8-1 蛋白质 同步作业 《化学（医药卫生类）》同步教学 高教版

专题八 蛋白质和核酸 第一节 蛋白质 同步作业 一、基础题（共60分） （一）选择题（每题3分，共30分） 1. 下列关于蛋白质的说法，正确的是（ ） A. 蛋白质是由氨基酸通过肽键连接形成的高分子化合物 B. 蛋白质的组成元素只有C、H、O、N四种 C. 所有蛋白质都能溶于水，形成胶体溶液 D. 蛋白质都具有甜味，且能发生银镜反应 2. 构成天然蛋白质的基本单位是（ ） A. 葡萄糖 B. α-氨基酸 C. 核苷酸 D. 脂肪酸 3. α-氨基酸分子的核心结构特点是（ ） A. 含一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上 B. 含一个氨基和一个羧基，连在不同的碳原子上 C. 含多个氨基和一个羧基 D. 含一个氨基和多个羧基 4. 蛋白质分子中连接氨基酸残基的主要化学键是（ ） A. 糖苷键 B. 肽键 C. 氢键 D. 离子键 5. 下列关于蛋白质变性的说法，错误的是（ ） A. 蛋白质变性后，理化性质改变，生物活性丧失 B. 加热、紫外线照射能使蛋白质变性 C. 蛋白质变性后，肽键断裂，最终生成氨基酸 D. 重金属盐能使蛋白质变性，误食重金属盐可饮用牛奶急救 6. 可用于鉴别含苯环蛋白质的化学方法是（ ） A. 加入碘水，溶液变蓝 B. 加入斐林试剂，加热生成砖红色沉淀 C. 加入浓硝酸，加热后溶液变黄 D. 加入溴水，溴水褪色 7. 下列过程中，属于蛋白质盐析的是（ ） A. 向蛋白质溶液中加入浓硫酸，析出白色固体 B. 向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，析出白色固体 C. 向蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液，析出蓝色固体 D. 向蛋白质溶液中加入甲醛溶液，析出白色固体 8. 蛋白质在酸、碱或酶的催化下完全水解的最终产物是（ ） A. 葡萄糖 B. 氨基酸 C. 核苷酸 D. 多肽 9. 下列关于蛋白质结构层次的说法，正确的是（ ） A. 蛋白质的一级结构是指多肽链的空间折叠方式 B. 氢键是维持蛋白质二级结构的主要作用力 C. 蛋白质的三级结构是指多条多肽链的聚合状态 D. 蛋白质的四级结构无需任何作用力维持 10. 医药领域中，蛋白质的主要用途不包括（ ） A. 制备蛋白质类药物（如胰岛素、抗体） B. 作为营养补充剂（如白蛋白制剂） C. 作为药物制剂的填充剂 D. 作为有机溶剂使用 （二）填空题（每空2分，共20分） 1. 蛋白质是由______通过______脱水缩合连接形成的高分子化合物，其组成元素主要有______、______、______、______，部分蛋白质还含有S、P、Fe等元素。 2. 氨基酸分子中同时含有碱性的______（-NH₂）和酸性的______（-COOH），因此氨基酸具有______性，能分别与酸和碱发生反应生成盐。 3. 蛋白质的结构层次分为______、______、______、______，其中______是蛋白质的根本结构，决定了其空间结构和生物功能。 4. 蛋白质的主要化学性质有______、______、______、水解反应等，其中盐析属于______变化，变性属于______变化。 5. 临床上常用的天然蛋白质类药物有______（用于治疗糖尿病）、______（用于治疗缺铁性贫血）等。 （三）判断题（每题1分，共10分） 1. 所有的α-氨基酸都具有旋光性，且天然存在的氨基酸多为左旋体。（ ） 2. 肽键的结构为-CO-NH-，是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱水形成的酰胺键。（ ） 3. 蛋白质的盐析是可逆过程，析出的蛋白质沉淀能重新溶于水，且生物活性保持不变。（ ） 4. 蛋白质变性后，其相对分子质量会减小，因为肽键发生了断裂。（ ） 5. 浓硝酸使含苯环的蛋白质变黄的反应称为黄蛋白反应，是蛋白质的特征颜色反应。（ ） 6. 