一. 本周教學(xué)內(nèi)容：蛋白質(zhì)和核酸

二. 教學(xué)目標(biāo)

2. 掌握蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及用途，酶的催化作用及特點(diǎn)。

4. 認(rèn)識(shí)人工合成多肽、蛋白質(zhì)和核酸的意義，體會(huì)科學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中所起的作用。

三. 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

難點(diǎn)：氨基酸和蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，蛋白質(zhì)的性質(zhì)和用途。

四. 分析

（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

羧酸分子中烴基上的氫原子被氨基（－NH2）取代后的生成物稱(chēng)為氨基酸；分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在羧基（－COOH）和氨基（－NH2）兩個(gè)官能團(tuán)，既具有氨基又具有羧基的性質(zhì)。

說(shuō)明：

　1、氨基酸的命名有習(xí)慣命名和系統(tǒng)命名法兩種。習(xí)慣命名法如常見(jiàn)的氨基酸的命名，如：甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸等；而系統(tǒng)命名法則是以酸為母體，氨基為取代基，碳原子的編號(hào)通常把離羧基最近的碳原子稱(chēng)為α－碳原子，次近的碳原子稱(chēng)為β－碳原子，依次類(lèi)推。如：甘氨酸又名α－氨基乙酸，丙氨酸又名α－氨基丙酸，苯丙氨酸又名α－氨基β－苯基丙酸，谷氨酸又名α－氨基戊二酸等。

2、某些氨基酸可與某種硝基化合物互為同分異構(gòu)體，如：甘氨酸與硝基乙烷等。

3、氨基酸結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在羧基（－COOH）和氨基（－NH2），氨基具有堿性，而羧基具有酸性，因此氨基酸既具有酸性又具有堿性，是一種兩性化合物，在與酸或堿作用下均可生成鹽。氨基酸在強(qiáng)堿性溶液中顯酸性，以陰離子的形式存在，而在強(qiáng)酸性溶液中則以陽(yáng)離子形式存在，在溶液的pH合適時(shí)，則以?xún)尚缘男问酱嬖�。如�?/p>

4、氨基酸結(jié)構(gòu)中存在羧基（－COOH）在一定條件下可與醇作用生成酯。

5、氨基酸結(jié)構(gòu)中羧基（－COOH）和氨基（－NH2）可以脫去水分子，經(jīng)縮合而成的產(chǎn)物稱(chēng)為肽，其中－CO－NH－結(jié)構(gòu)稱(chēng)為肽鍵，二個(gè)分子氨基酸脫水形成二肽；三個(gè)分子氨基酸脫水形成三肽；而多個(gè)分子氨基酸脫水則生成多肽。如：

　　發(fā)生脫水反應(yīng)時(shí)，酸脫羥基氨基脫氫

多個(gè)分子氨基酸脫水生成多肽時(shí)，可由同一種氨基酸脫水，也可由不同種氨基酸脫水生成多肽。

6、α－氨基酸的制�。旱鞍踪|(zhì)水解可得到多肽，多肽水解可得到α－氨基酸。各種天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物都是α－氨基酸。

（二）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：

蛋白質(zhì)的組成中含有C、H、O、N、S等元素，是由不同的氨基酸經(jīng)脫水反應(yīng)縮合而成的有機(jī)高分子化合物；蛋白質(zhì)分子中含有未被縮合的羧基（－COOH）和氨基（－NH2），同樣具有羧基（－COOH）和氨基（－NH2）的性質(zhì)；蛋白質(zhì)溶液顆粒直徑的大小達(dá)到膠體直徑的大小，其溶液屬于膠體；酶是一種具有催化活性的蛋白質(zhì)。

說(shuō)明：

1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：在天然狀態(tài)下，任何一種蛋白質(zhì)都具有獨(dú)特而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；而蛋白質(zhì)分子中各種氨基酸的連接方式和排列順序稱(chēng)為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。

