4.1 生物大分子（三大题型）-【举一反三】2024-2025学年高二化学同步讲与练（沪科版2020选必3）

4.1 生物大分子 题型01 糖类 题型02 氨基酸与蛋白质 题型03 核酸 题型01 糖类 知识积累 【糖类的结构和组成】 (1) 糖类的结构： 分子中含有多个羟基、醛基的多羟基醛，以及水解后能生成多羟基醛的由C、H、O组成的有机物．糖类根据其能否水解以及水解产物的多少，可分为单糖、二糖和多糖等． (2) 糖类的组成： 糖类的通式为Cn(H2O)m，对此通式，要注意掌握以下两点： ①该通式只能说明糖类是由C、H、O三种元素组成的，并不能反映糖类的结构； ②少数属于糖类的物质不一定符合此通式，如鼠李糖的分子式为C6H12O5；反之，符合这一通式的有机物不一定属于糖类，如甲醛CH2O、乙酸C2H4O2等． 1、葡萄糖和果糖-----单糖的典型代表 （1）葡萄糖 ①分子式C6H12O6 ②结构简式CH2OH—(CHOH)4—CHO ③ ④结构特点：属多羟基醛。含有羟基（—OH）、醛基（—CHO）两种官能团 ⑤性质：通常为无色晶体，有甜味，易溶于水，广泛存在于各种水果中。 A、还原性，具有醛类性质 a.银镜反应：与银氨溶液水浴加热产生光亮的银镜（制镜、生产热水瓶胆） b.与新制氢氧化铜悬浊液加热产生红色沉淀（应用于检查糖尿病） 2NaOH+CuSO4 → Cu(OH)2↓+Na2SO4 (NaOH过量) CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O B、加成反应：加氢时还原为六元醇 C、具有醇羟基，能起酯化反应 D、发酵生成酒精 C6H12O6 2CH3CH2OH+2CO2↑ E、生理氧化：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+热 为生命活动提供能量 ⑥制法：淀粉水解 ⑦用途： a、是一种重要的营养物质，它在人体组织中进行氧化反应，放出热量，以供维持人体生命活动所需要的能量； b、用于制镜业、糖果制造业； c、用于医药工业．体弱多病和血糖过低的患者可通过静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养． （2）果糖 分子式：C6H12O6,无色晶体，比葡萄糖甜，存在于多种水果中，与葡萄糖互为同分异构体。 【教学参考】果糖也和葡萄糖一样能够发生银镜反应、能与新制的氢氧化铜反应，是因为果糖在一定条件下能够转化为葡萄糖。 2、蔗糖、麦芽糖-----二糖的典型代表 蔗糖 麦芽糖 分子式 C12H22O11 C12H22O11 结构特点 不含醛基 含有醛基 相互关系 都属于二糖，且互为同分异构体 存在和来源 存在于不少植物体内，以甘蔗和甜菜中的含量最多 淀粉水解产生 物理性质 无色晶体，溶于水，有甜味 白色晶体，易溶于水，有甜味。（不如蔗糖甜） 化学性质 1．无还原性，不发生银镜反应，不与新制氢氧化铜反应。 2．在硫酸的催化作用下，蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖： C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6 葡萄糖 果糖 1．有还原性，可发生银镜反应，可与新制氢氧化铜反应。 2．在硫酸等的催化下，麦芽糖发生水解反应，生成两分子葡萄糖： 3、淀粉、纤维素-----多糖的典型代表 淀粉 纤维素 通式 （C6H10O5)n （C6H10O5)n 结构 分子中约含有几百个到几千个单糖单元，它的分子量从几万到几十万。不含醛基。 分子中大约含有几千个单糖单元，它的分子量约为几十万。不含醛基。 相互关系 都属于多糖、非还原性糖、天然高分子化合物，但不是同分异构体。（n值不是一个固定值，结构也不同） 物理性质 白色、无气味、无味道粉末状的物质，能部分溶解于热水。 白色、无气味、无味道的物质，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。 化学性质 1． 在稀酸或酶的作用下，发生水解，经过糊精、麦芽糖转化为葡萄糖。 (C6H10O5)n +nH2O→nC6H12O6 (淀粉) (葡萄糖) 2．跟碘作用呈现蓝色 1．在一定条件下长时间加热，可发生水解生成葡萄糖，但较淀粉困难。 (C6H10O5)n +nH2O→nC6H12O6 (纤维素) (葡萄糖) 2．酯化反应：如与HNO3生成纤维素硝酸酯(或三硝酸纤维素酯)，与CH3COOH生成纤维素醋酸酯 用途 淀粉是食物的一种重要成分。它也是一种工业原料，可以用来制葡萄糖和酒精等。 棉麻纤维素大量用于纺织工业，纤维素常用于制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、粘胶纤维和造纸等等。 