第49讲 蛋白质与核酸
学习目标
1. 了解蛋白质和氨基酸、核酸的组成、结构特点。
2. 知道常见的氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸；能说出氨基酸的两性和成肽反应。
3. 了解蛋白质的水解、盐析、变性和颜色反应；知道酶催化的特点。
4. 认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义。
活动方案
蛋白质、氨基酸的组成、结构特点与性质
1. 蛋白质、氨基酸的组成与结构特点。
(1) 说说蛋白质和糖类、油脂在元素组成上的区别是什么？
(2) 写出氨基酸分子的结构通式及所含官能团的名称。
(3) 写出并熟记下列几种氨基酸的结构简式。
①甘氨酸 ②丙氨酸 ③苯丙氨酸 ④谷氨酸
2. 氨基酸的两性和成肽反应。
(1) 分别写出谷氨酸在强酸或强碱性条件下，粒子存在形式的结构简式。
(2) 一种二肽的结构简式为，写出合成这种二肽的氨基酸的结构简式。
3. 蛋白质的性质。
(1) 蛋白质水解的条件是什么？水解的最终产物是什么？
(2) 蛋白质的盐析和变性。
①向鸡蛋清溶液中加入下列哪些溶液可以使蛋白质发生盐析？加入下列哪些溶液可以使蛋白质发生变性？
A. HCl溶液 B. CuSO4溶液
C. (NH4)2SO4溶液 D. 甲醛溶液
E. 酒精溶液 F. NaOH溶液
G. Na2SO4溶液 H. Pb(Ac)2溶液
②请比较蛋白质的盐析和变性的区别有哪些？举例说明盐析和变性的作用。
(3) 蛋白质溶液和淀粉溶液都是胶体，如何用简单的方法鉴别它们。
(4) 下面是蛋白质部分水解生成的四肽分子结构示意图，它可以看作是4 个氨基酸缩合掉3 个水分子而得。
式中R、R′、R″、R 可能是相同的或不同的烃基或取代基的烃基。—NH—CO—称为肽键，现有一个“多肽”，其分子式是 C55H70O19N10。
蛋白质完全水解的产物类别是 ，该多肽是 （填汉字）肽。
(5) 取1～5号五支试管，分别加入2.0 mL 3.0%的过氧化氢溶液，实验如下：
编号 往试管中加入物质 实验结果
1 1 mL唾液 无气泡
2 锈铁钉 少量气泡
3 两小块新鲜猪肝 大量气泡
4 两小块新鲜猪肝，0.5 mL 1.0 mol/L的盐酸 无气泡
5 两小块新鲜猪肝，0.5 mL 1.0 mol/L的NaOH溶液 无气泡
注：新鲜猪肝中含较多的过氧化氢酶。
①能说明酶催化具有专一性的试管编号是什么？
②能说明酶催化具有高效性的试管编号是什么？
③4、5号试管中无气泡的原因是什么？
了解核酸的组成和结构特点
核酸的水解产物：
依据上图回答下列问题。
(1) 组成核酸的元素有哪些？
(2) 核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)完全水解后的产物有什么不同？
(3) 脱氧核糖核酸(DNA)分子的双螺旋结构有几条核苷酸链组成？
(4) 核苷酸链之间的碱基是如何配对的？配对碱基之间的相互作用力是什么？
名卷优选
1 [2022江苏卷]我国为人类科技发展做出巨大贡献。下列成果研究的物质属于蛋白质的是( )
A. 陶瓷烧制 B. 黑火药
C. 造纸术 D. 合成结晶牛胰岛素
2 [2024南通如皋适应性考试二]药品Z是一种免疫调节剂，其合成路线如图所示。下列说法正确的是( )
A. Y分子中含有2个手性碳原子
B. 可以用酸性KMnO4溶液检验Y中是否含有X
C. 1 mol Z最多能与1 mol NaHCO3反应
D. Y―→Z的反应类型为水解反应，产物之一为CH3CH2CH3
3 [2024泰州中学、宿迁中学、宜兴中学调研]某DNA分子的片段如图所示。下列关于该片段的说法不正确的是( )
A. 1 mol该片段结构最多与7 mol H2发生加成
B. 胸腺嘧啶与酸或碱溶液加热条件下均可以反应
C. DNA分子可通过氢键①②形成双螺旋结构
D. 该片段能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
4 [2024盐城期末]化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”，其变化过程示意图如图。下列说法不正确的是( )
