队通过监测一种名为二肽的氨基酸对的形成概率,他们发现了多种机制,最终促进了具有相同手性的二肽的形成。
我国科学团队研究发现了利用太阳光驱使二氧化碳化学转化,进而合成α-氨基酸的简便方法。甘氨酸(H2N—CH2—COOH)、丙氨酸()、半胱氨酸()都是常见的α-氨基酸。
探究点:氨基酸的结构与性质
(1)氨基酸是否属于生物大分子 所有的氨基酸都只含有C、H、N、O四种元素吗
(2)写出半胱氨酸分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式。
(3)两分子乳酸发生酯化反应可以形成环状结构,那两分子半胱氨酸能否发生反应形成环状结构 若能,写出产物的结构简式。
(4)甘氨酸与丙氨酸的混合物发生缩合反应,生成哪几种二肽 写出结构简式。
(5)3个甘氨酸分子发生缩合反应最多可以生成几个水分子
【归纳总结】
1.氨基酸的两性
2.成肽反应
(1)二肽
氨基酸分子的羧基与另外一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。
(2)成环——分子内或分子间脱水成环
+2H2O;
+H2O。
[方法规律]
(1) 氨基酸形成二肽、多肽、蛋白质的反应属于取代反应。
(2)氨基酸在不同环境下存在形式不同,酸性条件下以阳离子形式存在,碱性条件下以阴离子形式存在。
【针对训练】
(2024·南昌高二检测)1935年,L-苏氨酸(X)发现于纤维蛋白水解物中,且它是最后被发现的必需氨基酸,X可以发生如图所示的反应,下列说法正确的是( )
A.X→Y的反应条件为NaOH的醇溶液
B.X分子中含有2个手性碳原子
C.W有2种结构(不考虑立体异构)
D.M的结构简式为
【补偿训练】
1.青霉素是医学上一种常用的抗生素,在体内经酸性水解后,得到青霉氨基酸,其结构简式如图所示(分子中的—SH与—OH具有类似性质)。
下列关于青霉氨基酸的推断合理的是( )
A.青霉氨基酸分子中所有碳原子均在同一直线上
B.青霉氨基酸只有酸性,没有碱性
C.青霉氨基酸分子间能形成多肽
D.1 mol青霉氨基酸与足量的金属钠反应生成0.5 mol H2
2.某最简式为C3H6NO2的二肽,水解可以得到丝氨酸和氨基酸A,此二肽分子中有2个氮原子,则A的分子式是( )
A.C3H7NO2 B.C3H5NO
C.C2H5NO2 D.C4H7NO
探究任务二:蛋白质的性质与检验
【导学探究】
探究点一:蛋白质的水解、盐析和变性
(1)蛋白质是人体基础的组成成分,摄入的蛋白质在人体内是如何被吸收的 蛋白质发生什么反应
(2)医院一般使用酒精、蒸煮、高压或紫外线等方法进行消毒杀菌;农业上用波尔多液(由 CuSO4、CaO 和H2O 制成)来消灭病虫害。二者蛋白质发生的变化是否相同
(3)若将硫酸钠加入蛋白质溶液中,蛋白质的生理活性是否会消失
(1)生活中如何简单区分蚕丝制品和人造丝制品
(2)大豆蛋白是一种优质植物性蛋白质,如何分离和提纯蛋白质
【归纳总结】
1.蛋白质的水解反应
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。
2.蛋白质的盐析与变性
项目 盐析 变性
实质 蛋白质溶解度降低而析出 蛋白质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
3.蛋白质的检验、分离和提纯
易错提醒 盐溶液的浓度及金属阳离子对蛋白质性质的影响:
(1)某些可溶性盐的稀溶液能够促进蛋白质的溶解。
(2)浓盐溶液能够使蛋白质发生盐析。
(3)重金属盐溶液,无论浓稀,均能够使蛋白质变性。
【针对训练】
1.(2024·咸阳高二检测)某地区出现了因食用盐蛋而中毒事件。经调查,该盐蛋中的BaCO3含量严重超标,下列说法错误的是( )
A.BaCO3在胃酸作用下,生成可溶性的钡盐,由于Ba2+是重金属离子,能使人体组织中的蛋白质变性而使人中毒
