人教版高中化学选修5教学讲义，复习补习资料（含典型例题，巩固练习）：20【提高】蛋白质和核酸
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修5教学讲义，复习补习资料（含典型例题，巩固练习）：20【提高】蛋白质和核酸 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 663.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-02-03 09:52:54 | ||
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文档简介
蛋白质和核酸
【学习目标】
1、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；
2、掌握氨基酸和蛋白质的结构特点及其重要的化学性质。
【典型例题】
类型一：氨基酸的结构和性质
例1 A、B两种有机化合物，分子式都是C9H11O2N。
（1）化合物A是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示分子结构中不存在甲基。化合物A的结构简式是________。
（2）化合物B是某种分子式为C9H12的芳香烃一硝化后的唯一产物（硝基连在苯环上）。化合物B的结构简式是________。
（3）两分子A可形成具有六元环的物质C，则C的结构简式是________。
【思路点拨】本题考查氨基酸的结构与性质，注意所学知识的重现。
【答案】
/
【解析】（1）蛋白质水解的最终产物是-氨基酸，故A分子中应有：/，剩下的C7H7不可能形成碳链。又因为分子中无—CH3，故只能是/，A的结构简式为/。
（2）题目中提示B是芳香烃C9H12一硝化的唯一产物，硝基连在苯环上，则原芳香烃只能是1，3，5-三甲苯，这样硝基无论连在哪个位置上都是一种产物。
（3）A分子中的—NH3和—COOH可脱水形成/，从而把两分子A结合成环状，结构简式为/。
【总结升华】值得注意的是：氨基酸和相应的硝基化合物互为同分异构体。如/和CH3CH2—NO2，这是解题中常易忽视的地方。
例2 下列说法不正确的是（ ） 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-已二烯和甲苯 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 【思路点拨】本题考查的综合性较强，涉及糖类、烃的衍生物、氨基酸的化学性质。注意分析问题时的准确性。 【答案】C 【解析】麦芽糖属于还原性糖可发生银镜反应，麦芽糖的水解产物是葡萄糖，葡萄糖也属于还原性糖可发生银镜反应，A正确；苯酚和溴水反应生成白色沉淀，2,4-已二烯可以使溴水褪色，甲苯和溴水不反应，但甲苯可以萃取溴水中的溴，甲苯的密度比水的小，所以下层是水层，上层是橙红色的有机层，因此可以鉴别，B正确；酯类水解时，酯基中的碳氧单键断键，水中的羟基与碳氧双键结合形成羧基，所以CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3COOH和C2H518OH，因此选项C不正确；两个氨基酸分子（可以相同，也可以不同），在酸或碱的存在下加热，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，成为成肽反应。因此甘氨酸和丙氨酸混合缩合是既可以是自身缩合（共有2种），也可是甘氨酸提供氨基，丙氨酸提供羧基，或者甘氨酸提供羧基，丙氨酸提供氨基，所以一共有4种二肽，即选项D正确。
【总结升华】有机化学的学习，需要不断的整理、总结，然后形成知识树，以便遇到问题时能迅速、准确的提取所需的要点。 举一反三：
【变式1】天然蛋白质水解产物中含有物质A。A由C、H、O、N元素组成，能与NaOH反应，也能与盐酸反应。在一定条件下，2分子A发生缩合反应生成B和1个水分子，B的式量为312。该蛋白质与浓硝酸反应时显黄色。据此推断：A的结构简式为________；B的结构简式为________。
【答案】/
【变式2】某期刊封面上有如右图所示的一个分子的球棍模型图，图中“棍”代表单键或双键或三键。不同颜色的球代表不同元素的原子。该模型图可代表一种（ ） A、卤代羧酸 B、酯 C、氨基酸 D、醇钠 【答案】C 【解析】球棍模型是中学应该熟悉的分子空间结构。不同颜色的球代表不同元素的原子，而“棍”表示连接，可能是单键、双键或三键，根据不同原子所连价键数目不同确定原子。观察模型可知，绿球和绿球相连，而且绿球还连接了其他球，可以初步推断，绿球代表碳原子或氮原子。再由5个白球都处于末端，它们分别都只跟一个球相连，可以推断，白球代表氢原子。红球既可只连绿球，又可一端连绿球一端连白球（氢原子），可以推断为氧原子。蓝球连了两个氢原子后再连在绿球上，而这个绿球已经连了3个球（至少4价），由此排除绿球是氮原子，确定是碳原子，可得蓝球是氮原子。该模型代表甘氨酸（氨基乙酸）/