2、蛋白質(zhì)分子中含有未被縮合的羧基（－COOH）和氨基（－NH2），具有兩性，可與酸或堿作用生成鹽。

3、在酸、堿或酶的催化作用下，蛋白質(zhì)可發(fā)生水解反應(yīng)，最終生成氨基酸。水解時(shí)肽鍵斷裂分別生成羧基和氨基。如：

各種天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物都是α－氨基酸

4、鹽析：向蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的輕金屬無(wú)機(jī)鹽溶液（如食鹽、硫酸銨、硫酸鈉）等，可使蛋白質(zhì)在水中的溶解度降低，從溶液中析出，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為鹽析，鹽析是個(gè)可逆的過(guò)程，向析出的沉淀中再加入水，沉淀又會(huì)溶解，此時(shí)，沒(méi)有破壞蛋白質(zhì)本身的性質(zhì)，是一個(gè)變化過(guò)程，可用來(lái)分離提純蛋白質(zhì)。

5、變性：受熱、酸堿、重金屬鹽、某些有機(jī)物（乙醇、甲醛等）、紫外線(xiàn)等作用時(shí)蛋白質(zhì)可發(fā)生變性，失去其生理活性；變性是不可逆過(guò)程，是化學(xué)變化過(guò)程。

6、某些苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸變性，產(chǎn)生黃色物質(zhì)，利用這一性質(zhì)可鑒別蛋白質(zhì)，這就是蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)。

7、灼燒蛋白質(zhì)會(huì)產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味，利用這一性質(zhì)可鑒別蛋白質(zhì)。

8、酶也是蛋白質(zhì)，是一種具有催化活性的蛋白質(zhì)，有強(qiáng)的催化作用，酶的催化作用有如下幾個(gè)特點(diǎn)：①條件溫和，不需加熱；②專(zhuān)一性；③高效性

（三）核酸的結(jié)構(gòu)和生理功能

核酸是具有重要生理功能的一類(lèi)大分子，分為核糖核酸（簡(jiǎn)稱(chēng)RNA）和脫氧核糖核酸（簡(jiǎn)稱(chēng)DNA）兩種。核酸分子由核苷酸聚合而成。核苷酸是一個(gè)含雜環(huán)的堿基與一個(gè)核糖或脫氧核糖結(jié)合形成核苷，核苷再通過(guò)核糖或脫氧核糖中的羥基與磷酸形成磷酸酯。核酸徹底水解后可得到核糖或脫氧核糖。

核酸對(duì)人體的生理功能的重要性在于它攜帶著遺傳信息。DNA是遺傳物質(zhì)，生物的信息從DNA傳到作為“信使”的RNA，最終指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。

【典型例題】

［例1］將淀粉漿和淀粉酶的混合物放入半透膜袋中，扎好后浸入流動(dòng)的溫水中，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，取出袋內(nèi)的液體，分別與①碘水；②新制的氫氧化銅懸濁液；③濃硝酸（微熱）作用，其現(xiàn)象依次為：　　　　　　　　　　　　　　　�。ā　　。�

A、顯藍(lán)色，無(wú)紅色沉淀，顯黃色　　　B、不顯藍(lán)色，無(wú)紅色沉淀，顯黃色

C、顯藍(lán)色，有紅色沉淀，不顯黃色　　D、不顯藍(lán)色，無(wú)紅色沉淀，不顯黃色

答案：B　　

［例2］某含氮有機(jī)物C4H9NO2有多種同分異構(gòu)體，其中屬于氨基酸的異構(gòu)體的數(shù)目有（　　　）

　　A、3種　　　　B、4種　　　　C、5種　　　　　D、6種

當(dāng)烴基無(wú)支鏈時(shí)的同分異構(gòu)體：

［例3］含有氨基（?DNH2）的化合物通常能夠與鹽酸反應(yīng)，生成鹽酸鹽。如：

R-NH2 HCl →R-NH2?HCl （R代表烷基、苯基等） 現(xiàn)有兩種化合物A和B，它們互為同分異構(gòu)體。已知：

①它們都是對(duì)位二取代苯； ②它們的相對(duì)分子質(zhì)量都是137； ③A既能被NaOH溶液中和，又可以跟鹽酸生成鹽，但不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；B既不能被NaOH溶液中和，也不能跟鹽酸生成鹽；④它們的組成元素只可能是C、H、O、N、Cl中的幾種。