B.服用生鸡蛋清可以减轻病人的中毒症状
C.由于Ba2+是重金属离子,所以所有的钡盐都是有毒的
D.变性的蛋白质,加水不能重新溶解,也丧失了原有的生理功能
2.下列有关蛋白质的叙述不正确的是( )
A.蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,有蛋白质析出,如再加水也不溶解
B.蛋白质溶液中的蛋白质分子能透过滤纸,但不能透过半透膜
C.重金属盐能使蛋白质变性,发生化学反应
D.浓硝酸溅在皮肤上,能使皮肤呈黄色是因为蛋白质和浓硝酸发生显色反应
[拓展思考](1)A项改为硫酸铵稀溶液一定能看到沉淀生成吗
(2)D项发生的是化学变化还是物理变化
【补偿训练】下列关于蛋白质和氨基酸的说法不正确的是( )
A.蛋白质中只含C、H、O三种元素
B.蛋白质水解的最终产物都是氨基酸
C.医用酒精、紫外线杀菌消毒利用了蛋白质变性
D.蛋白质溶液是胶体,可以产生丁达尔效应
【真题示例】
(2022·北京等级考)高分子Y是一种人工合成的多肽,其合成路线如下。
下列说法不正确的是( )
A.F中含有2个酰胺基
B.高分子Y水解可得到E和G
C.高分子X中存在氢键
D.高分子Y的合成过程中进行了官能团保护
[解题思维]解答本题的思维流程如下:
提取关键点 ①F的结构式;②水解;③氢键;④官能团保护
转化知识点 ①含有2个酰胺基;②酰胺基发生水解;③N—H中H与电负性强的N、O间形成氢键;④E→F将—NH2保护
排除障碍点 高分子Y水解可得到和,分子内脱水生成G
【对点演练】
1.(2024·株洲高二检测)生物体内多巴胺的合成是以L-酪氨酸为起始原料,在多种复杂的生物酶共同作用下完成的,其过程如图所示。下列相关说法错误的是( )
A.多巴胺分子中所有碳原子可能共平面
B.1 mol L-多巴与浓溴水反应最多可以消耗3 mol Br2
C.L-酪氨酸与L-多巴混合发生缩合反应可生成3种二肽
D.图中三种有机物均可与FeCl3溶液发生显色反应
2.(2024·哈尔滨高二检测)一种可治疗脑血管疾病的药物,其分子结构如图所示,关于该化合物说法错误的是( )
A.分子式为C10H12O2NCl
B.该物质既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应
C.苯环上的一溴代物有2种
D.该物质与足量H2发生加成反应后的产物有3个手性碳原子
1.(2024·广州高二检测)刺绣是我国优秀的民族传统工艺之一,四大名绣各有特色。下列刺绣用具中,主要成分不属于天然有机高分子材料的是( )
A.创意粤绣用动物尾羽缠绒作的线 B.针法多样蜀绣的绣花针 C.着色丰富湘绣的实木绣绷 D.生动传神苏绣的丝绸底料
2.下列关于蛋白质的说法错误的是 ( )
A.蛋白质的一级结构对蛋白质的性质和功能起着决定性作用
B.蛋白质的结构只取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序
C.各种来源不同的蛋白质的含氮量都比较接近,可通过测定样品中氮元素的质量分数计算出蛋白质含量
D.多个具有特定三级结构的多肽链通过非共价键相互作用排列组装,形成蛋白质的四级结构
3.(2024·武汉高二检测)下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是( )
A.大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成氨基酸
B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性
C.α-氨基丙酸与α-氨基戊二酸混合物脱水可生成4种二肽
D.酶是生物体对复杂反应具有高效催化作用的有机化合物,主要是蛋白质
【补偿训练】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