类型二：蛋白质的结构和性质
例3（2019 江苏南通一模）2019年诺贝尔化学奖授予超高分辨率荧光显微镜的贡献者。人类借助于这种显微镜可以观察到单个的蛋白质分子。下列有关叙述不正确的是（ ）。
/
A．蛋白质中含有碳、氢、氧、氮等元素
B．蛋白质属于高分子化合物
C．蛋白质可完全水解生成氨基酸
D．消毒过程中细菌蛋白质发生了盐析
【思路点拨】本题主要考查的是蛋白质的元素组成、水解产物以及蛋白质的性质，蛋白质遇强酸、强碱、重金属盐等发生的是变性。
【答案】D
【解析】A项蛋白质属于有机物，含有C、H、O、N、S、P等元素，故A正确；B项蛋白质属于天然高分子化合物，相对分子质量在10000以上，故B正确；C项蛋白质完全水解生成各种氨基酸，故C正确；D项消毒过程中细菌蛋白质发生了变性，不是盐析，故D错误。故选D。
【总结升华】轻金属盐可使蛋白质发生盐析；某些物理因素（如加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等）或化学因素（如强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、甲醛、乙醇、丙酮等）可以使蛋白质发生不可逆的变性；只有含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸时才会显黄色。
举一反三：
【变式1】（2019 辛集市期中）在蛋白质溶液中分别进行下列操作或加入下列物质，其中一种与其它三种现象有本质不同的是（ ）
A．加热 B．加浓硝酸 C．加硫酸铵的浓溶液 D．加硫酸铜溶液
【答案】C
【解析】A项加热能使蛋白质变性；B项浓硝酸是强酸能使蛋白质变性；C项硫酸铵溶液不能使蛋白质变性，可发生盐析；D项硫酸铜是重金属盐，能使蛋白质变性。故选C。
例4 下列叙述错误的是（ ） A．乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原因相同 B．淀粉、油脂、蛋白质都能水解，但水解产物不同 C．煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠 D．乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应，乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和Na2CO3溶液除去 【思路点拨】本题考查有机化学的相关知识，既有对烃及其衍生物性质的考查，又有对生活中常见营养物质糖类、油脂、蛋白质性质的考查。 【答案】A 【解析】A项，乙烯与溴水发生加成反应，使溴水褪色，而苯不与溴水反应；B项，淀粉水解生成葡萄糖，油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油，蛋白质水解生成氨基酸；C项，石油分馏可以得到石油气、汽油、柴油、煤油、重油等，其中石油气、汽油、柴油和煤油常用作燃料，钠与煤油不反应，且密度比煤油大，把钠保存在煤油中以隔绝空气；D项，乙醇和乙酸的酯化反应和乙酸乙酯的水解反应都是取代反应，乙酸乙酯不溶于水，与饱和Na2CO3溶液分层，乙酸与Na2CO3反应生成乙酸钠、水和二氧化碳。
【总结升华】蛋白质是由α-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，在蛋白质分子中存在着氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，蛋白质也是两性物质。另外蛋白质本身还有一些独特的性质，如可发生水解反应、具有胶体的性质、//加入电解质可产生盐析作用、蛋白质的变性、颜色反应、灼烧时可以产生烧焦羽毛的气味。
举一反三：
【变式1】（1）酶是生物体中产生的具有催化作用的蛋白质，其催化作用具有______、______、______等特点。
（2）核酸是一类含________的生物高分子化合物。在生物体的生长、繁殖、________、________等生命现象中起着决定性作用。核酸分为DNA和RNA。DNA主要存在于________中，其主要功能是________；RNA主要存在于________中，其主要功能是________。
【答案】（1）条件温和、不需加热 高度的专一性 高效催化作用
（2）磷 遗传 变异 细胞核 DNA是生物体 遗传信息的载体，蛋白质合成的模板 细胞质 RNA 参与生物体内蛋白质的合成
【变式2】下列说法正确的是（ ）
A．在酸性条件下，CH3CO18OC2H5水解的产物是CH3CO18OH和C2H5OH
B．用甘氨酸（H2NCH2COOH）和丙氨酸（CH3CHNH2COOH）缩合，最多可形成4种二肽
C．C2H5Br与NaOH的乙醇溶液混合后加热，将所得气体通入高锰酸钾酸性溶液中，若溶液褪色，则证明有乙烯生成
D．将电石与饱和食盐水反应生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中，若溶液褪色，证明有乙炔生成 【答案】B
