第四章 第二节 蛋白质-【新课程能力培养】2025-2026学年高中化学选择性必修3学习手册（人教版）

第二节 学习目标 1.能根据氨基酸、蛋白质的官能团及官能团 的转化，认识不同氨基酸、蛋白质及其性 质上的差异。 2.认识蛋白质是生命活动的物质基础，是人 体的必需营养物质，但是蛋白质的摄入量 过多或过少都不利于人体健康，要合理安 排饮食，注意营养搭配。 知识梳理 川知识点1氨基酸的结构和性质 1.氨基酸的组成和结构 (1)定义 羧酸分子烃基上的氢原子被 取 代所得到的化合物称为氨基酸。 (2)结构 官能团 连在同一个 Q-氨基酸 酸 碳原子上 表示 方法 注意： ①可以是烃基，也可以是氢原子。 ②组成人体内蛋白质的氨基酸有 种，其中有 种必须通过食物摄 取，称为 ③天然氨基酸大多数是α-氨基酸，组成蛋白 质的氨基酸主要是 。-氨基酸除 第四章生物大分子。 蛋 白质 甘氨酸外，一般均含有连接4个不同原子 或原子团的手性碳原子，具有 2.常见的氨基酸 俗名 结构简式 系统命名 甘氨酸 H-NCH-COOH 丙氨酸 2氨基丙酸 HOOCCH CH,CHCOOH 谷氨酸 NH2 2-氨基-3-苯 苯丙氨酸 基丙酸 HS-CH2-CH-COOH 2-氨基-3-巯 半胱氨酸 NH2 基丙酸 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 多在200~300℃熔化时分解。 一般能溶于 而难溶于 等有机溶剂。 (2)化学性质 ①氨基酸的两性 氨基酸分子中含有的COOH是 基团，一NH是 基团，因此氨基酸 是 能与 反应生成盐。 a.与酸反应 CH,-COOH +HC→ NH2 b.与碱反应 学(81 N 高中化学选择性必修3（人教版） CH2-COOH +NaOH→ NH, ②成肽反应 两个氨基酸分子（可以相同，也可以 不同)在一定条件下，通过 与 间缩合脱去水，形成含有 O H (一C一N一)的化合物，发生成肽反应，该 反应属于 反应。如 H HN-CH COH+H+N- CH-COOH→ R 氨基酸水二肽或多肽水 一般把相对分子质量在 以上， 并具有一定空间结构的多肽称为蛋白质。 川知识点2蛋白质和酶 1.蛋白质的组成和结构 (1)定义 蛋白质是由多种 通过 等相互连接形成的一类生物大分子。 (2)组成 蛋白质主要由 等元 素组成，其溶液具有 的某些性质。 (3)结构 蛋白质的结构不仅取决于 及 还与其 有关。 82)学 级 称为蛋白质的一级结构，它是蛋白 结构 质高级结构的基础，对蛋白质的性 质和功能起着 作用 肽键中的氧原子与氢原子之间存在 二级 会使肽链盘绕或折叠成 蛋白质的结构 结构 特定的 结构，形成蛋白质 的二级结构 三级 在二级结构基础上进一步 结构 盘曲折叠，形成更复杂的三级结构 四级 多个具有特定三级结构的多肽链通 结构 过 相互作用（如氢键等） 排列组装，形成蛋白质的四级结构 2.蛋白质的性质 (1)两性 形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸 形成的，在多肽链的两端必然存在着自 由的 与 同时侧链中也往 往存在 或 基团，所以蛋白 质与氨基酸一样具有 能与酸、碱 反应。 (2)水解 蛋白质多肽氨基酸 肽键水解原理示意图如下： H ,0 H H-N-CH C CH OH CH HO- H 0 H-N-CH,-C-OH H-N CH- -OH CH (3)盐析 少量的某些可溶性盐（如 等)能促进蛋白质的溶 解。