A. 化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S位置来实现头发的定型
B. 药剂A具有还原性
C. ①→②过程若有2 mol S—S断裂，则转移4 mol电子
D. ②→③过程若药剂B是H2O2，其还原产物为O2
5 [苏州木渎高级中学调测]下列关于实验探究和现象及其所得的结论正确的是( )
选项 实验探究和现象 结论
A 向淀粉溶液中加入少量稀硫酸，加热约5 min，冷却后加入NaOH溶液至碱性，再加入新制Cu(OH)2，加热，有砖红色沉淀生成 淀粉已完全水解
B 向鸡蛋清溶液中加入少量CuSO4溶液，溶液中有沉淀析出 可用CuSO4溶液分离、提纯蛋白质
C 向色氨酸溶液中加入0.1%茚三酮溶液，水浴加热后溶液变成紫色 色氨酸为α氨基酸
D 向95%乙醇中加入P2O5并加热，将生成的气体通入酸性KMnO4溶液中，紫红色褪色 乙醇发生了消去反应
6 脱氧核糖核酸的结构片段如下（其中以“ ”表示氢键）：
它在酶和稀盐酸中可以逐步发生水解，下列关于该高分子的说法不正确的是( )
A. 完全水解产物中，含有磷酸、戊糖和碱基
B. 完全水解产物的单个分子中，一定含有官能团—NH2和—OH
C. 氢键对该高分子的性能有很大影响
D. 其中碱基的一种结构简式为
第49讲 蛋白质与核酸
【活动方案】
活动一：
1 (1) 糖类、油脂是由C、H、O三种元素组成的；而蛋白质一定含有C、H、O、N四种元素，还可能含有S、P、Fe等元素。
(2) 羧基和氨基 (3) ①H2N—CH2COOH
② ③
④
2 (1) 强酸：
强碱：
(2)
3 (1) 蛋白质水解的条件是酸、碱或酶；水解的最终产物是氨基酸。 (2) ①盐析：CG 变性：ABDEFH ②盐析是物理变化，是可逆的，加水可溶解；而变性是化学变化，是不可逆的，加水不溶解。盐析可用于分离、提纯蛋白质，而变性可用于消毒、杀菌。 (3) 取少量样品溶液，分别加入碘水，若变蓝色，则是淀粉溶液；或加入浓硝酸，微热，出现黄色沉淀的是蛋白质溶液(含苯环的蛋白质可用此检验)。
(4) 氨基酸 十 (5) ①1、3 ②2、3 ③在强酸性或强碱性条件下，过氧化氢酶(蛋白质)发生变性。
活动二：
(1) C、H、O、N、P等。 (2) 两者完全水解后，戊糖不同、部分碱基不同。 (3) 两条。 (4) A与T、C与G；氢键。
【名卷优选】
1 D
2 C Y分子中只有一个手性碳原子(用“*”标示)：，A错误；X、Y均能使酸性KMnO4溶液褪色，B错误；Z中只有羧基能与NaHCO3溶液反应，C正确；Y分子发生水解产物之一是，D错误。
3 A 酰胺基不能与H2发生加成反应，1 mol该片段结构最多与5 mol H2发生加成反应，A错误。
4 D 由图①、图③中的S—S位置可知，化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S位置来实现头发的定型，A正确；“加氢”的反应属于还原反应，蛋白质被还原，药剂A具有还原性，B正确；①→②过程中，当有2 mol S—S断裂时，引入了4 mol 氢原子，则转移4 mol电子，C正确；②→③过程中，H2O2作氧化剂，H2O2的还原产物为H2O，不是O2，D错误。
5 C 有砖红色沉淀生成，说明淀粉已经发生水解，但无法判断淀粉是部分水解还是完全水解，A错误；蛋白质遇到重金属变性，变性是不可逆的，不可用CuSO4溶液分离、提纯蛋白质，B错误；向色氨酸溶液中加入0.1%茚三酮溶液，水浴加热后溶液变成紫色，能够说明色氨酸为α-氨基酸，C正确；乙醇易挥发且能够使酸性KMnO4溶液的紫红色褪色，不能说明乙醇发生了消去反应，D错误。
6 B 根据结构简式可知，完全水解产物中，含有磷酸、戊糖和碱基，A正确；完全水解后，磷酸、戊糖中不含氨基，碱基中不含羟基，B错误；氢键可使物质的物理性质发生一定的变化，如分子间氢键可使物质的熔、沸点升高等，C正确；根据结构简式可知，其中碱基的一种结构简式可为，D正确。(共30张PPT)
模块五
有机化学基础
主题15 生物大分子与合成高分子
第49讲 蛋白质与核酸
内容索引
学习目标
活动方案
名卷优选
学 习 目 标