蛋白质的水解反应是逐步进行的，先水解生成多肽，多肽再进一步水解最终生成氨基酸。（ ） 7. 维持蛋白质三级结构的作用力包括氢键、离子键、疏水作用、二硫键等。（ ） 8. 所有的蛋白质都具有四级结构，由两条或多条具有三级结构的多肽链聚合而成。（ ） 9. 酶是一类具有催化作用的特殊蛋白质，其催化活性受温度、溶液pH的影响显著。（ ） 10. 蛋白质类药物的稳定性较差，易受温度、光照影响而变性，需在低温、避光条件下保存。（ ） 二、提升题（共40分） （一）简答题（每题10分，共20分） 1. 简述蛋白质的定义、基本组成，说明蛋白质四个结构层次的含义及各层次的主要维持作用力；对比蛋白质盐析和变性的异同点（从作用条件、变化本质、现象、可逆性、生物活性五个角度）；列举蛋白质变性在日常生活和医药领域的各2个实际应用。 2. 以甘氨酸（H2N-CH2-COOH）和丙氨酸（H2N-CH(CH3)-COOH）为例，写出二者相互结合形成两种不同二肽的化学方程式；说明肽键的结构特点；解释氨基酸的两性本质及蛋白质水解的实质；列举蛋白质的三种重要生理功能，并各举1个对应实例。 （二）综合分析题（每题10分，共20分） 1. 完成下列问题： ① 写出甘氨酸与稀盐酸反应的化学方程式 ② 写出甘氨酸与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 ③ 写出两个丙氨酸分子脱水形成丙氨酰丙氨酸的化学方程式 ④ 说明蛋白质完全水解的条件，设计实验检验蛋白质是否已完全水解（写出实验步骤、现象及结论） 2. 某未知白色粉末样品A，进行如下系列实验：① 样品能溶于水，形成均一、稳定的胶体溶液；② 向样品溶液中加入饱和硫酸铵溶液，析出白色固体，过滤后将固体加入蒸馏水中，固体重新溶解；③ 向样品溶液中加入浓硝酸，加热后溶液变为黄色；④ 向样品溶液中加入氯化汞溶液，析出白色固体，过滤后将固体加入蒸馏水中，固体不能溶解；⑤ 取样品溶液与稀硫酸共热2小时，冷却后加入氢氧化钠溶液中和至碱性，再加入新制氢氧化铜悬浊液，加热后生成砖红色沉淀。请回答： ① 推断样品A的物质类别及核心结构特征 ② 分别解释实验②、③、④的实验现象，写出相关反应的化学方程式（可简化书写） ③ 说明实验⑤的现象能证明的结论 ④ 列举该类物质在医药领域的2种具体应用 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1.A 2.B 3.A 4.B 5.C 6.C 7.B 8.B 9.B 10.D （二）填空题 1. 氨基酸；肽键；C；H；O；N 2. 氨基；羧基；两性 3. 一级结构；二级结构；三级结构；四级结构；一级结构 4. 盐析；变性；颜色反应；物理；化学 5. 胰岛素；血红蛋白 （三）判断题 1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.√ 6.√ 7.√ 8.× 9.√ 10.√ 二、提升题 （一）简答题 1. 答案 （1）定义、组成及结构层次 ① 定义：蛋白质是由α-氨基酸通过肽键脱水缩合形成的高分子有机化合物，是生物体的重要组成成分，承担多种生理功能；基本组成：基本单位为α-氨基酸，组成元素主要为C、H、O、N，部分含S、P、Fe等。 ② 结构层次及维持作用力： 一级结构：多肽链中氨基酸的排列顺序，维持作用力为肽键（共价键）； 二级结构：多肽链主链原子的局部空间排布（如α-螺旋、β-折叠），维持作用力为氢键； 三级结构：整条多肽链的整体空间折叠结构，维持作用力为氢键、离子键、疏水作用、二硫键； 四级结构：多条具有三级结构的多肽链（亚基）通过非共价键形成的聚合结构，维持作用力为氢键、离子键、疏水作用。 （2）盐析与变性的异同点 对比角度 盐析 变性 作用条件 加入饱和轻金属盐/铵盐溶液（如硫酸铵、氯化钠） 加热、紫外线、重金属盐、甲醛、强酸、强碱等 变化本质 物理变化，仅降低蛋白质溶解度，未破坏空间结构 化学变化，破坏蛋白质空间结构，肽键未断裂 实验现象 析出白色疏松固体，原溶液变澄清 析出白色或有色凝固状固体，原溶液浑浊 可逆性 可逆，加水/透析可使沉淀重新溶解 不可逆，少数蛋白质可部分复性 生物活性 蛋白质生物活性完全保持 蛋白质生物活性完全丧失 （3）蛋白质变性的应用 日常生活：煮熟鸡蛋（加热使蛋白质变性，更易被人体消化吸收）；用洗洁精（含表面活性剂）清洗餐具（使油污中蛋白质变性，去除污渍）。 