纤维素乙酸酯俗名醋酸纤维，用于制电影胶片片基和纺织工业 【典例1】(双选)下列关于验证蔗糖属于非还原糖，而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中，正确的是(　　) ①　　　②　　　　③　　　④　　⑤ A．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④③ B．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④⑤ C．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤ D．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①⑤②④⑤ 　 【变式1-1】通过实验来验证淀粉水解可生成还原糖，其实验包括下列一些操作过程，这些操作过程的正确排列顺序是(　　) ①取少量淀粉加水配成溶液　②加热　③加入碱液至溶液呈碱性　④加入新制的Cu(OH)2悬浊液　⑤加入几滴稀硫酸　⑥再加热 A．①②⑤⑥④③　　　　 B．①⑤②④⑥③ C．①⑤②③④⑥ D．①⑥④⑤③② 【变式1-2】下列物质中既能发生水解反应，也能发生银镜反应，其水解产物中还有能发生银镜反应的是(　　) ①乙醛　②葡萄糖　③甲酸甲酯　④蔗糖　⑤麦芽糖 　⑥纤维素　⑦淀粉 A．①②⑤ B．③④⑥ C．③⑤ D．④⑤ 【变式1-3】根据图所示转化关系，回答下列问题： (1)工业上制镜和热水瓶胆镀银，常利用上述反应中的________(填序号)。 (2)①②的反应类型为________(填字母)。 A．氧化反应 B．加成反应 C．水解反应 D．消去反应 (3)反应⑦可用于检验糖尿病患者尿液中的葡萄糖含量，该反应的化学方程式为____________________________________________ ______________________________________________________。 (4)葡萄糖在人体内彻底氧化分解的化学方程式为 _______________________________________________________ ______________________________________________________。 题型02 氨基酸与蛋白质 知识积累 1、氨基酸 氨基酸：羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的的产物叫氨基酸。 若氨基取代在α碳原子上，叫α氨基酸。 结构特点：分子中同时含有氨基和羧基，氨基酸具有两性（既可与酸反应又可与碱反应）。 α－氨基酸结构简式可表示为： (1) 物理性质：常温下，氨基酸是晶体，可溶于水，但不溶于乙醚。 （2）几种重要的α－氨基酸： 甘氨酸（氨基乙酸） H－CHCOOH| NH2 丙氨酸（α－氨基丙酸） 苯丙氨酸（α－氨基－β－苯基丙酸） 谷氨酸（α－氨基戊二酸）HOOC－CH2－CH2－CH－COOH| NH2 （3）化学性质： 两性： 氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH2，因此它既可以跟酸反应，又可以跟碱反应，生成盐。 R－CHCOOH+HClR－CHCOOH NH2 NH3C1 R—CHCOOH +NaOHR－CHCOONa +H2O NH2 NH2 ②缩合反应 由两个α－氨基酸经缩合生成的产物叫二肽，由多个α－氨基酸缩合的产物叫多肽。 2、蛋白质 (1)存在： 蛋白质广泛存在于生物体内，是组成细胞的基础物质．动物的肌肉、皮肤、发、毛、蹄、角等的主要成分都是蛋白质．植物的种子、茎中含有丰富的蛋白质．酶、激素、细菌、抵抗疾病的抗体等，都含有蛋白质． (2)组成元素：C、H、O、N、S等． 蛋白质是由不同的α－氨基酸通过发生缩聚反应而成的天然高分子化合物． （3）性质： ①水解： 蛋白质在酸、碱或酶的作用下发生水解反应： 蛋白质多肽α—氨基酸 通过蛋白质的水解，可制备氨基酸。人摄入蛋白质后，在体内水解成氨基酸，氨基酸被人体利用再重新形成人体蛋白质。 ②盐析： 加入某些浓的无机盐（NH4）2SO4、Na2SO4可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出。 盐析是可逆过程，主要属于物理变化，可用于分离、提纯蛋白质。 ④变性： 蛋白质在热、强酸、强碱、重金属盐、某些有机物（如甲醛、酒精等）、强氧化剂、紫外线等因素的作用下失去生理活性的过程，叫做蛋白质的变性。变性会产生凝结现象，变性是不可逆过程，主要属于化学变化。变性原理用于解毒、消毒、防腐等。 ⑤灼烧：蛋白质灼烧时具有烧焦羽毛的气味。用于鉴别真丝、毛织物与其它织物。 ⑥颜色反应：一般含有苯环的蛋白质遇浓硝酸颜色变黄（又称黄蛋白反应），用于鉴别蛋白质。 （4） 用途： 蛋白质是人类必需的营养物质；重要的纺织材料；制革；制胶；制酪素。酶属于蛋白质，是重要的催化剂。 【典例2】下列叙述中正确的是 ( ) A．