請(qǐng)按要求填空：

（1）A和B的分子式是 。

（2）A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 ；B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 。

解析：因?yàn)?ldquo;A既能被NaOH溶液中和，又能跟鹽酸生成鹽，但不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)”，所以，根據(jù)題中所給信息及所學(xué)知識(shí)可初步判斷A中應(yīng)該含有酸性基－COOH和堿性基－NH2；又根據(jù) A的相對(duì)分子質(zhì)量為137，可推出A中除－COOH和－NH2外的“殘余基”的式量為137－45－16＝76，因?yàn)?6/12＝6余4，所以“殘余基” 的化學(xué)組成為&ldquo 高中語(yǔ)文;C6H4”；最后結(jié)合題中所給的A、B“都是對(duì)位二取代苯”的信息，可推知“殘余基”一個(gè)有兩個(gè)游離鍵的苯基，據(jù)此便可推得A、B、的分子式為C7H7NO2，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：

［例4］下面有一個(gè)四肽，它可以看作是四個(gè)氨基酸縮合掉3分子水而得：

式中，R、R1、R2、R3可能是相同的或不同的烴基或有取代基的烴基，－CO－NH－稱(chēng)為肽鍵。今有一個(gè)“多肽”，其分子式是C55H70O19N10，已知將它徹底水解后，只得到下列四種氨基酸：

問(wèn)：（1）這個(gè)“多肽”是幾肽？

（2）該多肽水解后，有幾個(gè)谷氨酸？

（3）該多肽水解后，有幾個(gè)苯丙氨酸？

解析：依據(jù)信息，多肽C55H70O19N10水解生成四種а－氨基酸，這四種氨基酸都只含有一個(gè)N原子，則該多肽是由10個(gè)氨基酸縮合掉9個(gè)水分子而得。反之，10肽C55H70O19N10和9個(gè)水分子徹底水解生成10個(gè)氨基酸，這10個(gè)氨基酸的化學(xué)式的和為C55H88O28N10�！�

設(shè)10肽C55H70O19N10徹底水解后，生成甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸分子的個(gè)數(shù)分別為a、b、c、d，由C、H、O、N元素守恒可得：

2a＋3b＋9c＋5d＝55；　　5a＋7b＋11c＋9d＝88；

2a＋2b＋2c＋4d＝28；　　a＋b＋c＋d＝10

解得a＝1、b＝2、c＝3、d＝4

答案：（1）10肽；　　�。�2）4個(gè)　　　　（3）3個(gè)

【模擬試題】

1、為研究生命的起源，1953年美國(guó)科學(xué)家米勒等人在模擬原始大氣無(wú)氧的條件下，把甲烷、氨、氫氣和水在密封瓶中通過(guò)加熱放電，第一次獲得了少量的含氮化合物，它們是生命必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。與這類(lèi)物質(zhì)可構(gòu)成同分異構(gòu)體的有機(jī)物可能是：（�。�

A、有機(jī)酸類(lèi)　　　B、糖類(lèi)化合物　　　C、亞硝酸酯　　　　D、硝基化合物

2、下列有關(guān)蛋白質(zhì)的敘述，正確的是：�。ā　。�

A、蛋白質(zhì)溶液中加入硫酸銨溶液可提純蛋白質(zhì)