4.(1)从鸡蛋清的溶液中提取蛋白质的方法有 和 。
(2)浓硝酸溅到皮肤上,使皮肤呈 色,这是由于浓硝酸和蛋白质发生了 反应。
(3)现有淀粉和蛋白质胶体的混合液,要把蛋白质和淀粉分离开,可进行的操作是 ,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 ,加热至沸腾,溶液中生成 ,说明有蛋白质存在。 第二节 蛋白质
课标定向 胸中有蓝图
1.认识氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。(宏观辨识与微观探析)
2.知道氨基酸和蛋白质的关系,了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。(证据推理与模型认知)
3.认识人工合成多肽、蛋白质等的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。(科学态度与社会责任)
一、氨基酸
1.概念和结构
2.常见的氨基酸
俗名 结构简式 命名
甘氨酸 H2N—CH2—COOH 氨基乙酸
丙氨酸 2-氨基丙酸
谷氨酸 2-氨基戊二酸
苯丙氨酸 2-氨基-3-苯基丙酸
半胱氨酸 2-氨基-3-巯基丙酸
[思考]α-氨基酸的结构简式可写为,它们都具有对映异构吗
提示:不一定。当R是氢原子时,即为甘氨酸时,分子中不存在手性碳原子,无对映异构。
3.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,一般能溶于水,而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
(2)化学性质
①两性
氨基酸分子中含有酸性基团—COOH和碱性基团—NH2,因此氨基酸是两性化合物。
写出甘氨酸分别与盐酸、NaOH 溶液反应的化学方程式:
a.与盐酸的反应:。
b.与氢氧化钠反应:+H2O。
②成肽反应
a.成肽反应:两个氨基酸分子在一定条件下,通过氨基与羧基间缩合脱去水,形成含有肽键的化合物。
b.化学方程式:
+H2O。
c.多肽的形成:两分子氨基酸二肽→三肽→四肽→…→多肽(肽链) →蛋白质。
[思考]氨基酸发生反应生成四肽时,生成几分子水 该反应是否属于取代反应
提示:3 是。生成四肽时,形成3个肽键,生成3分子水。
二、蛋白质 酶
1.蛋白质的组成
(1) 蛋白质:由多种氨基酸通过肽键等相互连接形成的一类生物大分子。
(2)主要由C、H、O、N、S等元素组成。
2.蛋白质的四级结构
3.蛋白质的化学性质
(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,是两性分子。
(2)水解
①水解过程:
蛋白质多肽氨基酸。
②人体内变化:
蛋白质多肽氨基酸人体所需要的蛋白质。
(3)盐析—实验4-3
实验 操作
实验 现象 试管①中出现白色沉淀;试管②中白色沉淀消失
(4)变性—实验4-4
实验操作 实验现象
加热后产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀不溶解
加入硝酸银溶液后产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀不溶解
加入乙醇后产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀不溶解
(5)显色反应—实验4-5
实验操作 实验现象 结论
加入浓硝酸后产生白色沉淀,加热后沉淀变黄色 可用于蛋白质的分析检测
[思考]蛋白质溶液中加入浓硝酸后生成沉淀的原因是什么 加热后沉淀都会变黄色吗
提示:蛋白质发生变性;含有苯环的蛋白质才会变黄。
(6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的特殊气味。