天然蛋白质水解的最初产物是多种α一氨基酸 B．所有蛋白质遇到硝酸后加热都会变黄 C．蛋白质盐析是可逆的物理过程，利用该性质可提纯和分离蛋白质 D．温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高【变式2-1】L一多巴是一种有机物，它可用于帕金森综合症的治疗，其结构简式如下： 这种药物的研制是基于获得2000年诺贝尔生理学或医学奖和获得2001年诺贝尔化学奖的研究成果。下列关于L-多巴酸碱性的叙述正确的是 ( ) A．既没有酸性，又没有碱性 B．既具有酸性，又具有碱性 C．只有酸性，没有碱性 D．只有碱性，没有酸性 【变式2-2】据杂志报道，美国的科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为，则下列说法错误的是(　　) A．半胱氨酸属于α­氨基酸 B．半胱氨酸既能跟强酸反应又能跟强碱反应 C．半胱氨酸不能与NaOH溶液反应放出碱性气体 D．两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为 　 【变式2-3】甘氨酸()和苯丙氨酸()缩合最多可形成二肽的种类数为(　　) A．1　　　　B．2　　　　C．4　　　　D．3 　 题型03 核酸 知识积累 一、核酸的组成 1．分类：核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，绝大多数生物体的遗传物质是DNA。 2．组成 (1)核酸是一种生物大分子，是由许多核苷酸单体形成的聚合物。 (2)核苷酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和碱基，其中戊糖有脱氧核糖和核糖，在核酸中以环状结构的形式存在。 (3)碱基的名称(符号)和结构简式 ①腺嘌呤(A)：。 ②鸟嘌呤(G)：。 ③胞嘧啶(C)：。 ④胸腺嘧啶(T)：。 ⑤尿嘧啶(U)：。 3．定义：核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。 4．两种核酸中的碱基(具有碱性的杂环有机化合物) (1)RNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四种。 (2)DNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四种。 5．核酸的合成与水解 6．腺苷三磷酸(ATP) (1)形成：腺嘌呤核苷中的核糖羟基与磷酸反应，可形成腺苷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)及腺苷三磷酸(ATP)。 (2)ATP中的特殊键 磷酸与核糖之间通过磷酯键连接，磷酸与磷酸之间形磷酸酐键。 (3)ATP的水解过程的能量变化 二、核酸的结构 1．DNA的双螺旋结构特点 (1)DNA分子由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构。 (2)每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过氢键作用，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。 2．RNA的结构 RNA也是以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖和碱基与DNA中的不同，核糖替代了脱氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。 三、核酸的生物功能 1．基因：有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息，称为基因。 2．生物功能 (1)DNA分子的复制 亲代DNA分子的两条链解开后作为母链模板，在酶的作用下，利用游离的核苷酸各自合成一段与母链互补的子链。最后形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子，使核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代，并通过控制蛋白质的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。 (2)RNA的生物功能 RNA主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。 3．中国在核酸的研究中的贡献 (1)1981年，人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸转移核糖核酸。 (2)1999年，参与了人类基因组计划。 (3)2002年，完成了水稻基因组图谱的绘制。 【典例3】下列说法不正确的是(　　) A．