1. 了解蛋白质和氨基酸、核酸的组成、结构特点。2. 知道常见的氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸；能说出氨基酸的两性和成肽反应。3. 了解蛋白质的水解、盐析、变性和颜色反应；知道酶催化的特点。4. 认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义。
活 动 方 案
1. 蛋白质、氨基酸的组成与结构特点。
(1) 说说蛋白质和糖类、油脂在元素组成上的区别是什么？
【答案】 糖类、油脂是由C、H、O三种元素组成的；而蛋白质一定含有C、H、O、N四种元素，还可能含有S、P、Fe等元素。
(2) 写出氨基酸分子的结构通式及所含官能团的名称。
活动一 蛋白质、氨基酸的组成、结构特点与性质
(3) 写出并熟记下列几种氨基酸的结构简式。
①甘氨酸 ②丙氨酸 ③苯丙氨酸 ④谷氨酸
2. 氨基酸的两性和成肽反应。
(1) 分别写出谷氨酸在强酸或强碱性条件下，粒子存在形式的结构简式。
3. 蛋白质的性质。
(1) 蛋白质水解的条件是什么？水解的最终产物是什么？
【答案】 蛋白质水解的条件是酸、碱或酶；水解的最终产物是氨基酸。
(2) 蛋白质的盐析和变性。
①向鸡蛋清溶液中加入下列哪些溶液可以使蛋白质发生盐析？加入下列哪些溶液可以使蛋白质发生变性？
A. HCl溶液 B. CuSO4溶液
C. (NH4)2SO4溶液 D. 甲醛溶液
E. 酒精溶液 F. NaOH溶液
G. Na2SO4溶液 H. Pb(Ac)2溶液
【答案】 盐析：CG 变性：ABDEFH
②请比较蛋白质的盐析和变性的区别有哪些？举例说明盐析和变性的作用。
【答案】 盐析是物理变化，是可逆的，加水可溶解；而变性是化学变化，是不可逆的，加水不溶解。盐析可用于分离、提纯蛋白质，而变性可用于消毒、杀菌。
(3) 蛋白质溶液和淀粉溶液都是胶体，如何用简单的方法鉴别它们。
【答案】 取少量样品溶液，分别加入碘水，若变蓝色，则是淀粉溶液；或加入浓硝酸，微热，出现黄色沉淀的是蛋白质溶液(含苯环的蛋白质可用此检验)。
(4) 下面是蛋白质部分水解生成的四肽分子结构示意图，它可以看作是4 个氨基酸缩合掉3 个水分子而得。
式中R、R′、R″、R可能是相同的或不同的烃基或取代基的烃基。—NH—CO—称为肽键，现有一个“多肽”，其分子式是 C55H70O19N10。
蛋白质完全水解的产物类别是__________，该多肽是_______(填汉字)肽。
氨基酸
十
(5) 取1～5号五支试管，分别加入2.0 mL 3.0%的过氧化氢溶液，实验如下：
编号 往试管中加入物质 实验结果
1 1 mL唾液 无气泡
2 锈铁钉 少量气泡
3 两小块新鲜猪肝 大量气泡
4 两小块新鲜猪肝，0.5 mL 1．0 mol/L的盐酸 无气泡
5 两小块新鲜猪肝，0.5 mL 1．0 mol/L的NaOH溶液 无气泡
注：新鲜猪肝中含较多的过氧化氢酶。
①能说明酶催化具有专一性的试管编号是什么？
【答案】 1、3
②能说明酶催化具有高效性的试管编号是什么？
【答案】 2、3
③4、5号试管中无气泡的原因是什么？
【答案】 在强酸性或强碱性条件下，过氧化氢酶(蛋白质)发生变性。
核酸的水解产物：
活动二 了解核酸的组成和结构特点
依据上图回答下列问题。
(1) 组成核酸的元素有哪些？
【答案】 C、H、O、N、P等。
(2) 核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)完全水解后的产物有什么不同？
【答案】 两者完全水解后，戊糖不同、部分碱基不同。
(3) 脱氧核糖核酸(DNA)分子的双螺旋结构有几条核苷酸链组成？
【答案】 两条。
(4) 核苷酸链之间的碱基是如何配对的？配对碱基之间的相互作用力是什么？
【答案】 A与T、C与G；氢键。
名 卷 优 选
2
4
5
1
3
6
1 [2022江苏卷]我国为人类科技发展做出巨大贡献。下列成果研究的物质属于蛋白质的是( )
A. 陶瓷烧制 B. 黑火药
C. 造纸术 D. 合成结晶牛胰岛素
D
2
4
5
1
3
6
2 [2024南通如皋适应性考试二]药品Z是一种免疫调节剂，其合成路线如图所示。下列说法正确的是( )
