内容正文:
第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物
第4节 羧酸 氨基酸和蛋白质
第3课时 氨基酸和蛋白质
基础过关练
题组一 氨基酸
1.(2025山东临沂月考)甘氨酸在水溶液中存在如下变化: ,下列说法正确的是( )
A.固态甘氨酸以内盐形式存在,易溶于有机溶剂
B.在强碱性溶液中氨基酸主要以阳离子形式存在
C.甘氨酸是两性化合物,既能与酸反应,又能与碱反应
D.当甘氨酸以两性离子的形式存在时,在水中的溶解度最大
2.(2025山东部分高中大联考)氨基酸(用HB表示,H2B+表示结合H+后的阳离子,B-表示电离H+后的阴离子)在水中可以发生离子化,但离子化的程度不同。当加酸或碱至羧基和氨基的离子化程度相等时,氨基酸分子呈电中性,此时氨基酸所在溶液的pH就称为该氨基酸的等电点。下列说法错误的是( )
A.氨基酸是蛋白质水解的最终产物
B.氨基酸在纯水中电离就可以达到等电点
C.两种不同的氨基酸混合脱水缩合最多可以得到4种二肽
D.等电点时,c(H2B+)=c(B-)
3. (2025北京一零一中学月考)硒代半胱氨酸(含C、H、N、O、34Se五种元素)是一种氨基酸,其分子结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A.Se位于元素周期表中第四周期ⅥA族
B.图中最大的球代表Se
C.硒代半胱氨酸能与强碱反应
D.硒代半胱氨酸难溶于水,易溶于苯
4.(2025湖南长沙月考)我们在进行体育锻炼、享受户外时光时,大脑会产生5-羟色胺,有益于防止焦虑、抑郁。5-羟色氨酸在一定条件下可生成5-羟色胺,下列说法错误的是( )
A.5-羟色胺分子式为C10H12ON2
B.5-羟色氨酸分子中不含手性碳原子
C.5-羟色胺既能与盐酸又能与NaOH溶液反应
D.5-羟色氨酸可以发生缩合反应
题组二 蛋白质
5.(2025湖北新八校协作体三模)下列有关蛋白质的结构、性质与用
途的描述错误的是( )
A.蛋白质结构中含有氨基和羧基,具有两性
B.蛋白质的一级结构主要是通过氢键形成的
C.含有苯环的蛋白质遇浓硝酸会发生显色反应
D.从动物皮、骨中提取的明胶蛋白可用作食品增稠剂
6.(2025江苏连云港期中)2024年诺贝尔化学奖授予在蛋白质结构预测和计算蛋白质设计方面做出突出贡献的3位科学家,下列说法正确的是( )
A.通过X射线衍射可以得到高分辨率的蛋白质结构
B.酶蛋白在高温下有很强的活性,能催化人体中的各类反应
C.鸡蛋清中加入乙醇,析出沉淀,再加入蒸馏水,沉淀溶解
D.填充羽绒服的羽绒所含成分是合成纤维
7.(易错题)(2025广东江门月考)已知某多肽分子结构如图,下列说法正确的是( )
A.该多肽可发生取代反应
B.该多肽含4个肽键,为四肽
C.该多肽水解后可得到5种氨基酸
D.1 mol该多肽最多能与2 mol NaOH反应
8.(2024江苏连云港期中)用鸡蛋清进行如下实验:
步骤1:在试管中加入鸡蛋清溶液5 mL,用激光笔照射,出现一条光亮的通路。
步骤2:在试管中加入鸡蛋清溶液2 mL,再加入饱和(NH4)2SO4溶液
1 mL,试管中出现白色沉淀。
步骤3:在试管中加入鸡蛋清溶液2 mL,再滴加2滴 1% (CH3COO)2Pb溶液,试管中出现白色沉淀。
步骤4:在试管中加入鸡蛋清溶液2 mL,加热,试管中出现白色沉淀。
下列说法正确的是( )
A.步骤1说明鸡蛋清分散到水中形成了胶体
B.步骤2说明鸡蛋清发生了变性
C.步骤3说明鸡蛋清发生了盐析
D.步骤4说明鸡蛋清发生了水解
9.(2025上海师范大学附属中学期中)我国在有机分子簇集和自由基化学研究领域走在世界前列,某物质A(结构简式如图)是科学家在研究过程中涉及的一种物质。
回答下列问题:
(1)A中官能团③的名称为 。该化合物是由 个氨基酸分子脱水缩合形成的。
(2)该化合物水解时,生成的芳香族化合物的结构简式为 。
(3)该化合物水解时,生成的相对分子质量最小的氨基酸是甘氨酸。甘
氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
题组三 酶
10.(2025江苏苏州星海实验中学期中)在世界首创的人工合成淀粉反应中使用了多种生物酶。下列有关酶的说法不正确的是( )
A.酶通常是一种羧酸
B.酶的催化条件通常较温和
C.酶催化反应具有效率高的特点
D.酶在重金属盐作用下会失去活性
11.(2025湖北新八校协作体联考)调味品的形式多种多样,鱼露、虾酱、蟹酱等调味品都是用高蛋白的新鲜小鱼和虾、蟹等为原料,加入相应的酶催化后制成的,味道极其鲜美。下列有关酶的说法错误的是( )
A.调味品制作过程中要注意温度和pH的控制
B.加酶后化学反应所需的活化能比加酶前低