但当这些盐在蛋白质溶液中达到一定 时，反而使蛋白质的溶解度 而使其从溶液中析出，这种作用称为盐析。 蛋白质的盐析是一个 过程，盐 析出的蛋白质在水中仍能溶解，并不影响其 采用多次 和 可以分离提纯蛋白质。 (4)变性 在某些物理或化学因素的影响下，蛋白 质的 发生改变 的现象称为蛋白质的变性。物理因素包括 、 加压、 、振荡、超声 波、 和放射线等；化学因素包括 、乙醇、 等。 蛋白质变性在生活中的应用： ①利用蛋白质变性 食物加热后，其中的蛋白质发生了变 性，有利于 苯酚和碘等作为消毒防腐药可以使微生物的 蛋白质变性，导致其死亡，达到 的 目的：紫外线可用于杀菌消毒。 ②防止蛋白质变性 疫苗等生物制剂需要 保存；攀 登高山时为防止强紫外线引起皮肤和眼睛的 蛋白质变性灼伤，需要 (5)显色反应 含有苯环的蛋白质遇浓硝酸会变 色。除了硝酸，其他一些试剂也可以与蛋白 质作用，呈现特定的颜色，可用于蛋白质的 分析检测。 3.酶 (1)定义 酶是一类由细胞产生的、对生物体内的 化学反应具有 作用的有机化合物， 第四章生物大分子。 其中绝大多数是 (2)特点 ①具有 的催化作用。 ②催化反应条件 ，一般在接近体温 和中性的条件下进行。 ③具有高度的 性。 (3)应用 应用广泛，如 用于医药、制革 等工业， 用于食品、发酵、纺织等 工业，有的酶还可用于疾病的诊断。 要点精析 川要点1氨基酸的结构和性质 氨基酸的缩合反应 1.氨基酸的缩合反应机理 氨基酸的成肽反应原理是羧基脱去的羟基 与氨基脱去的氢原子结合生成水，形成肽键， QH 即COH+H-HN-→H,0+C-N-。 肽键可简写为“一CONH一”，但不能写成 “一CNHO一”，两者的连接方式不同。 2.氨基酸的缩合反应方式 (1)分子间缩合成链状 CH2-COOH+CH2-COOH→ NH2 NH2 CH一C-NH-CHCOOH+H,O NH2 O (2)分子间或分子内缩合成环 学(83 N 高中化学选择性必修3（人教版） 2 RCHCOOH→R-HO NH +2HO NH2 HN CH-R CH2-COOH→CH2-Q +H2O CH2CH-NH2 NH CH2-CH2 (3)缩聚成多肽或蛋白质 0 nCH2COOH-HNH-CH,COH+(n-1)H2O NH2 n个氨基酸分子发生成肽反应，生成一 个肽链时，会生成(n-1)个水分子和(n- 1)个肽键。 典例1关于生物体内氨基酸的叙述错误的 是() A.构成蛋白质的α-氨基酸分子的结构通式 可表示为R一CH一COOH NH2 B.人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、 二氧化碳和尿素 C.人体内所有氨基酸均可以互相转化 D.两分子氨基酸通过脱水缩合可以形成二肽 解析：组成蛋白质的氨基酸主要是Q-氨基 酸，-氨基酸的结构通式可表示为 R一CH一COOH,A正确；氨基酸经过脱氨 NH 基作用，含氨部分转化成尿素，不含氨部分 氧化分解产生二氧化碳和水，B正确；组成 (84学 人体内蛋白质的氨基酸有21种，其中有8 种氨基酸在人体内不能合成，必须从食物中 获得，称为必需氨基酸，C错误；两个氨基 酸通过脱水缩合形成的含有肽键的化合物叫 做二肽，D正确。 