B、在豆?jié){中加入少量石膏，能使豆?jié){凝結(jié)成豆腐

C、溫度越高。酶對(duì)某些化學(xué)反應(yīng)的催化越高

D、任何結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸都會(huì)變成黃色

3、市場(chǎng)上有一種加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的堿性蛋白酶，它的催化活性很強(qiáng)，衣物的污漬、血跡及人體排出的蛋白質(zhì)油漬遇到它，都能水解而除去。下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗滌的是　�。ā　。�

①棉織品；②毛織品；③腈綸織品；④蠶絲織品；⑤滌綸織品；⑥錦綸織品

A、①②③　　　　　B、②④　　　　　C、②③④　　　　　D、③⑤⑥

4、據(jù)最近美國(guó)《農(nóng)業(yè)研究》雜志報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)半胱氨酸能增強(qiáng)艾滋病病毒感染者的免疫力，對(duì)控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是：　（　　�。�

A、半胱氨酸屬于α－氨基酸

B、半胱氨酸是一種兩性化合物

C、兩分子半胱氨酸脫水形成的二肽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：

D、 可與NaOH溶液反應(yīng)放出一種堿性氣體

5、PPA是鹽酸苯丙醇胺的英文縮寫(xiě)，含有PPA的藥品制劑已停止使用。已知苯丙醇胺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：

則對(duì)其描述，不正確的是（　　）

A、既能與鹽酸反應(yīng)，也能與燒堿溶液反應(yīng) B、能發(fā)生酯化和消去反應(yīng)

C、能和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)　　　　　　　 D、其一氯取代物有8種

6、有一種二肽的化學(xué)式是C8H14N2O5，發(fā)生水解反應(yīng)后得到α－氨基丙酸和另一種氨基酸X，X的化學(xué)式為�。ā　。�

　　A、C4H7NO4　　　　B、C5H7NO3　　　　　　　　　　　C、C5H9NO4　　　　　　　　　D、C5H11NO5

7、核糖和脫氧核糖是人類(lèi)生命活動(dòng)中不可缺少的物質(zhì)，它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為：CH2OH（CHOH）3CHO和CH2OH（CHOH）2CH2CHO，在一定條件下它們都能發(fā)生的反應(yīng)是：

①氧化；②還原；③酯化；④水解；⑤加成；⑥中和　　（　�。�

A、①②③⑤　　　　　B、①③④　　　　C、③④⑤　　　　D、④⑤⑥

8、“對(duì)氨基苯甲酸丁酯”是防曬霜中能吸收紫外線(xiàn)的防曬劑。下列關(guān)于“對(duì)氨基苯甲酸丁酯”的說(shuō)法，正確的是　�。ā　。�

A、從有機(jī)物的分類(lèi)來(lái)看，它可屬于氨基酸類(lèi)、酯類(lèi)、芳香烴類(lèi)

B、它能與鹽酸反應(yīng)，但不能與苛性鈉溶液反應(yīng)

C、甲酸丁酯基（－COOC4H9）有3種不同的結(jié)構(gòu)

D、它的分子式為C11H15NO2

9、血液中有一種含有銅的呈藍(lán)色的蛋白質(zhì)分子，其相對(duì)分子質(zhì)量為151000，已知該分子中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.34%，則平均每個(gè)該蛋白質(zhì)分子中銅原子數(shù)為�。ā　。�

A、8　　　　B、6　　　　C、4　　　　D、2

10、下列幾種物質(zhì)中，既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液作用的是　�。ā　。�

　　　①碳酸氫鈉；②氫氧化鋁；③硫化銨；④甘氨酸

A、只有②④　　　　　　　　　　B、只有①②

C、只有①②③　　　　　　　　　D、①②③④

11、有機(jī)物A（C6H8O4）為食品包裝紙的常用防腐劑。A可以使溴水褪色。A難溶于水，但在酸性條件下可發(fā)生水解反應(yīng)，得到B（C4H4O4）和甲醇。通常狀況下B為無(wú)色晶體，能與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)。