DNA分子中的两链中的碱基不同 B．DNA分子中两链中的碱基通过氢键连接 C．DNA分子中的A与T数目相同 D．DNA分子与RNA分子中均含胸腺嘧啶 　 【变式3-1】某生物的DNA分子中，腺嘌呤约占碱基总数的30%，则胸腺嘧啶和鸟嘌呤占碱基总数的百分比分别为________、________。 【变式3-2】下列关于核酸的说法不正确的是(　　) A．核酸是一种生物大分子 B．核酸根据组成中戊糖的不同，分为DNA和RNA C．绝大多数生物体中遗传物质是RNA D．核酸在生物体的生长、繁殖、遗传和变异等生命现象中起着重要的作用 　 【变式3-3】关于核酸功能的说法中不正确的是(　　) A．核酸是生物体遗传信息的载体 B．DNA分子上存在基因，决定生物体的性状 C．RNA的主要功能其中包括传递遗传信息 D．在细胞繁殖分裂过程中，发生RNA分子的复制 　 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.1 生物大分子 题型01 糖类 题型02 氨基酸与蛋白质 题型03 核酸 题型01 糖类 知识积累 【糖类的结构和组成】 (1) 糖类的结构： 分子中含有多个羟基、醛基的多羟基醛，以及水解后能生成多羟基醛的由C、H、O组成的有机物．糖类根据其能否水解以及水解产物的多少，可分为单糖、二糖和多糖等． (2) 糖类的组成： 糖类的通式为Cn(H2O)m，对此通式，要注意掌握以下两点： ①该通式只能说明糖类是由C、H、O三种元素组成的，并不能反映糖类的结构； ②少数属于糖类的物质不一定符合此通式，如鼠李糖的分子式为C6H12O5；反之，符合这一通式的有机物不一定属于糖类，如甲醛CH2O、乙酸C2H4O2等． 1、葡萄糖和果糖-----单糖的典型代表 （1）葡萄糖 ①分子式C6H12O6 ②结构简式CH2OH—(CHOH)4—CHO ③ ④结构特点：属多羟基醛。含有羟基（—OH）、醛基（—CHO）两种官能团 ⑤性质：通常为无色晶体，有甜味，易溶于水，广泛存在于各种水果中。 A、还原性，具有醛类性质 a.银镜反应：与银氨溶液水浴加热产生光亮的银镜（制镜、生产热水瓶胆） b.与新制氢氧化铜悬浊液加热产生红色沉淀（应用于检查糖尿病） 2NaOH+CuSO4 → Cu(OH)2↓+Na2SO4 (NaOH过量) CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O B、加成反应：加氢时还原为六元醇 C、具有醇羟基，能起酯化反应 D、发酵生成酒精 C6H12O6 2CH3CH2OH+2CO2↑ E、生理氧化：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+热 为生命活动提供能量 ⑥制法：淀粉水解 ⑦用途： a、是一种重要的营养物质，它在人体组织中进行氧化反应，放出热量，以供维持人体生命活动所需要的能量； b、用于制镜业、糖果制造业； c、用于医药工业．体弱多病和血糖过低的患者可通过静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养． （2）果糖 分子式：C6H12O6,无色晶体，比葡萄糖甜，存在于多种水果中，与葡萄糖互为同分异构体。 【教学参考】果糖也和葡萄糖一样能够发生银镜反应、能与新制的氢氧化铜反应，是因为果糖在一定条件下能够转化为葡萄糖。 2、蔗糖、麦芽糖-----二糖的典型代表 蔗糖 麦芽糖 分子式 C12H22O11 C12H22O11 结构特点 不含醛基 含有醛基 相互关系 都属于二糖，且互为同分异构体 存在和来源 存在于不少植物体内，以甘蔗和甜菜中的含量最多 淀粉水解产生 物理性质 无色晶体，溶于水，有甜味 白色晶体，易溶于水，有甜味。（不如蔗糖甜） 化学性质 1．无还原性，不发生银镜反应，不与新制氢氧化铜反应。 2．在硫酸的催化作用下，蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖： C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6 葡萄糖 果糖 1．有还原性，可发生银镜反应，可与新制氢氧化铜反应。 2．在硫酸等的催化下，麦芽糖发生水解反应，生成两分子葡萄糖： 3、淀粉、纤维素-----多糖的典型代表 淀粉 纤维素 通式 （C6H10O5)n （C6H10O5)n 结构 分子中约含有几百个到几千个单糖单元，它的分子量从几万到几十万。不含醛基。 分子中大约含有几千个单糖单元，它的分子量约为几十万。不含醛基。 相互关系 都属于多糖、非还原性糖、天然高分子化合物，但不是同分异构体。（n值不是一个固定值，结构也不同） 物理性质 白色、无气味、无味道粉末状的物质，能部分溶解于热水。 白色、无气味、无味道的物质，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。 化学性质 1． 