【解析】A项，CH3CO18OC2H5水解，断开酯基上的C—O键，产物是CH3COOH和C2H518OH，错误；C项，乙醇易挥发，也能使高锰酸钾酸性溶液褪色，错误；D项，乙炔中混有的杂质H2S、PH3，具有还原性，也能使溴的四氯化碳溶液褪色，错误。
【巩固练习】
一、选择题
1．某期刊封面上有如右一个分子的球棍模型图。图中“棍”代表单键或双键或三键。不同颜色的球代表不同元素的原子，该模型图可代表一种（ ）。
/
A．硝基化合物 B．硝酸酯 C．-氨基酸 D．蛋白质
2．关于生物体内氨基酸的叙述错误的是（ ）。
A．构成蛋白质的-氨基酸的结构通式是/
B．人体内所有氨基酸均可以互相转化
C．两个氨基酸通过脱水缩合形成二肽
D．人体内氨基酸分解代谢的最终产物是二氧化碳、水和尿素
3．（2019 鸡西期末）误服重金属盐使人中毒，可采用下列哪种措施急救（ ）
A．喝大量开水 B．喝大量牛奶 C．喝大量氯化钠溶液 D．喝大量葡萄糖水
4．关于蛋白质性质的说法中，不正确的是（ ）。
A．蛋白质溶液中加入任何盐溶液，都会使蛋白质发生变性
B．蛋白质水解的最终产物是多种氨基酸
C．微热条件下，任何蛋白质遇到浓硝酸时都会显黄色
D．蛋白质既能与强酸反应又能与强碱反应
5．能用于鉴别淀粉、肥皂和蛋白质三种溶液的一种试剂是（ ）。
A．碘水 B．烧碱溶液 C．浓硝酸 D．MgSO4溶液
6．下列说法中，正确的是（ ）。
A．组成蛋白质的氨基酸几乎都是α一氨基酸
B．加热会使蛋白质变性，因此吃生鸡蛋比吃熟鸡蛋好
C．酶的催化作用必须在强碱性条件下才能进行
D．根据其组成，可将核酸分为DNA和RNA
7．当含有下列结构片断的蛋白质在胃液中水解时，不可能产生的氨基酸是（ ）。
/
/
8．（2019 锦州期末）市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物的汗渍、血迹以及人体排放的蛋白质油渍等遇到它，皆能水解而除去。下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是（ ）
①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品 ⑤涤纶织品 ⑥尼龙织品
A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤⑥
9．某含氮有机物C4H9NO2有多种同分异构体，其中属于氨基酸的异构体数目有（ ）。
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
10．下列说法正确的是（ ）
A．某有机物含有C、H、O、N四种元素，其球棍模型为/。该有机物的结构简式为/
B．按系统命名法，化合物/的名称为3—甲基—2—乙基己烷
C．七叶内酯（/）和东莨菪内酯（/）都是某些中草药的成分，它们具有相同的官能团，互为同系物
D．S—诱抗素的结构简式为/，则1 mol S—诱抗素与氢氧化钠溶液反应时，最多消耗3 mol NaOH
二、填空题
1．（2019 海南三亚期末）按要求填空：
（1）高温杀菌的原理是利用____________________；
（2）使用浓硝酸时不慎溅到皮肤上，皮肤发黄的原因是____________________；
（3）鉴别真假羊毛衫的方法是____________________；
（4）分离和提纯蛋白质的方法是____________________。
2．A、B两种有机物的分子式相同，都可用CaHbOcNd表示，且a+c=b，a－c=d。已知A是天然蛋白质水解的最终产物；B是一种含有醛基的硝酸酯。试回答：
（1）A和B的分子式是________。
（2）光谱测定显示，A的分子结构中不存在甲基，则A的结构简式为________。
（3）光谱测定显示，B的烃基中没有支链，则B的结构简式为________。
3．（1）由2个C原子、1个0原子、1个N原子和若干个H原子组成的共价化合物，H原子数目最多为________个。试写出其中一例的结构简式________。
（2）若某共价化合物分子中只含有C、H、N三种元素，且以n（C）和n（N）分别表示C和N的原子数目，则H原子数目最多等于________。
（3）若某共价化合物分子中只含有C、N、O、H四种元素，且以n（C）、n（N）和n（O）分别表示C、N和O的原子数目，则H原子数目最多等于________。
4．现有分子式均为CaHbNcOd的A、B两种有机物。
（1）有机物A是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示：A的分子结构中不存在甲基（—CH3），一定条件下，两分子A发生缩合反应生成M和一分子水，M的相对分子质量为312。A分子间还可以通过缩聚反应得到N。
请将A、M和N的结构简式填入相应的方框中：
。
N（高聚物） A M