答案：C 典例2下图所示是一种由三种Q-氨基酸分 子脱水缩合生成的五肽的结构简式，这种 五肽彻底水解时，不可能产生的氨基酸是 0 H CH. H H CH 0 HO CCH2-N-C-CH-N H CH2 H CH. A.CH3-CH-COOH NH B.CH;CH2CH-COOH NH C.HN-CH2-COOH D.CH;CH-CH2-COOH NH2 解析：蛋白质水解时是从肽键 处断裂而生成氨基酸，该五肽水解生 成的-氨基酸分别为CH一COOH、 NH2 CH CH2-CH-COOH CH,-CH-COOH, NH2 NH2 故不可能产生的氨基酸是D。 答案：D B变式训练① 甘氨酸(CH2一COOH)和丙氨酸 NH2 (CH一CH一COOH)的混合物在一定条件 NH2 下发生反应生成链状二肽的种数为() A.4种 B.3种 C.2种 D.1种 川要点2蛋白质 蛋白质溶液与盐溶液的作用 1.浓的轻金属盐溶液能使蛋白质发生盐析。 盐析是物理过程，是可逆的。采用多次盐 析和溶解，可分离提纯蛋白质。 2.稀的轻金属盐溶液不会降低蛋白质在水中 的溶解度，反而会促进蛋白质的溶解。 3.重金属盐溶液，不论是浓溶液还是稀溶 液，均能使蛋白质变性，变性是化学过 程，是不可逆的。 典例3下列有关蛋白质的叙述错误的是 (） A.将饱和(NH4)2SO4溶液加入蛋白质溶液 中，蛋白质析出，再加水也不溶解 B.蛋白质水解的最终产物主要是-氨基酸 C.烫发时，主要破坏头发中的二硫键 (-S-S-) D.浓硝酸溅在皮肤上，皮肤呈黄色，是由 于浓硝酸和蛋白质发生显色反应 解析：将饱和(NH4)2SO4溶液加入蛋白质溶 液中，蛋白质发生盐析，盐析是可逆的，再 加水后蛋白质可以溶解，A错误。 第四章生物大分子。 答案：A 典例4下列过程不涉及蛋白质变性的是 ( A.煮鸡蛋 B.使用福尔马林（甲醛水溶液）保存标本 C.以粮食为原料酿酒 D.使用医用酒精、紫外线杀菌消毒 解析：煮鸡蛋过程中需要加热，加热会使蛋 白质变性；福尔马林是甲醛水溶液，甲醛能 够使蛋白质变性；以粮食为原料酿酒是淀粉 在酒化酶作用下转化为乙醇的过程，与蛋白 质是否变性无关；酒精和紫外线能使蛋白质 变性失活，因此可用于杀菌消毒。 答案：C B变式训练2 下列物质可以使蛋白质变性的是() ①福尔马林②酒精③高锰酸钾溶 液④硫酸铵溶液⑤硫酸铜⑥双氧水 ⑦硝酸 A.除④⑦外 B.除③⑥外 C.①②⑤ D.除④外 典例5能正确表示蛋白质分子由简到繁的 结构层次的顺序是() ①氨基酸②C、H、O、N等元素③氨基 酸分子相互缩合④多肽⑤形成一定的空 间结构 A.①②③④⑤ B.②①③④⑤ C.②①③⑤④ D.②①④③⑤ 解析：蛋白质分子由简到繁的结构层次的顺 序：②C、H、O、N等元素①氨基酸③ 氨基酸分子相互缩合→④多肽→⑤形成一定 的空间结构。 学 85 高中化学选择性必修3（人教版） 答案：B 川要点3酶 典例6生命中无时无刻不进行着许许多多 的化学反应，这些反应要根据环境的变化和 身体的需要而灵活控制、自动调节，以维持 生命活动，所有这一切都离不开酶。下列有 第三节 学习目标 1.能辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷酯 键，能基于氢键分析碱基的配对原理。能 说明核糖核酸、脱氧核糖核酸对于生命遗 传的意义。 2.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点 和生物功能。认识核酸的意义，体会化学 科学在生命科学发展中所起的重要作用。 知识梳理 川知识点1核酸的组成 1.核酸的分类 天然的核酸根据其组成中所含 的不同，分为 (DNA)和 (RNA) 2.核酸的组成 核酸是由许多 单体形成的 ,相对分子质量可达 。在 的作用下，核酸可发生水解，其过 程如图所示： 86)学 关酶的叙述错误的是() A.