4.酶
【质疑辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”,并分析原因。
(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。(√)
提示:氨基酸分子中的—COOH为酸性基团,—NH2为碱性基团。
(2)两个氨基酸分子脱水后形成的二肽中含有两个肽键。(×)
提示:两个氨基酸分子脱水后形成的二肽中含有一个肽键。
(3)利用丁达尔效应可区分蛋白质溶液和食盐水。(√)
提示:蛋白质溶液属于胶体,能产生丁达尔效应,食盐水属于溶液,不能产生丁达尔效应。
(4)生物体内的酶都是蛋白质。(×)
提示:绝大多数酶属于蛋白质。
(5)向蛋白质溶液中滴加Na2SO4溶液一定产生沉淀,且该过程发生化学变化。(×)
提示:向蛋白质溶液中滴加Na2SO4浓溶液才发生盐析,盐析属于物理变化。
(6)蛋白质是由多种氨基酸加聚而生成的天然高分子化合物,因此蛋白质属于纯净物。(×)
提示:蛋白质是由多种氨基酸缩聚而成的天然高分子化合物,属于混合物。
探究任务一:氨基酸的结构与性质
【导学探究】
[情境]生命源于左旋手性氨基酸。组成地球生命的氨基酸几乎都具有左旋手性。据《自然》杂志报道,某研究所团队通过监测一种名为二肽的氨基酸对的形成概率,他们发现了多种机制,最终促进了具有相同手性的二肽的形成。
我国科学团队研究发现了利用太阳光驱使二氧化碳化学转化,进而合成α-氨基酸的简便方法。甘氨酸(H2N—CH2—COOH)、丙氨酸()、半胱氨酸()都是常见的α-氨基酸。
探究点:氨基酸的结构与性质
(1)氨基酸是否属于生物大分子 所有的氨基酸都只含有C、H、N、O四种元素吗
提示:氨基酸相对分子质量较小,不属于生物大分子;不是所有的氨基酸都只含有C、H、N、O四种元素,如半胱氨酸中还含有S元素。
(2)写出半胱氨酸分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式。
提示:,
。
(3)两分子乳酸发生酯化反应可以形成环状结构,那两分子半胱氨酸能否发生反应形成环状结构 若能,写出产物的结构简式。
提示:能。产物为。
(4)甘氨酸与丙氨酸的混合物发生缩合反应,生成哪几种二肽 写出结构简式。
提示:两分子甘氨酸自身脱水形成二肽,;两分子丙氨酸自身脱水形成二肽:;甘氨酸与丙氨酸分子间脱水形成两种二肽:、
;共形成四种二肽。
(5)3个甘氨酸分子发生缩合反应最多可以生成几个水分子
提示:3个。氨基酸分子缩合既可形成链状也可以形成环状,其中形成环状时可以产生更多的水分子。
【归纳总结】
1.氨基酸的两性
2.成肽反应
(1)二肽
氨基酸分子的羧基与另外一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。
(2)成环——分子内或分子间脱水成环
+2H2O;
+H2O。
[方法规律]
(1) 氨基酸形成二肽、多肽、蛋白质的反应属于取代反应。
(2)氨基酸在不同环境下存在形式不同,酸性条件下以阳离子形式存在,碱性条件下以阴离子形式存在。
【针对训练】
(2024·南昌高二检测)1935年,L-苏氨酸(X)发现于纤维蛋白水解物中,且它是最后被发现的必需氨基酸,X可以发生如图所示的反应,下列说法正确的是( )
A.X→Y的反应条件为NaOH的醇溶液
B.X分子中含有2个手性碳原子
C.W有2种结构(不考虑立体异构)
D.M的结构简式为
【解析】选B。X在浓硫酸并加热条件下发生消去反应生成Y,A错误;连有4个不同基团的碳原子称为手性碳原子,则X中与氨基、羟基相连的碳原子为手性碳原子,共有2个,B正确;X分子中只含1个羧基和1个氨基,且连在同一个碳原子上,则2分子X缩合后形成的二肽W只有1种,C错误;X中只有羧基能与NaOH反应,生成的M为,D错误。
【补偿训练】