在稀酸或酶的作用下，发生水解，经过糊精、麦芽糖转化为葡萄糖。 (C6H10O5)n +nH2O→nC6H12O6 (淀粉) (葡萄糖) 2．跟碘作用呈现蓝色 1．在一定条件下长时间加热，可发生水解生成葡萄糖，但较淀粉困难。 (C6H10O5)n +nH2O→nC6H12O6 (纤维素) (葡萄糖) 2．酯化反应：如与HNO3生成纤维素硝酸酯(或三硝酸纤维素酯)，与CH3COOH生成纤维素醋酸酯 用途 淀粉是食物的一种重要成分。它也是一种工业原料，可以用来制葡萄糖和酒精等。 棉麻纤维素大量用于纺织工业，纤维素常用于制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、粘胶纤维和造纸等等。 纤维素乙酸酯俗名醋酸纤维，用于制电影胶片片基和纺织工业 【典例1】(双选)下列关于验证蔗糖属于非还原糖，而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中，正确的是(　　) ①　　　②　　　　③　　　④　　⑤ A．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④③ B．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④⑤ C．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤ D．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①⑤②④⑤ 【答案】BD　 【解析】某糖是否属于还原糖，可通过银镜反应加以证明。银镜反应应该在水浴中进行加热，同时考虑到银镜反应的发生应该在碱性条件下进行，故蔗糖水解后应先加碱中和作催化剂的酸，然后才能进行银镜反应，综上所述，B、D两项正确。 【变式1-1】通过实验来验证淀粉水解可生成还原糖，其实验包括下列一些操作过程，这些操作过程的正确排列顺序是(　　) ①取少量淀粉加水配成溶液　②加热　③加入碱液至溶液呈碱性　④加入新制的Cu(OH)2悬浊液　⑤加入几滴稀硫酸　⑥再加热 A．①②⑤⑥④③　　　　 B．①⑤②④⑥③ C．①⑤②③④⑥ D．①⑥④⑤③② 【答案】C　 【解析】验证淀粉水解可生成还原糖的实验，大体可分以下两步：第一步是先使淀粉水解(稀硫酸作催化剂)；第二步是验证淀粉的水解产物为还原糖[加新制Cu(OH)2悬浊液前要先加过量的NaOH溶液，以中和稀硫酸。 【变式1-2】下列物质中既能发生水解反应，也能发生银镜反应，其水解产物中还有能发生银镜反应的是(　　) ①乙醛　②葡萄糖　③甲酸甲酯　④蔗糖　⑤麦芽糖 　⑥纤维素　⑦淀粉 A．①②⑤ B．③④⑥ C．③⑤ D．④⑤ 【答案】C 【解析】能发生水解反应的物质有③④⑤⑥⑦，能发生银镜反应的物质有①②③⑤，水解产物中有能发生银镜反应的物质有③④⑤⑥⑦，故C正确。 【变式1-3】根据图所示转化关系，回答下列问题： (1)工业上制镜和热水瓶胆镀银，常利用上述反应中的________(填序号)。 (2)①②的反应类型为________(填字母)。 A．氧化反应 B．加成反应 C．水解反应 D．消去反应 (3)反应⑦可用于检验糖尿病患者尿液中的葡萄糖含量，该反应的化学方程式为____________________________________________ ______________________________________________________。 (4)葡萄糖在人体内彻底氧化分解的化学方程式为 _______________________________________________________ ______________________________________________________。 【答案】(1)⑥　(2)C　(3)CH2OH—(CHOH)4—CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH2OH—(CHOH)4—COONa＋Cu2O↓＋3H2O　(4)C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O 【解析】(1)工业上制镜和热水瓶胆镀银都是利用了葡萄糖和银氨溶液反应还原出单质银的性质，所以应为反应⑥。(2)反应①②是淀粉在不同条件下的水解反应。(3)反应⑦为葡萄糖与新制Cu(OH)2的反应。 题型02 氨基酸与蛋白质 知识积累 1、氨基酸 氨基酸：羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的的产物叫氨基酸。 若氨基取代在α碳原子上，叫α氨基酸。 结构特点：分子中同时含有氨基和羧基，氨基酸具有两性（既可与酸反应又可与碱反应）。 α－氨基酸结构简式可表示为： (1) 物理性质：常温下，氨基酸是晶体，可溶于水，但不溶于乙醚。 （2）几种重要的α－氨基酸： 甘氨酸（氨基乙酸） H－CHCOOH| NH2 丙氨酸（α－氨基丙酸） 苯丙氨酸（α－氨基－β－苯基丙酸） 谷氨酸（α－氨基戊二酸）HOOC－CH2－CH2－CH－COOH| NH2 （3）化学性质： 两性： 氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH2，因此它既可以跟酸反应，又可以跟碱反应，生成盐。 R－CHCOOH+HClR－CHCOOH NH2 NH3C1 R—CHCOOH +NaOHR－CHCOONa +H2O NH2 NH2 ②缩合反应 由两个α－氨基酸经缩合生成的产物叫二肽，由多个α－氨基酸缩合的产物叫多肽。 2、蛋白质 (1)存在： 蛋白质广泛存在于生物体内，是组成细胞的基础物质．动物的肌肉、皮肤、发、毛、蹄、角等的主要成分都是蛋白质．植物的种子、茎中含有丰富的蛋白质．酶、激素、细菌、抵抗疾病的抗体等，都含有蛋白质． (2)组成元素：C、H、O、N、S等． 蛋白质是由不同的α－氨基酸通过发生缩聚反应而成的天然高分子化合物． （3）性质： ①水解： 蛋白质在酸、碱或酶的作用下发生水解反应： 蛋白质多肽α—氨基酸 通过蛋白质的水解，可制备氨基酸。人摄入蛋白质后，在体内水解成氨基酸，氨基酸被人体利用再重新形成人体蛋白质。 ②盐析： 加入某些浓的无机盐（NH4）2SO4、Na2SO4可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出。 盐析是可逆过程，主要属于物理变化，可用于分离、提纯蛋白质。 ④变性： 蛋白质在热、强酸、强碱、重金属盐、某些有机物（如甲醛、酒精等）、强氧化剂、紫外线等因素的作用下失去生理活性的过程，叫做蛋白质的变性。变性会产生凝结现象，变性是不可逆过程，主要属于化学变化。变性原理用于解毒、消毒、防腐等。 ⑤灼烧：蛋白质灼烧时具有烧焦羽毛的气味。用于鉴别真丝、毛织物与其它织物。 ⑥颜色反应：一般含有苯环的蛋白质遇浓硝酸颜色变黄（又称黄蛋白反应），用于鉴别蛋白质。 （4） 用途： 蛋白质是人类必需的营养物质；重要的纺织材料；制革；制胶；制酪素。酶属于蛋白质，是重要的催化剂。 【典例2】下列叙述中正确的是 ( ) A．天然蛋白质水解的最初产物是多种α一氨基酸 B．所有蛋白质遇到硝酸后加热都会变黄 C．蛋白质盐析是可逆的物理过程，利用该性质可提纯和分离蛋白质 D．温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高 【答案】C 【解析】蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解，水解的最终产物是多种α一氨基酸故A的叙述是错误的；蛋白质的溶液遇浓硝酸，微热，产生黄色，发生颜色反应，但不是所有蛋白质都发生这种颜色变化，因此B的叙述是错误的；蛋白质的盐析是物理过程，是可逆的；蛋白质的变性是化学变化，是不可逆的，可以用蛋白质的盐析来提纯、分离蛋白质。酶在高温下变性不再有催化活性。 【变式2-1】L一多巴是一种有机物，它可用于帕金森综合症的治疗，其结构简式如下： 这种药物的研制是基于获得2000年诺贝尔生理学或医学奖和获得2001年诺贝尔化学奖的研究成果。下列关于L-多巴酸碱性的叙述正确的是 ( ) A．既没有酸性，又没有碱性 B．既具有酸性，又具有碱性 C．只有酸性，没有碱性 D．只有碱性，没有酸性 【答案】B 【解析】从L-多巴的结构式可知，分子中含有羧基、酚羟基可推知化合物具有酸性，含有氨基可推知化合物具有碱性。 【变式2-2】据杂志报道，美国的科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为，则下列说法错误的是(　　) A．半胱氨酸属于α­氨基酸 B．半胱氨酸既能跟强酸反应又能跟强碱反应 C．半胱氨酸不能与NaOH溶液反应放出碱性气体 D．两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为 【答案】D　 【解析】A项，半胱氨酸可以看作是HSCH2CH2COOH中α­碳原子上的氢原子被氨基取代的产物，是α­氨基酸；B项，半胱氨酸既含有羧基又含有氨基，既能跟强碱反应又能跟强酸反应；C项，半胱氨酸与NaOH溶液反应只能生成半胱氨酸钠，不能生成氨气；D项，两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式应为 【变式2-3】甘氨酸()和苯丙氨酸()缩合最多可形成二肽的种类数为(　　) A．1　　　　B．2　　　　C．4　　　　D．3 【答案】C　 【解析】氨基酸形成二肽，就是两个氨基酸分子脱去一个水分子形成肽键的过程。两种不同的氨基酸发生脱水缩合最多可形成4种二肽(可以是相同分子之间，也可以是不同分子之间)。 题型03 核酸 知识积累 一、核酸的组成 1．分类：核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，绝大多数生物体的遗传物质是DNA。 