（2）化合物B是分子式为CaHb+1的某种芳香烃一硝化后的唯一产物（硝基连在苯环上），则化合物B的结构简式为________，化合物A和B两者互为________。其中________是与生命起源有关的物质。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．C
【解析】从结构及题给选项看，有4种不同颜色的球，即有4种元素，其中绿球相当于碳原子，白球相当于氢原子，关键是分析红球和蓝球，蓝球结合三个原子，应代表氮原子，而红球有连一个原子的，也有连2个原子的，可见其中应有一个双键，红球应代表氧原子才符合要求，此结构表示的是/。
2．B
【解析】生物体内的蛋白质的基本组成单位是各种-氨基酸。-氨基酸的通式为/；人体内氨基酸分解代谢的最终产物是水、二氧化碳和尿素；两个氨基酸脱水缩合可形成二肽；在人体内能够通过转氨基作用形成的只有12种非必需氨基酸，还有8种必需氨基酸必须从食物中摄取，因此“人体内所有氨基酸均可以相互转化”的说法是错误的。
3．B
【解析】A项水不能与重金属盐反应，故A错误；B项重金属盐能够使得人体内蛋白质发生变性，重金属中毒时喝入大量含蛋白质的物质能够有效解毒，牛奶是蛋白质，故B正确；C项食盐水不能与重金属盐反应，故C错误；D项葡萄糖不能与重金属盐反应，故D错误。故选B。
4．A、C
【解析】蛋白质溶液中加入浓的(NH4)2SO4、Na2SO4等溶液时，蛋白质会发生盐析，加入可溶性重金属盐溶液时会发生蛋白质的变性；含有苯环的蛋白质遇浓硝酸才会显黄色。
5．C
【解析】蛋白质与浓硝酸作用会显黄色；浓硝酸与肥皂反应会生成难溶于水的高级脂肪酸沉淀；而淀粉与浓硝酸不反应。
6．A、D
【解析】变性前后的蛋白质水解的产物都是-氨基酸，因此，生、熟鸡蛋的营养价值差别不大，而吃熟鸡蛋是人们的日常习惯；酶的催化作用在接近体温、接近中性的环境下就可进行。
7．D
【解析】将所给蛋白质片断按/中C—N键断裂的方式切断，断开后/加—OH、—NH—加H，分割组装成各种氨基酸。根据所得氨基酸的结构，找出水解不可能产生的氨基酸。
8．B
【解析】加酶洗衣粉含有生物催化剂酶，可以催化蛋白质的分解反应。由题意可知这种加酶洗衣粉能分解蛋白质，凡由蛋白质组成的衣料皆不宜用加酶洗衣粉洗涤。②毛织品和④蚕丝织品属于蛋白质，所以不能用加酶洗衣粉；棉织品为天然纤维，腈纶织品、涤纶织品、尼龙织品的主要成分是合成纤维，可用加酶洗衣粉洗。故选B。
9．C
【解析】氨基酸分子中一定含有氨基（—NH3）和羧基（—COOH），根据化学式C4H9NO2可知，除—NH2和—COOH外，残余基团为“C3H6”。
当烃基“C3H6”无支链时的同分异构体为：
/
当烃基“C3H6”有支链时的同分异构体为：
/
10．A
【解析】A项，根据C原子形成4个共价键，H原子形成1个共价键，O原子形成2个共价键，N原子形成3个共价键可得该有机物的结构简式为/，正确；B项，按系统命名法，该化合物的名称为3，4—二甲基庚烷，错误；C项，七叶内酯与东莨菪内酯不互为同系物，错误；D项，1 mol S—诱抗素与氢氧化钠溶液反应时，最多消耗2 mol NaOH，错误。
二、填空题
1．（1）高温使细菌中蛋白质变性 （2）皮肤蛋白质与浓硝酸发生了颜色反应
（3）灼烧，若有烧焦羽毛气味，则为真羊毛衫，反之不是
（4）盐析
【解析】（1）高温蒸煮措施能使蛋白质变性而将细菌病毒杀死。（2）人的皮肤主要是由蛋白质构成，浓硝酸溅到皮肤上，使皮肤呈现黄色是由于浓硝酸与皮肤发生了颜色反应。（3）羊毛的主要成分为蛋白质，燃烧时有烧焦羽毛的气味，鉴别真假羊毛衫的方法是先取样，再抽丝，在酒精灯上燃烧，如果有烧焦羽毛的气味，说明是真羊毛衫，否则为假的。（4）盐析可使蛋白质从溶液中因溶解度降低而析出，其性质不变，则可用来提纯蛋白质。
2．（1）C5H9O4N /
/
【解析】（1）因B是含醛基的硝酸酯，可设其结构简式为/，与CaHbOcNd相比较得d=1，c=4，则可得a=c+d=5，b=a+c=9，从而可确定有机物的分子式为C5H9O4N。
（2）A是天然蛋白质水解的最终产物，是仅一氨基酸，则A中含有/结构，残基为—C3H5O2，因其结构中无甲基，则残基可构成HOOC—CH2—CH2—等结构，故A的结构简式为/。
（3）由B的分子式为C5H9O4N，可求出B的结构简式中的n值为4，从而得出B的结构简式为/。
3．（1）7 H2N—CH2—CH2OH （2）2n (C)+n (N)+2 （3）2n (C)+n (N)+2
【解析】（1）当N原子构成—NH2，O原子成为—OH或—O—时，氢原子数最多，试写出有机物H2N—CH2—CH2OH可得出最多H原子数为7；
（2）若有机物仅由C、H组成，当C、H构成烷烃时H原子数为最大，此时n (H)=2n (C)+2。设想将其中的部分C原子换成N原子，并结合H，则可得此时的最大H原子数为n (H)=2n (C)+n (N)+2，可通过下列图示理解：
/
（3）因O原子只是形成—OH或—O—，不改变H原子数，则n (H)的最大值与（2）的相同。
4．
/
/
【解析】（1）有机物A是天然蛋白质的水解产物，则A应为-氨基酸，其分子中应含有/结构。M是由两分子A缩合失去一分子水得到的，则A的相对分子质量=(312+18)／2=165。在我们熟悉的教材中的-氨基酸中，相对分子质量为165的应是/。其分子式为C9H11O2N，推出了A，M、N的结构就容易写出来了。