1.青霉素是医学上一种常用的抗生素,在体内经酸性水解后,得到青霉氨基酸,其结构简式如图所示(分子中的—SH与—OH具有类似性质)。
下列关于青霉氨基酸的推断合理的是( )
A.青霉氨基酸分子中所有碳原子均在同一直线上
B.青霉氨基酸只有酸性,没有碱性
C.青霉氨基酸分子间能形成多肽
D.1 mol青霉氨基酸与足量的金属钠反应生成0.5 mol H2
【解析】选C。分子中含有—NH2,所以有碱性;分子中除了—COOH外,还有—SH可以与Na反应,所以1 mol青霉氨基酸与足量钠反应生成1 mol H2。
2.某最简式为C3H6NO2的二肽,水解可以得到丝氨酸和氨基酸A,此二肽分子中有2个氮原子,则A的分子式是( )
A.C3H7NO2 B.C3H5NO
C.C2H5NO2 D.C4H7NO
【解析】选A。最简式为C3H6NO2的二肽分子中含有2个氮原子,则其分子式为C6H12N2O4,丝氨酸的分子式为C3H7NO3。根据质量守恒定律,丝氨酸+氨基酸A===二肽+水,即A+C3H7NO3===C6H12N2O4+H2O,故A的分子式为C3H7NO2。
探究任务二:蛋白质的性质与检验
【导学探究】
探究点一:蛋白质的水解、盐析和变性
(1)蛋白质是人体基础的组成成分,摄入的蛋白质在人体内是如何被吸收的 蛋白质发生什么反应
提示:人体内蛋白质在蛋白酶的作用下,发生水解最终生成氨基酸,被人体吸收,再合成人体需要的蛋白质。
(2)医院一般使用酒精、蒸煮、高压或紫外线等方法进行消毒杀菌;农业上用波尔多液(由 CuSO4、CaO 和H2O 制成)来消灭病虫害。二者蛋白质发生的变化是否相同
提示:相同,都属于蛋白质的变性。
(3)若将硫酸钠加入蛋白质溶液中,蛋白质的生理活性是否会消失
提示:不会。硫酸钠只能使蛋白质发生盐析,不能使蛋白质失去生理活性。
探究点二:蛋白质的检验、分离与提纯
(1)生活中如何简单区分蚕丝制品和人造丝制品
提示:取一根丝线,灼烧产生烧焦羽毛气味的为蚕丝制品。
(2)大豆蛋白是一种优质植物性蛋白质,如何分离和提纯蛋白质
提示:①常用盐析法来分离和提纯蛋白质,因为盐析是可逆的。②对于蛋白质溶液(属于胶体),可用渗析法除去其中的杂质。
【归纳总结】
1.蛋白质的水解反应
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。
2.蛋白质的盐析与变性
项目 盐析 变性
实质 蛋白质溶解度降低而析出 蛋白质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
3.蛋白质的检验、分离和提纯
易错提醒 盐溶液的浓度及金属阳离子对蛋白质性质的影响:
(1)某些可溶性盐的稀溶液能够促进蛋白质的溶解。
(2)浓盐溶液能够使蛋白质发生盐析。
(3)重金属盐溶液,无论浓稀,均能够使蛋白质变性。
【针对训练】
1.(2024·咸阳高二检测)某地区出现了因食用盐蛋而中毒事件。经调查,该盐蛋中的BaCO3含量严重超标,下列说法错误的是( )
A.BaCO3在胃酸作用下,生成可溶性的钡盐,由于Ba2+是重金属离子,能使人体组织中的蛋白质变性而使人中毒
B.服用生鸡蛋清可以减轻病人的中毒症状
C.由于Ba2+是重金属离子,所以所有的钡盐都是有毒的
D.变性的蛋白质,加水不能重新溶解,也丧失了原有的生理功能
【解析】选C。BaCO3可与胃酸反应生成可溶性钡盐,由于Ba2+是重金属离子,因此会使蛋白质变性,吞服后会使人中毒,A正确;蛋白质遇重金属盐后发生变性就失去了生理功能,因此当人误食重金属盐后人体蛋白质发生了变性,会使人中毒,可服用生鸡蛋清以减轻重金属盐与人体蛋白质的作用,B正确;可溶性重金属盐会使蛋白质变性,而“钡餐”的主要成分BaSO4既不溶于水也不溶于酸,吞服时不会使人中毒,C错误;蛋白质的盐析是可逆过程,再加水会溶解,变性的蛋白质,加水不能重新溶解,也丧失了原有的生理功能,D正确。
2.下列有关蛋白质的叙述不正确的是( )