2．组成 (1)核酸是一种生物大分子，是由许多核苷酸单体形成的聚合物。 (2)核苷酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和碱基，其中戊糖有脱氧核糖和核糖，在核酸中以环状结构的形式存在。 (3)碱基的名称(符号)和结构简式 ①腺嘌呤(A)：。 ②鸟嘌呤(G)：。 ③胞嘧啶(C)：。 ④胸腺嘧啶(T)：。 ⑤尿嘧啶(U)：。 3．定义：核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。 4．两种核酸中的碱基(具有碱性的杂环有机化合物) (1)RNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四种。 (2)DNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四种。 5．核酸的合成与水解 6．腺苷三磷酸(ATP) (1)形成：腺嘌呤核苷中的核糖羟基与磷酸反应，可形成腺苷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)及腺苷三磷酸(ATP)。 (2)ATP中的特殊键 磷酸与核糖之间通过磷酯键连接，磷酸与磷酸之间形磷酸酐键。 (3)ATP的水解过程的能量变化 二、核酸的结构 1．DNA的双螺旋结构特点 (1)DNA分子由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构。 (2)每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过氢键作用，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。 2．RNA的结构 RNA也是以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖和碱基与DNA中的不同，核糖替代了脱氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。 三、核酸的生物功能 1．基因：有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息，称为基因。 2．生物功能 (1)DNA分子的复制 亲代DNA分子的两条链解开后作为母链模板，在酶的作用下，利用游离的核苷酸各自合成一段与母链互补的子链。最后形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子，使核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代，并通过控制蛋白质的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。 (2)RNA的生物功能 RNA主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。 3．中国在核酸的研究中的贡献 (1)1981年，人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸转移核糖核酸。 (2)1999年，参与了人类基因组计划。 (3)2002年，完成了水稻基因组图谱的绘制。 【典例3】下列说法不正确的是(　　) A．DNA分子中的两链中的碱基不同 B．DNA分子中两链中的碱基通过氢键连接 C．DNA分子中的A与T数目相同 D．DNA分子与RNA分子中均含胸腺嘧啶 【答案】D　 【解析】RNA分子中不含胸腺嘧啶，含有尿嘧啶，D项错误。 【变式3-1】某生物的DNA分子中，腺嘌呤约占碱基总数的30%，则胸腺嘧啶和鸟嘌呤占碱基总数的百分比分别为________、________。 【答案】30%　20% 【解析】DNA分子中，A＝T，G＝C，故T占30%，G占＝20%。 【变式3-2】下列关于核酸的说法不正确的是(　　) A．核酸是一种生物大分子 B．核酸根据组成中戊糖的不同，分为DNA和RNA C．绝大多数生物体中遗传物质是RNA D．核酸在生物体的生长、繁殖、遗传和变异等生命现象中起着重要的作用 【答案】C　 【解析】绝大多数生物体中遗传物质是DNA不是RNA，C项错误。 【变式3-3】关于核酸功能的说法中不正确的是(　　) A．核酸是生物体遗传信息的载体 B．DNA分子上存在基因，决定生物体的性状 C．RNA的主要功能其中包括传递遗传信息 D．在细胞繁殖分裂过程中，发生RNA分子的复制 【答案】D　 【解析】细胞繁殖分裂过程中，发生DNA分子的复制，D项错误。 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 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