（2）化合物B是芳香烃CaHb+1（即C9H12）的一硝化产物，则B的分子式为C9H11NO2，而B是C9H12（芳香烃）一硝化后的唯一产物，则B的结构只能是/，A与B互为同分异构体。
【学习目标】
1、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；
2、掌握氨基酸和蛋白质的结构特点及其重要的化学性质。
【典型例题】
类型一：氨基酸的结构和性质
例1 A、B两种有机化合物，分子式都是C9H11O2N。
（1）化合物A是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示分子结构中不存在甲基。化合物A的结构简式是________。
（2）化合物B是某种分子式为C9H12的芳香烃一硝化后的唯一产物（硝基连在苯环上）。化合物B的结构简式是________。
（3）两分子A可形成具有六元环的物质C，则C的结构简式是________。
【思路点拨】本题考查氨基酸的结构与性质，注意所学知识的重现。
【答案】
/
【解析】（1）蛋白质水解的最终产物是-氨基酸，故A分子中应有：/，剩下的C7H7不可能形成碳链。又因为分子中无—CH3，故只能是/，A的结构简式为/。
（2）题目中提示B是芳香烃C9H12一硝化的唯一产物，硝基连在苯环上，则原芳香烃只能是1，3，5-三甲苯，这样硝基无论连在哪个位置上都是一种产物。
（3）A分子中的—NH3和—COOH可脱水形成/，从而把两分子A结合成环状，结构简式为/。
【总结升华】值得注意的是：氨基酸和相应的硝基化合物互为同分异构体。如/和CH3CH2—NO2，这是解题中常易忽视的地方。
例2 下列说法不正确的是（ ） 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-已二烯和甲苯 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 【思路点拨】本题考查的综合性较强，涉及糖类、烃的衍生物、氨基酸的化学性质。注意分析问题时的准确性。 【答案】C 【解析】麦芽糖属于还原性糖可发生银镜反应，麦芽糖的水解产物是葡萄糖，葡萄糖也属于还原性糖可发生银镜反应，A正确；苯酚和溴水反应生成白色沉淀，2,4-已二烯可以使溴水褪色，甲苯和溴水不反应，但甲苯可以萃取溴水中的溴，甲苯的密度比水的小，所以下层是水层，上层是橙红色的有机层，因此可以鉴别，B正确；酯类水解时，酯基中的碳氧单键断键，水中的羟基与碳氧双键结合形成羧基，所以CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3COOH和C2H518OH，因此选项C不正确；两个氨基酸分子（可以相同，也可以不同），在酸或碱的存在下加热，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，成为成肽反应。因此甘氨酸和丙氨酸混合缩合是既可以是自身缩合（共有2种），也可是甘氨酸提供氨基，丙氨酸提供羧基，或者甘氨酸提供羧基，丙氨酸提供氨基，所以一共有4种二肽，即选项D正确。
【总结升华】有机化学的学习，需要不断的整理、总结，然后形成知识树，以便遇到问题时能迅速、准确的提取所需的要点。 举一反三：
【变式1】天然蛋白质水解产物中含有物质A。A由C、H、O、N元素组成，能与NaOH反应，也能与盐酸反应。在一定条件下，2分子A发生缩合反应生成B和1个水分子，B的式量为312。该蛋白质与浓硝酸反应时显黄色。据此推断：A的结构简式为________；B的结构简式为________。
【答案】/
【变式2】某期刊封面上有如右图所示的一个分子的球棍模型图，图中“棍”代表单键或双键或三键。不同颜色的球代表不同元素的原子。该模型图可代表一种（ ） A、卤代羧酸 B、酯 C、氨基酸 D、醇钠 【答案】C 【解析】球棍模型是中学应该熟悉的分子空间结构。不同颜色的球代表不同元素的原子，而“棍”表示连接，可能是单键、双键或三键，根据不同原子所连价键数目不同确定原子。观察模型可知，绿球和绿球相连，而且绿球还连接了其他球，可以初步推断，绿球代表碳原子或氮原子。再由5个白球都处于末端，它们分别都只跟一个球相连，可以推断，白球代表氢原子。红球既可只连绿球，又可一端连绿球一端连白球（氢原子），可以推断为氧原子。蓝球连了两个氢原子后再连在绿球上，而这个绿球已经连了3个球（至少4价），由此排除绿球是氮原子，确定是碳原子，可得蓝球是氮原子。该模型代表甘氨酸（氨基乙酸）/
类型二：蛋白质的结构和性质
例3（2019 江苏南通一模）2019年诺贝尔化学奖授予超高分辨率荧光显微镜的贡献者。人类借助于这种显微镜可以观察到单个的蛋白质分子。下列有关叙述不正确的是（ ）。
/
A．蛋白质中含有碳、氢、氧、氮等元素
B．蛋白质属于高分子化合物
C．蛋白质可完全水解生成氨基酸
D．消毒过程中细菌蛋白质发生了盐析