A.蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,有蛋白质析出,如再加水也不溶解
B.蛋白质溶液中的蛋白质分子能透过滤纸,但不能透过半透膜
C.重金属盐能使蛋白质变性,发生化学反应
D.浓硝酸溅在皮肤上,能使皮肤呈黄色是因为蛋白质和浓硝酸发生显色反应
【解析】选A。在蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,发生盐析,再加水,蛋白质还能溶解,故A错误;蛋白质溶液是胶体,胶粒能透过滤纸,但不能透过半透膜,故B正确;重金属盐使蛋白质变性,发生化学变化,故C正确;皮肤中的蛋白质遇浓硝酸发生显色反应,显黄色,故D正确。
[拓展思考](1)A项改为硫酸铵稀溶液一定能看到沉淀生成吗
提示:不能。硫酸铵稀溶液能够促进蛋白质的溶解。
(2)D项发生的是化学变化还是物理变化
提示:化学变化。
【补偿训练】下列关于蛋白质和氨基酸的说法不正确的是( )
A.蛋白质中只含C、H、O三种元素
B.蛋白质水解的最终产物都是氨基酸
C.医用酒精、紫外线杀菌消毒利用了蛋白质变性
D.蛋白质溶液是胶体,可以产生丁达尔效应
【解析】选A。蛋白质中含C、H、O、N元素,有的蛋白质还含有硫、磷、铁、碘、铜、锌等元素,A错误;蛋白质水解的最终产物为氨基酸,B正确;医用酒精、紫外线都可使蛋白质变性,C正确;蛋白质溶液是胶体,可以产生丁达尔效应,D正确。
【真题示例】
(2022·北京等级考)高分子Y是一种人工合成的多肽,其合成路线如下。
下列说法不正确的是( )
A.F中含有2个酰胺基
B.高分子Y水解可得到E和G
C.高分子X中存在氢键
D.高分子Y的合成过程中进行了官能团保护
[解题思维]解答本题的思维流程如下:
提取关键点 ①F的结构式;②水解;③氢键;④官能团保护
转化知识点 ①含有2个酰胺基;②酰胺基发生水解;③N—H中H与电负性强的N、O间形成氢键;④E→F将—NH2保护
排除障碍点 高分子Y水解可得到和,分子内脱水生成G
【解析】选B。由该结构可知,F中含有2个酰胺基,A正确,由该结构可知,高分子Y一定条件下发生水解反应生成和,B错误;高分子X中含有的酰胺基能形成氢键,C正确;E分子和高分子Y中都含有氨基,则高分子Y的合成过程中进行了官能团氨基的保护,D正确。
【对点演练】
1.(2024·株洲高二检测)生物体内多巴胺的合成是以L-酪氨酸为起始原料,在多种复杂的生物酶共同作用下完成的,其过程如图所示。下列相关说法错误的是( )
A.多巴胺分子中所有碳原子可能共平面
B.1 mol L-多巴与浓溴水反应最多可以消耗3 mol Br2
C.L-酪氨酸与L-多巴混合发生缩合反应可生成3种二肽
D.图中三种有机物均可与FeCl3溶液发生显色反应
【解析】选C。根据碳碳单键可以旋转,苯环所有原子共平面,则多巴胺分子中所有碳原子均可共平面,A正确;L-多巴中含有两个酚羟基,可与浓溴水发生取代反应,取代在羟基的邻、对位,根据其结构可知,1 mol L-多巴与浓溴水反应最多可以消耗3 mol Br2,B正确;L-酪氨酸与L-多巴混合发生缩合反应生成二肽,可以两分子L-酪氨酸形成二肽,可以两分子L-多巴形成二肽,也可以1分子L-酪氨酸与1分子L-多巴形成二肽,根据羧酸脱羟基氨脱氢,1分子L-酪氨酸与1分子L-多巴形成的二肽有两种结构,因此L-酪氨酸与L-多巴混合发生缩合反应可生成4种二肽,C错误;图中三种有机物均有酚羟基,都能与FeCl3溶液发生显色反应,D正确。
2.(2024·哈尔滨高二检测)一种可治疗脑血管疾病的药物,其分子结构如图所示,关于该化合物说法错误的是( )
A.分子式为C10H12O2NCl
B.该物质既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应
C.苯环上的一溴代物有2种
D.该物质与足量H2发生加成反应后的产物有3个手性碳原子