（1）A可以發(fā)生的反應(yīng)有 （選填序號(hào)）。

①加成反應(yīng) ②酯化反應(yīng) ③加聚反應(yīng) ④氧化反應(yīng)

（2）B分子所含官能團(tuán)的名稱(chēng)是 、 。

（3）B分子中沒(méi)有支鏈，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 ，B的具有相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 。

（4）由B制取A的化學(xué)方程式是 。

（5）天門(mén)冬氨酸（C4H7NO4）是組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸之一，可由B通過(guò)以下反應(yīng)制�。�

天門(mén)冬氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 。

12、已知①CH3CH2CH2NO2性質(zhì)穩(wěn)定，它既不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，又不與鹽酸反應(yīng)。②含有（－NH2）的化合物通常能夠與鹽酸反應(yīng)生成鹽酸鹽。如：

R－NH2＋HCl→R－NH2•HCl（R代表烴基）

下圖是有機(jī)物M的球棍模型的示意圖：

（1）請(qǐng)寫(xiě)出M的分子式：　　　　　　��；

（2）M的同分異構(gòu)體有多種，A、B、C為其中的三種，且都為芳香族化合物。已知：①A、B、C分子的苯環(huán)上均只有兩個(gè)取代基，且取代基所含的原子總數(shù)相差1；②A、B既能與鹽酸反應(yīng)，也能與氫氧化鈉中和，且兩者苯環(huán)上的一氯取代物的種數(shù)相同；③C既不與強(qiáng)酸反應(yīng)，也不與強(qiáng)堿反應(yīng)。

請(qǐng)寫(xiě)出A、B、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（C任寫(xiě)其中一種）

13、有機(jī)化合物A在一定的條件下有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系：

試分析判斷：

（1）由C→H屬于　　　　　　反應(yīng)，D→G屬于　　　　　　反應(yīng)（填反應(yīng)類(lèi)型）

（2）寫(xiě)出　A和F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A、　　　　　　F、　　　　　　

（3）寫(xiě)出下列反應(yīng)的方程式：

C→H：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

D→G：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

14、某直鏈氨基酸的1個(gè)分子中只有1個(gè)氮原子，0.159克此氨基酸溶于水后用0.107mol/L的KOH溶液滴定，用去20.25mL才完全中和，若取2.94克此氨基酸用酸處理，然后將其與堿共熱使其中全部的氮轉(zhuǎn)化為NH3，其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為448mL。

（1）求該氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量。

（2）推斷化學(xué)式

（3）寫(xiě)出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

15、蓋爾達(dá)法分解蛋白質(zhì)的過(guò)程可表示為：

現(xiàn)對(duì)牛奶中的蛋白質(zhì)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。取30.0mL牛奶用蓋爾達(dá)法分解蛋白質(zhì)。把氮完全轉(zhuǎn)化為氨，用0.5mol/L硫酸50.0mL吸收后，剩余的酸用1mol/L的NaOH溶液中和，需38.0mL。

（1）求30.0mL牛奶中共含有多少克氮？

（2）如果蛋白質(zhì)中含氮16%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），則牛奶中含蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（已知牛奶的密度是1.03g/cm3）

【試題答案】

1、CD　2、AB　3、B　4、C　　5、A　　

6、C　　7、A　　8、D　　9、A　　10、D

11、（1）①③④

（3）HO?D ?DCH＝CH?D ?DOH CH2＝C（COOH）2

（4）HO?D ?DCH＝CH?D ?DOH＋2CH3OH

CH3O?D ?DCH＝CH?D ?DOCH3＋2H2O

（5）HO?D ?DCH2?D ?DOH

12、（1）C9H11O2N

（2）

13、（1）縮聚、酯化

（2）HOCH2CH2CH2COONH4、

（3）

14、（1）M＝147

（2）C5H9NO4

（3）

15、（1）0.168g　　　　（2）3.4%

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/32482.html

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