【思路点拨】本题主要考查的是蛋白质的元素组成、水解产物以及蛋白质的性质，蛋白质遇强酸、强碱、重金属盐等发生的是变性。
【答案】D
【解析】A项蛋白质属于有机物，含有C、H、O、N、S、P等元素，故A正确；B项蛋白质属于天然高分子化合物，相对分子质量在10000以上，故B正确；C项蛋白质完全水解生成各种氨基酸，故C正确；D项消毒过程中细菌蛋白质发生了变性，不是盐析，故D错误。故选D。
【总结升华】轻金属盐可使蛋白质发生盐析；某些物理因素（如加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等）或化学因素（如强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、甲醛、乙醇、丙酮等）可以使蛋白质发生不可逆的变性；只有含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸时才会显黄色。
举一反三：
【变式1】（2019 辛集市期中）在蛋白质溶液中分别进行下列操作或加入下列物质，其中一种与其它三种现象有本质不同的是（ ）
A．加热 B．加浓硝酸 C．加硫酸铵的浓溶液 D．加硫酸铜溶液
【答案】C
【解析】A项加热能使蛋白质变性；B项浓硝酸是强酸能使蛋白质变性；C项硫酸铵溶液不能使蛋白质变性，可发生盐析；D项硫酸铜是重金属盐，能使蛋白质变性。故选C。
例4 下列叙述错误的是（ ） A．乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原因相同 B．淀粉、油脂、蛋白质都能水解，但水解产物不同 C．煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠 D．乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应，乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和Na2CO3溶液除去 【思路点拨】本题考查有机化学的相关知识，既有对烃及其衍生物性质的考查，又有对生活中常见营养物质糖类、油脂、蛋白质性质的考查。 【答案】A 【解析】A项，乙烯与溴水发生加成反应，使溴水褪色，而苯不与溴水反应；B项，淀粉水解生成葡萄糖，油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油，蛋白质水解生成氨基酸；C项，石油分馏可以得到石油气、汽油、柴油、煤油、重油等，其中石油气、汽油、柴油和煤油常用作燃料，钠与煤油不反应，且密度比煤油大，把钠保存在煤油中以隔绝空气；D项，乙醇和乙酸的酯化反应和乙酸乙酯的水解反应都是取代反应，乙酸乙酯不溶于水，与饱和Na2CO3溶液分层，乙酸与Na2CO3反应生成乙酸钠、水和二氧化碳。
【总结升华】蛋白质是由α-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，在蛋白质分子中存在着氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，蛋白质也是两性物质。另外蛋白质本身还有一些独特的性质，如可发生水解反应、具有胶体的性质、//加入电解质可产生盐析作用、蛋白质的变性、颜色反应、灼烧时可以产生烧焦羽毛的气味。
举一反三：
【变式1】（1）酶是生物体中产生的具有催化作用的蛋白质，其催化作用具有______、______、______等特点。
（2）核酸是一类含________的生物高分子化合物。在生物体的生长、繁殖、________、________等生命现象中起着决定性作用。核酸分为DNA和RNA。DNA主要存在于________中，其主要功能是________；RNA主要存在于________中，其主要功能是________。
【答案】（1）条件温和、不需加热 高度的专一性 高效催化作用
（2）磷 遗传 变异 细胞核 DNA是生物体 遗传信息的载体，蛋白质合成的模板 细胞质 RNA 参与生物体内蛋白质的合成
【变式2】下列说法正确的是（ ）
A．在酸性条件下，CH3CO18OC2H5水解的产物是CH3CO18OH和C2H5OH
B．用甘氨酸（H2NCH2COOH）和丙氨酸（CH3CHNH2COOH）缩合，最多可形成4种二肽
C．C2H5Br与NaOH的乙醇溶液混合后加热，将所得气体通入高锰酸钾酸性溶液中，若溶液褪色，则证明有乙烯生成
D．将电石与饱和食盐水反应生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中，若溶液褪色，证明有乙炔生成 【答案】B
【解析】A项，CH3CO18OC2H5水解，断开酯基上的C—O键，产物是CH3COOH和C2H518OH，错误；C项，乙醇易挥发，也能使高锰酸钾酸性溶液褪色，错误；D项，乙炔中混有的杂质H2S、PH3，具有还原性，也能使溴的四氯化碳溶液褪色，错误。
【巩固练习】
一、选择题