C.加酶后鱼露、虾酱和蟹酱的产量与不加酶的产量相同
D.所有的酶都是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质
能力提升练
题组 氨基酸、多肽、蛋白质性质的综合考查
1. (2025贵州贵阳二模)劳动创造美好生活,在制作贵阳经典小吃肠旺面过程中涉及的化学知识解释错误的是( )
选项
劳动项目
劳动过程
化学知识
A
清洗大肠
用盐和醋反复揉搓
醋酸与大肠表面的碱性物质(如胺类)发生中和反应,生成可溶性盐类,能有效去除腥味
B
制备血旺
向新鲜猪血中加入食盐
加食盐主要是为了调味
C
熬制汤底
熬煮猪骨
蛋白质水解为小分子肽和氨基酸等
D
炼制红油
将热油与糍粑辣椒混合
利用“相似相溶”,辣椒红素在油中溶解,形成红油
2.(经典真题)(2022浙江6月选考)下列说法不正确的是 ( )
A.植物油中含有不饱和高级脂肪酸甘油酯,能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.向某溶液中加入茚三酮溶液,加热煮沸出现蓝紫色,可判断该溶液含有蛋白质
C.麦芽糖、葡萄糖都能发生银镜反应
D.将天然的甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸混合,在一定条件下生成的链状二肽有9种
3.现有一个多肽,其分子式为C30H47N7O12,将其彻底水解后只得到下列四种氨基酸:甘氨酸(C2H5NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)、苏氨酸(C4H9NO3)。1分子该多肽水解后生成的苏氨酸分子数为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
4.(2024河南郑州宇华实验学校模拟)某种多肽分子的结构如图所示,下列有关说法错误的是 ( )
A.分子间可形成氢键
B.分子中含有3个手性碳原子
C.由五种氨基酸分子缩合生成
D.能发生取代反应、氧化反应
5.蛋白质在酸、碱或酶的作用下,逐步水解成相对分子质量较小的多肽,最终水解得到氨基酸。某蛋白质的结构片段如下:
回答下列问题:
(1)上述蛋白质的结构片段的水解产物中不属于α-氨基酸的是 (填结构简式)。
(2)上述蛋白质的结构片段水解得到的氨基酸中,某氨基酸分子中碳、氢原子数比值最大。
①该氨基酸与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
②两分子该氨基酸缩合形成的环状物质的分子式为 。
③该氨基酸的同分异构体中,含硝基且苯环上除硝基外只有甲基的有 种(不考虑立体异构)。
(3)已知上述蛋白质结构片段的相对质量为364,则水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 固态甘氨酸中的氨基与羧基反应生成内盐,易溶于水,难溶于有机溶剂,A错误;由转化关系可知,在强碱性溶液中氨基酸主要以阴离子形式存在,B错误;甘氨酸分子中含有能与酸反应的氨基和能与碱反应的羧基,是两性化合物,C正确;当甘氨酸以两性离子的形式存在时,两性离子间相互吸引力最大,在水中的溶解度最小,D错误。
2.B 蛋白质水解最终生成氨基酸,A正确;氨基酸在纯水中电离一般不能达到等电点,因为羧基的酸性与氨基的碱性“不等”,B错误;两种不同的氨基酸混合脱水缩合,相同氨基酸脱水缩合形成2种二肽,不同氨基酸脱水缩合形成2种二肽,最多得到4种二肽,C正确;等电点时羧基和氨基的离子化程度相等(破题关键),故c(H2B+)=c(B-),D正确。
3.D 硒元素的原子序数为34,位于第四周期ⅥA族,A正确;硒代半胱氨酸中Se原子半径最大,图中最大的球代表Se,B正确;硒代半胱氨酸含羧基,能与强碱反应,C正确;硒代半胱氨酸含有亲水基—NH2和
—COOH,易溶于水,D错误。
4.B 由5-羟色胺的结构简式可知,其分子式为C10H12ON2,A正确;连有4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,5-羟色氨酸分子中与—NH2相连的碳原子为手性碳原子,B错误;5-羟色胺分子中含氨基,能与盐酸反应,含酚羟基,能与NaOH溶液反应,C正确;5-羟色氨酸分子中既含氨基又含羧基,可以发生缩合反应,D正确。
5.B 蛋白质的肽链两端及某些侧链含羧基、氨基(破题关键),具有两性,A正确;蛋白质的一级结构是由氨基酸通过肽键连接的链状结构,B错误;含有苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色,C正确;明胶由动物胶原蛋白部分水解得到,可用作食品增稠剂,D正确。