【解析】选D。由该结构可知该物质分子式为C10H12O2NCl,故A正确;该物质分子中含有羧基,说明具有酸性可与氢氧化钠溶液反应,含有氨基,说明具有碱性能与盐酸反应,故B正确;苯环上等效氢原子有2种,则苯环上的一溴代物有2种,故C正确;该物质与足量H2发生加成反应后的产物为,有1个手性碳原子(加*号),故D错误。
1.(2024·广州高二检测)刺绣是我国优秀的民族传统工艺之一,四大名绣各有特色。下列刺绣用具中,主要成分不属于天然有机高分子材料的是( )
A.创意粤绣用动物尾羽缠绒作的线 B.针法多样蜀绣的绣花针 C.着色丰富湘绣的实木绣绷 D.生动传神苏绣的丝绸底料
【解析】选B。动物尾羽的主要成分是蛋白质,属于天然有机高分子材料,A不符合题意;绣花针是合金,不属于天然有机高分子材料,B符合题意;木头的主要成分是纤维素,属于天然有机高分子材料,C不符合题意;丝绸的主要成分是蛋白质,属于天然有机高分子材料,D不符合题意。
2.下列关于蛋白质的说法错误的是 ( )
A.蛋白质的一级结构对蛋白质的性质和功能起着决定性作用
B.蛋白质的结构只取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序
C.各种来源不同的蛋白质的含氮量都比较接近,可通过测定样品中氮元素的质量分数计算出蛋白质含量
D.多个具有特定三级结构的多肽链通过非共价键相互作用排列组装,形成蛋白质的四级结构
【解析】选B。蛋白质的结构不仅取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序,还与其特定的空间结构有关,B项错误。
3.(2024·武汉高二检测)下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是( )
A.大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成氨基酸
B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性
C.α-氨基丙酸与α-氨基戊二酸混合物脱水可生成4种二肽
D.酶是生物体对复杂反应具有高效催化作用的有机化合物,主要是蛋白质
【解析】选D。豆浆煮沸是蛋白质发生了变性,不能生成氨基酸,A项错误;重金属盐能使蛋白质发生变性,但不能使氨基酸发生变性,B项错误;α-氨基丙酸、α- 氨基戊二酸分别用a、b表示,当同种氨基酸分子间脱水生成二肽时有a—a(1种)、b—b(2种),共3种;当不同种氨基酸脱水生成二肽,可以是a脱去羟基、b脱氢,有1种,也可以是a脱去氢、b脱去羟基,有2种,共3种;则两种氨基酸脱水形成二肽的种类数为6种,C项错误;酶是生物体对复杂反应具有高效催化作用的物质,主要是蛋白质,部分是RNA,D项正确。
【补偿训练】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
【解析】选D。氨基酸分子中含有羧基和氨基,可以发生酯化、中和、成肽反应。但氨基酸不能发生水解反应。
4.(1)从鸡蛋清的溶液中提取蛋白质的方法有 和 。
(2)浓硝酸溅到皮肤上,使皮肤呈 色,这是由于浓硝酸和蛋白质发生了 反应。
(3)现有淀粉和蛋白质胶体的混合液,要把蛋白质和淀粉分离开,可进行的操作是 ,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 ,加热至沸腾,溶液中生成 ,说明有蛋白质存在。
【解析】(1)提取蛋白质的方法有两种:盐析和渗析。(2)含有苯环的蛋白质可以与浓硝酸发生显色反应。(3)利用盐析法可从蛋白质和淀粉混合液中分离出蛋白质,利用显色反应可鉴别蛋白质。
答案:(1)盐析 渗析 (2)黄 显色
(3)向溶液中加入适量饱和(NH4)2SO4或Na2SO4溶液,使蛋白质盐析变成沉淀,过滤,分离出蛋白质 浓硝酸 黄色沉淀