1．某期刊封面上有如右一个分子的球棍模型图。图中“棍”代表单键或双键或三键。不同颜色的球代表不同元素的原子，该模型图可代表一种（ ）。
/
A．硝基化合物 B．硝酸酯 C．-氨基酸 D．蛋白质
2．关于生物体内氨基酸的叙述错误的是（ ）。
A．构成蛋白质的-氨基酸的结构通式是/
B．人体内所有氨基酸均可以互相转化
C．两个氨基酸通过脱水缩合形成二肽
D．人体内氨基酸分解代谢的最终产物是二氧化碳、水和尿素
3．（2019 鸡西期末）误服重金属盐使人中毒，可采用下列哪种措施急救（ ）
A．喝大量开水 B．喝大量牛奶 C．喝大量氯化钠溶液 D．喝大量葡萄糖水
4．关于蛋白质性质的说法中，不正确的是（ ）。
A．蛋白质溶液中加入任何盐溶液，都会使蛋白质发生变性
B．蛋白质水解的最终产物是多种氨基酸
C．微热条件下，任何蛋白质遇到浓硝酸时都会显黄色
D．蛋白质既能与强酸反应又能与强碱反应
5．能用于鉴别淀粉、肥皂和蛋白质三种溶液的一种试剂是（ ）。
A．碘水 B．烧碱溶液 C．浓硝酸 D．MgSO4溶液
6．下列说法中，正确的是（ ）。
A．组成蛋白质的氨基酸几乎都是α一氨基酸
B．加热会使蛋白质变性，因此吃生鸡蛋比吃熟鸡蛋好
C．酶的催化作用必须在强碱性条件下才能进行
D．根据其组成，可将核酸分为DNA和RNA
7．当含有下列结构片断的蛋白质在胃液中水解时，不可能产生的氨基酸是（ ）。
/
/
8．（2019 锦州期末）市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物的汗渍、血迹以及人体排放的蛋白质油渍等遇到它，皆能水解而除去。下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是（ ）
①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品 ⑤涤纶织品 ⑥尼龙织品
A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤⑥
9．某含氮有机物C4H9NO2有多种同分异构体，其中属于氨基酸的异构体数目有（ ）。
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
10．下列说法正确的是（ ）
A．某有机物含有C、H、O、N四种元素，其球棍模型为/。该有机物的结构简式为/
B．按系统命名法，化合物/的名称为3—甲基—2—乙基己烷
C．七叶内酯（/）和东莨菪内酯（/）都是某些中草药的成分，它们具有相同的官能团，互为同系物
D．S—诱抗素的结构简式为/，则1 mol S—诱抗素与氢氧化钠溶液反应时，最多消耗3 mol NaOH
二、填空题
1．（2019 海南三亚期末）按要求填空：
（1）高温杀菌的原理是利用____________________；
（2）使用浓硝酸时不慎溅到皮肤上，皮肤发黄的原因是____________________；
（3）鉴别真假羊毛衫的方法是____________________；
（4）分离和提纯蛋白质的方法是____________________。
2．A、B两种有机物的分子式相同，都可用CaHbOcNd表示，且a+c=b，a－c=d。已知A是天然蛋白质水解的最终产物；B是一种含有醛基的硝酸酯。试回答：
（1）A和B的分子式是________。
（2）光谱测定显示，A的分子结构中不存在甲基，则A的结构简式为________。
（3）光谱测定显示，B的烃基中没有支链，则B的结构简式为________。
3．（1）由2个C原子、1个0原子、1个N原子和若干个H原子组成的共价化合物，H原子数目最多为________个。试写出其中一例的结构简式________。
（2）若某共价化合物分子中只含有C、H、N三种元素，且以n（C）和n（N）分别表示C和N的原子数目，则H原子数目最多等于________。
（3）若某共价化合物分子中只含有C、N、O、H四种元素，且以n（C）、n（N）和n（O）分别表示C、N和O的原子数目，则H原子数目最多等于________。
4．现有分子式均为CaHbNcOd的A、B两种有机物。
（1）有机物A是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示：A的分子结构中不存在甲基（—CH3），一定条件下，两分子A发生缩合反应生成M和一分子水，M的相对分子质量为312。A分子间还可以通过缩聚反应得到N。
请将A、M和N的结构简式填入相应的方框中：
。
N（高聚物） A M
（2）化合物B是分子式为CaHb+1的某种芳香烃一硝化后的唯一产物（硝基连在苯环上），则化合物B的结构简式为________，化合物A和B两者互为________。其中________是与生命起源有关的物质。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．C
【解析】从结构及题给选项看，有4种不同颜色的球，即有4种元素，其中绿球相当于碳原子，白球相当于氢原子，关键是分析红球和蓝球，蓝球结合三个原子，应代表氮原子，而红球有连一个原子的，也有连2个原子的，可见其中应有一个双键，红球应代表氧原子才符合要求，此结构表示的是/。