A. Y分子中含有2个手性碳原子
B. 可以用酸性KMnO4溶液检验Y中是否含有X
C. 1 mol Z最多能与1 mol NaHCO3反应
D. Y―→Z的反应类型为水解反应，产物之一为CH3CH2CH3
C
2
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5
1
3
6
2
4
5
3
6
3 [2024泰州中学、宿迁中学、宜兴中学调研]某DNA分子的片段如图所示。下列关于该片段的说法不正确的是( )
A. 1 mol该片段结构最多与7 mol H2发生加成
B. 胸腺嘧啶与酸或碱溶液加热条件下均可以反应
C. DNA分子可通过氢键①②形成双螺旋结构
D. 该片段能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
1
【解析】 酰胺基不能与H2发生加成反应，1 mol该片段结构最多与 5 mol H2发生加成反应，A错误。
A
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4
5
3
6
4 [2024盐城期末]化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”，其变化过程示意图如图。下列说法不正确的是( )
A. 化学烫发通过改变头发中某些
蛋白质中S—S位置来实现头发的定型
B. 药剂A具有还原性
C. ①→②过程若有2 mol S—S断裂，则转移4 mol电子
D. ②→③过程若药剂B是H2O2，其还原产物为O2
1
D
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6
1
【解析】 由图①、图③中的S—S位置可知，化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S位置来实现头发的定型，A正确；“加氢”的反应属于还原反应，蛋白质被还原，药剂A具有还原性，B正确；①→②过程中，当有2 mol S—S断裂时，引入了4 mol 氢原子，则转移4 mol电子，C正确；②→③过程中，H2O2作氧化剂，H2O2的还原产物为H2O，不是O2，D错误。
2
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6
5 [苏州木渎高级中学调测]下列关于实验探究和现象及其所得的结论正确的是( )
1
选项 实验探究和现象 结论
A 向淀粉溶液中加入少量稀硫酸，加热约5 min，冷却后加入NaOH溶液至碱性，再加入新制Cu(OH)2，加热，有砖红色沉淀生成 淀粉已完全水解
B 向鸡蛋清溶液中加入少量CuSO4溶液，溶液中有沉淀析出 可用CuSO4溶液分离、提纯蛋白质
C 向色氨酸溶液中加入0.1%茚三酮溶液，水浴加热后溶液变成紫色 色氨酸为α－氨基酸
D 向95%乙醇中加入P2O5并加热，将生成的气体通入酸性KMnO4溶液中，紫红色褪色 乙醇发生了消去反应
C
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【解析】 有砖红色沉淀生成，说明淀粉已经发生水解，但无法判断淀粉是部分水解还是完全水解，A错误；蛋白质遇到重金属变性，变性是不可逆的，不可用CuSO4溶液分离、提纯蛋白质，B错误；向色氨酸溶液中加入0.1%茚三酮溶液，水浴加热后溶液变成紫色，能够说明色氨酸为α－氨基酸，C正确；乙醇易挥发且能够使酸性KMnO4溶液的紫红色褪色，不能说明乙醇发生了消去反应，D错误。
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它在酶和稀盐酸中可以逐步发生水解，下列关于该高分子的说法不正确的是( )
A. 完全水解产物中，含有磷酸、戊糖和碱基
B. 完全水解产物的单个分子中，一定含有官能团—NH2和—OH
C. 氢键对该高分子的性能有很大影响
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B
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