医药领域：75%医用酒精消毒皮肤（使细菌、病毒的蛋白质变性，杀灭病原微生物）；甲醛处理疫苗原料（使病原体蛋白质变性失活，保留免疫原性，制备灭活疫苗）。 2. 答案 （1）二肽形成的化学方程式 ① 甘氨酸为N端、丙氨酸为C端形成甘氨酰丙氨酸： H2N-CH2-COOH + H2N-CH(CH3)-COOH =H2N-CH2-CONH-CH(CH3)-COOH + H2O ② 丙氨酸为N端、甘氨酸为C端形成丙氨酰甘氨酸： H2N-CH(CH3)-COOH + H2N-CH2-COOH =H2N-CH(CH3)-CONH-CH2-COOH + H2O （2）肽键的结构特点 肽键结构为-CO-NH-，其中C-N键具有部分双键性质，不能自由旋转，肽键周围的6个原子（Cα、C、O、N、H、Cα'）处于同一平面，构成肽键平面，使多肽链主链具有一定刚性。 （3）氨基酸两性本质及蛋白质水解实质 ① 两性本质：氨基酸分子中同时含碱性氨基（-NH2）和酸性羧基（-COOH），氨基能与酸结合生成铵盐，羧基能与碱结合生成羧酸盐，因此氨基酸具有两性。 ② 水解实质：蛋白质分子中的肽键发生断裂，在酸、碱或酶的催化下，逐步水解为多肽、二肽，最终水解为α-氨基酸，是氨基酸脱水缩合形成蛋白质的逆反应。 （4）蛋白质的生理功能及实例 ① 催化功能：如淀粉酶，催化淀粉水解为葡萄糖，参与人体消化过程； ② 运输功能：如血红蛋白，在血液中运输氧气和二氧化碳； ③ 免疫功能：如抗体，能识别并结合病原体，抵御外来病原微生物的感染。 （二）综合分析题 1. 答案 ① 甘氨酸与稀盐酸反应：H2N-CH2-COOH + HCl → ClH3N-CH2-COOH ② 甘氨酸与氢氧化钠溶液反应：H2N-CH2-COOH + NaOH → H2N-CH2-COONa + H2O ③ 两个丙氨酸形成丙氨酰丙氨酸： H2N-CH(CH3)-COOH + H2N-CH(CH3)-COOH=H2N-CH(CH3)-CONH-CH(CH3)-COOH + H2O ④ 蛋白质完全水解条件：酸催化（稀硫酸/盐酸，加热）、碱催化（氢氧化钠溶液，加热）或酶催化（蛋白酶，37~40℃）； 检验完全水解的实验步骤、现象及结论： 2. 取2份等量的蛋白质水解液，分别置于试管1、试管2中； 3. 向试管1中加入双缩脲试剂（先加NaOH溶液，再加少量CuSO4溶液），振荡均匀，观察现象； 4. 向试管2中加入过量NaOH溶液中和至碱性，加入新制氢氧化铜悬浊液，水浴加热，观察现象； 5. 现象及结论：若试管1无紫色出现，试管2生成砖红色沉淀，说明蛋白质已完全水解；若试管1出现紫色，说明蛋白质未完全水解。 6. 答案 ① 物质类别：蛋白质类化合物；核心结构特征：分子中含有苯环结构，由α-氨基酸通过肽键连接形成的高分子化合物。 ② 实验现象解释及化学方程式： 实验②：饱和硫酸铵溶液降低蛋白质的溶解度，使蛋白质发生盐析，析出白色固体；盐析为物理变化，无化学键断裂，因此沉淀能重新溶于水，无化学方程式。 实验③：黄蛋白反应，蛋白质分子中的苯环与浓硝酸发生硝化反应，生成黄色硝基化合物，简化方程式： 蛋白质（含-C6H5）+ HNO3(浓)= 硝基蛋白质（黄色）+ H2O 实验④：氯化汞为重金属盐，重金属离子与蛋白质分子中的氨基、羧基结合，破坏蛋白质的空间结构，使其发生变性，析出的变性蛋白质无法重新溶于水，无化学方程式。 ③ 实验⑤的结论：蛋白质在稀硫酸、加热条件下发生水解，生成了含有α-氨基的氨基酸，氨基酸与新制氢氧化铜悬浊液在碱性、加热条件下反应生成砖红色的氧化亚铜沉淀，证明蛋白质的水解产物为氨基酸。 ④ 医药领域应用：1. 制备白蛋白注射液，用于治疗失血、烧伤引起的休克，补充血浆蛋白；2. 制备免疫球蛋白制剂，用于提高机体免疫力，预防和治疗病毒感染；3. 作为药物载体，将小分子药物与蛋白质结合，提高药物的生物利用度（任写2种即可）。 学科网（北京）股份有限公司 $