6.A X射线衍射可以测定物质结构,通过X射线衍射能得到高分辨率的蛋白质结构,A正确;酶在高温下易失去活性,B错误;鸡蛋清中加入乙醇,会使蛋白质变性析出沉淀,再加入蒸馏水,沉淀不溶解,C错误;羽绒是羽毛,其主要成分是蛋白质,D错误。
7.A 该多肽分子中含有肽键、羧基,一定条件下能发生取代反应,A正确;该多肽分子含有4个肽键,一定条件下水解生成5个α-氨基酸,即该多肽为五肽,B错误;该多肽分子一定条件下水解能生成两分子丙氨酸,共生成4种α-氨基酸(易错点),C错误;该多肽分子中的肽键、羧基能与NaOH溶液反应,分子中有2个羧基、4个肽键,故1 mol该多肽最多能与6 mol NaOH反应,D错误。
8.A 步骤1中用激光笔照射,出现一条光亮的通路,说明鸡蛋清分散到水中形成了胶体,A正确;步骤2加入饱和(NH4)2SO4溶液1 mL,试管中出现白色沉淀,鸡蛋清发生了盐析,B错误;(CH3COO)2Pb溶液属于重金属盐溶液,使鸡蛋清发生变性,C错误;步骤4中加热,试管中出现白色沉淀,鸡蛋清发生变性,D错误。
9.答案 (1)肽键 4 (2) (3)H2NCH2COOH+NaOH H2NCH2COONa+H2O
解析 (1)③为肽键。该物质中含有3个肽键,由4个氨基酸分子脱水缩合形成。(2)A完全水解后生成的芳香族化合物的结构简式为。(3)H2NCH2COOH与NaOH反应的化学方程式为H2NCH2COOH+NaOH H2NCH2COONa+H2O。
10.A 大多数酶是蛋白质,A错误;酶的催化具有高度的专一性、条件比较温和、效率非常高的特点,B正确、C正确;重金属盐会使蛋白质变性而失去活性,D正确。
11.D 酶作用条件温和,需要注意制作过程中的温度和pH,A正确;酶作催化剂,可降低化学反应所需要的活化能,故加酶后化学反应所需的活化能比加酶前低,B正确;加酶后只能提高反应速率,不能提高产物生成量,故加酶后鱼露、虾酱和蟹酱的产量与不加酶的产量相同,C正确;酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大部分是蛋白质,但也有小部分是RNA,D错误。
能力提升练
1.B 醋酸与大肠表面的胺类等碱性物质发生中和反应,生成可溶性的盐类,能够有效地去除大肠的腥味和杂质,使大肠更加干净,A正确;加入食盐,主要是为了使蛋白质发生盐析,B错误;在炖煮过程中,蛋白质水解为小分子肽和氨基酸,使汤更加鲜美和富有营养,C正确;辣椒红素是一种脂溶性有机色素,其在油中溶解形成红油的过程可根据“相似相溶”原理解释,D正确。
2.B 植物油中含有不饱和高级脂肪酸甘油酯,能与溴单质发生加成反应,能使溴的四氯化碳溶液褪色,A正确;向某溶液中加入茚三酮溶液,加热煮沸后出现蓝紫色,氨基酸也会发生类似显色反应,则不可判断该溶液含有蛋白质,B错误;麦芽糖、葡萄糖均为还原糖,都能发生银镜反应,C正确;甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸分别可以形成同种氨基酸的二肽,每一种氨基酸的氨基和羧基与另一种氨基酸的羧基和氨基各可形成两种二肽,共9种,D正确。
3.B 由四种氨基酸的分子式可知,每种氨基酸分子只含一个氨基、一个羧基,在多肽分子的主链两端肯定有一个—NH2和一个—COOH,多肽分子含有7个氮原子,故它含有6个肽键,每个肽键含有1个氧原子,故肽键和链端的羧基上共有8个氧原子,只有苏氨酸分子含3个氧原子,故多余的氧原子全部来自苏氨酸,1分子该多肽水解后生成的苏氨酸分子的个数为12-8=4;故选B。
4.C 该多肽分子中含有羧基、羟基和氨基,分子间可形成氢键,A正确;一个该多肽分子中含有3个手性碳原子,B正确;该多肽分子由4种氨基酸分子缩合而成,C错误;该多肽分子中含有羧基、羟基、肽键和氨基,能发生取代反应,含有酚羟基,可发生氧化反应,D正确。
5.答案 (1)
(2)① ②C16H14N2O2 ③6
(3)436
解析 (1)根据蛋白质的水解规律,可得该蛋白质的结构片段水解生成的氨基酸有:、、、,其中不属于α-氨基酸。
(2)该蛋白质的结构片段水解得到的氨基酸中,不饱和度最大,碳、氢原子数比值最大,其分子式为C8H9NO2。②两分子该有机物缩合形成环状物质时应脱去两分子H2O,根据原子守恒可知所得缩合物的分子式为C16H14N2O2;③满足题意的同分异构体有6种,分别是、、(六个标号位置上是硝基)。
(3)该蛋白质的结构片段水解生成了4个氨基酸,相应地增加了4个H2O分子的相对分子质量,即水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为364+72=436。
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