2．B
【解析】生物体内的蛋白质的基本组成单位是各种-氨基酸。-氨基酸的通式为/；人体内氨基酸分解代谢的最终产物是水、二氧化碳和尿素；两个氨基酸脱水缩合可形成二肽；在人体内能够通过转氨基作用形成的只有12种非必需氨基酸，还有8种必需氨基酸必须从食物中摄取，因此“人体内所有氨基酸均可以相互转化”的说法是错误的。
3．B
【解析】A项水不能与重金属盐反应，故A错误；B项重金属盐能够使得人体内蛋白质发生变性，重金属中毒时喝入大量含蛋白质的物质能够有效解毒，牛奶是蛋白质，故B正确；C项食盐水不能与重金属盐反应，故C错误；D项葡萄糖不能与重金属盐反应，故D错误。故选B。
4．A、C
【解析】蛋白质溶液中加入浓的(NH4)2SO4、Na2SO4等溶液时，蛋白质会发生盐析，加入可溶性重金属盐溶液时会发生蛋白质的变性；含有苯环的蛋白质遇浓硝酸才会显黄色。
5．C
【解析】蛋白质与浓硝酸作用会显黄色；浓硝酸与肥皂反应会生成难溶于水的高级脂肪酸沉淀；而淀粉与浓硝酸不反应。
6．A、D
【解析】变性前后的蛋白质水解的产物都是-氨基酸，因此，生、熟鸡蛋的营养价值差别不大，而吃熟鸡蛋是人们的日常习惯；酶的催化作用在接近体温、接近中性的环境下就可进行。
7．D
【解析】将所给蛋白质片断按/中C—N键断裂的方式切断，断开后/加—OH、—NH—加H，分割组装成各种氨基酸。根据所得氨基酸的结构，找出水解不可能产生的氨基酸。
8．B
【解析】加酶洗衣粉含有生物催化剂酶，可以催化蛋白质的分解反应。由题意可知这种加酶洗衣粉能分解蛋白质，凡由蛋白质组成的衣料皆不宜用加酶洗衣粉洗涤。②毛织品和④蚕丝织品属于蛋白质，所以不能用加酶洗衣粉；棉织品为天然纤维，腈纶织品、涤纶织品、尼龙织品的主要成分是合成纤维，可用加酶洗衣粉洗。故选B。
9．C
【解析】氨基酸分子中一定含有氨基（—NH3）和羧基（—COOH），根据化学式C4H9NO2可知，除—NH2和—COOH外，残余基团为“C3H6”。
当烃基“C3H6”无支链时的同分异构体为：
/
当烃基“C3H6”有支链时的同分异构体为：
/
10．A
【解析】A项，根据C原子形成4个共价键，H原子形成1个共价键，O原子形成2个共价键，N原子形成3个共价键可得该有机物的结构简式为/，正确；B项，按系统命名法，该化合物的名称为3，4—二甲基庚烷，错误；C项，七叶内酯与东莨菪内酯不互为同系物，错误；D项，1 mol S—诱抗素与氢氧化钠溶液反应时，最多消耗2 mol NaOH，错误。
二、填空题
1．（1）高温使细菌中蛋白质变性 （2）皮肤蛋白质与浓硝酸发生了颜色反应
（3）灼烧，若有烧焦羽毛气味，则为真羊毛衫，反之不是
（4）盐析
【解析】（1）高温蒸煮措施能使蛋白质变性而将细菌病毒杀死。（2）人的皮肤主要是由蛋白质构成，浓硝酸溅到皮肤上，使皮肤呈现黄色是由于浓硝酸与皮肤发生了颜色反应。（3）羊毛的主要成分为蛋白质，燃烧时有烧焦羽毛的气味，鉴别真假羊毛衫的方法是先取样，再抽丝，在酒精灯上燃烧，如果有烧焦羽毛的气味，说明是真羊毛衫，否则为假的。（4）盐析可使蛋白质从溶液中因溶解度降低而析出，其性质不变，则可用来提纯蛋白质。
2．（1）C5H9O4N /
/
【解析】（1）因B是含醛基的硝酸酯，可设其结构简式为/，与CaHbOcNd相比较得d=1，c=4，则可得a=c+d=5，b=a+c=9，从而可确定有机物的分子式为C5H9O4N。
（2）A是天然蛋白质水解的最终产物，是仅一氨基酸，则A中含有/结构，残基为—C3H5O2，因其结构中无甲基，则残基可构成HOOC—CH2—CH2—等结构，故A的结构简式为/。
（3）由B的分子式为C5H9O4N，可求出B的结构简式中的n值为4，从而得出B的结构简式为/。
3．（1）7 H2N—CH2—CH2OH （2）2n (C)+n (N)+2 （3）2n (C)+n (N)+2
【解析】（1）当N原子构成—NH2，O原子成为—OH或—O—时，氢原子数最多，试写出有机物H2N—CH2—CH2OH可得出最多H原子数为7；
（2）若有机物仅由C、H组成，当C、H构成烷烃时H原子数为最大，此时n (H)=2n (C)+2。设想将其中的部分C原子换成N原子，并结合H，则可得此时的最大H原子数为n (H)=2n (C)+n (N)+2，可通过下列图示理解：
/
（3）因O原子只是形成—OH或—O—，不改变H原子数，则n (H)的最大值与（2）的相同。
4．
/
/
【解析】（1）有机物A是天然蛋白质的水解产物，则A应为-氨基酸，其分子中应含有/结构。M是由两分子A缩合失去一分子水得到的，则A的相对分子质量=(312+18)／2=165。在我们熟悉的教材中的-氨基酸中，相对分子质量为165的应是/。其分子式为C9H11O2N，推出了A，M、N的结构就容易写出来了。
（2）化合物B是芳香烃CaHb+1（即C9H12）的一硝化产物，则B的分子式为C9H11NO2，而B是C9H12（芳香烃）一硝化后的唯一产物，则B的结构只能是/，A与B互为同分异构体。