酶是具有催化功能的有机化合物，绝大 多数是蛋白质 B.酶的催化作用具有高效性和专一性 C.高温或紫外线的照射会使酶失去生理活性 D.酶通常在强酸或强碱的条件下发挥作用 答案：D 核 酸 HO- OH 酶 酶 OH 核酸 核苷酸 水解 水解 核苷 酶 水解 因此，核酸可以看作 和 通过一定方式结合而成的 0 其中的 是 或 它们均以 结构存在于核酸中，对应 的核酸分别是 (RNA)和 (DNA)。转化关系如图 所示： 戊相美合核苷道合核背酸金紧盒核酸 碱基水解 磷酸」水解 水解 3.戊糖 CH2OH O. OH CH2OH O. OH AH H H H H H OH OH OH H高中化学选择性必修3（人教版） 4.食物工业白酒食醋味精抗生素细胞 壁纺织造纸人造丝人造棉 要点精析 变式训练 1.②③2.D3.C 4.(1)设计和结论都不正确。因加人NaOH溶液呈 碱性后，加入L2,2与NaOH溶液发生反应，没有2存 在，不能证明淀粉是否存在 (2)设计和结论都不正确。因为在酸性条件下，加 入的银氨溶液不能与葡萄糖发生银镜反应。按方案乙的 设计，无银镜现象，淀粉可能是完全水解，也可能是部 分水解或尚未水解 (3)设计和结论都正确。按设计的方案进行实验， 有银镜现象，说明淀粉已水解生成了葡萄糖 (4)设计和结论都正确。按设计的方案进行实验， 溶液变蓝又有银镜现象，说明既有淀粉又有葡萄糖，淀 粉部分水解 >"第二节 蛋白质 知识梳理 知识点1 1.(1)氨基（一NH) (2)氨基（一NH2)羧基（一COOH)》 R一CH-COOH NH2 ②218必需氨基酸 ③α-氨基酸对映异构体 2.氨基乙酸CH,-CH一COOH NH2 CH-CHCOOH 2-氨基戊二酸 NH 3.(1)无高水乙醇乙醚 (2)①酸性碱性两性化合物酸、碱 CH2-COOH a. NH.CI CH2-COONa b. +HO NH2 ②氨基羧基肽键取代 HN CHC N CH COOH+H.O 二肽 蛋白质10000 知识点2 1.(1)氨基酸肽键 36 (2)C、H、O、N、S胶体 (3)多肽链的氨基酸种类数目排列顺序特定 的空间结构蛋白质分子中氨基酸单体的排列顺序决 定性氢键空间肽链非共价键 2.(1)缩合氨基羧基酸性碱性两性 (3)硫酸铵硫酸钠氯化钠浓度降低可逆 活性盐析溶解 (4)性质和生理功能加热搅拌紫外线强酸 强碱重金属盐甲醛 ①人体消化吸收乙醇消毒 ②在低温下防晒护目 (5)黄 3.(1)催化蛋白质 (2)①高效②温和③专一 (3)蛋白酶淀粉酶 要点精析 变式训练 1.A2.D 一第三节核 酸 知识梳理 知识点1 1.戊糖脱氧核糖核酸核糖核酸 2.核苷酸聚合物上百万酶磷酸戊糖碱 基磷酸戊糖碱基生物大分子戊糖核糖脱 氧核糖环状核糖核酸脱氧核糖核酸 3.核糖脱氧核糖 4.腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶 DNA胸腺嘧啶(T)RNA尿嘧啶(U) 知识点2 1.（1)多聚核苷酸双螺旋磷酯键 (2)脱氧核糖磷酸外内 (3)碱基互补配对氢键胸腺嘧啶(T)胞嘧 啶(C) 2.(1)单链状(2)尿嘧啶(U) 知识点3 1.有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗 传信息 2.生物体遗传信息 (1)决定DNA分子母链模板核苷酸子链 子代DNA分子DNA复制蛋白质 (2)遗传信息 3.（1)酵母丙氨酸转移核糖核酸 (2)人类基因组 (3)水稻基因组图谱