内容正文:
第四章 生物大分子
第二节 蛋白质
基础过关练
题组一 氨基酸
1.关于生物体内氨基酸的叙述中错误的是( )
A.构成天然蛋白质的氨基酸分子的结构简式可表示为
B.氨基酸是两性化合物,能与酸、碱反应生成盐
C.氨基酸在人体内代谢的最终产物是水、二氧化碳和尿素
D.天然蛋白质水解最终可以得到α-氨基酸、β-氨基酸等多种氨基酸
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,氨基酸分子所带电荷呈中性,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,有利于防止焦虑、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-羟色胺既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应
D.5-羟色氨酸可以发生缩合反应
4.(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
5.酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸,它的结构简式如图所示:
回答下列问题:
(1)酪氨酸能发生的化学反应类型有 (填字母)。
A.取代反应 B.氧化反应
C.酯化反应 D.中和反应
(2)在酪氨酸的同分异构体中,同时满足如下三个条件的有 种(不考虑立体异构)。
①属于氨基酸且碳骨架与酪氨酸相同;
②与氯化铁溶液能发生显色反应;
③氨基(—NH2)不与苯环直接相连。
(3)已知氨基酸能与碱反应,写出酪氨酸与足量的NaOH溶液反应的化学方程式: 。
题组二 蛋白质
6.(2025河南郑州一模)2024年诺贝尔化学奖授予在“计算蛋白质设计”和“蛋白质结构预测”方面有贡献的科学家。下列关于蛋白质的说法错误的是 ( )
A.氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元
B.蛋白质由碳、氢、氧、氮、硫等多种元素组成,从而决定了其结构的复杂性
C.通过计算策略设计合成的自然界中不存在的蛋白质属于合成高分子
D.向鸡蛋清的水溶液中加入(NH4)2SO4溶液,鸡蛋清蛋白的结构未发生明显改变
7.(2025上海师大附中期中)下列关于蛋白质的说法不正确的是 ( )
A.利用变性可以分离和提纯蛋白质
B.用酒精消毒的原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性
C.饱和醋酸铅溶液能使溶液中的蛋白质析出,加水后析出的蛋白质不能再溶解
D.鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法
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
题组三 酶
9.(2025湖北新八校协作体联考)调味品的形式多种多样,某款虾酱调味品是用高蛋白的新鲜小虾为原料,加入相应的酶发酵而成,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.加酶后虾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
10.(2024河北保定一中月考)某化学兴趣小组欲研究当酶的浓度一定时,反应速率(v)与反应物浓度(c)、温度(T)的关系。以下两个图像是根据实验结论画出的。
Ⅰ Ⅱ
试根据图像回答下列问题:
(1)图Ⅰ中,反应物达到某一浓度时,反应速率不再上升,其原因是 。
(2)图Ⅱ中,A点对应的温度是 。
(3)图Ⅱ中,A点到B点曲线急剧下降,其原因是 。
(4)将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12 ℃和75 ℃水浴锅内,20 min后取出转入25 ℃的水浴锅中保温,试管中反应速率加快的为 (填“甲”或“乙”)。
能力提升练
题组 氨基酸、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.(教材深研拓展)化学改变生活,化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法错误的是 ( )
A.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的“定型”
B.药剂A具有还原性
C.①→②过程若有2 mol S—S键断裂,则转移4 mol电子
D.②→③过程若药剂B是H2O2,其还原产物为O2
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.D 天然蛋白质水解得到α-氨基酸,α-氨基酸的结构简式可表示为,A正确;氨基酸分子中—COOH是酸性基团,—NH2是碱性基团,故氨基酸是两性化合物,能与酸、碱反应生成盐,B正确;氨基酸在人体内代谢的最终产物为二氧化碳、水和尿素,C正确;天然蛋白质水解最终得到多种α-氨基酸,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两种二肽,不同氨基酸脱水缩合形成两种二肽,最多得到4种二肽,C正确;等电点时氨基酸分子所带正、负电荷相等(破题关键),则c(H2B+)=c(B-),D正确。
3.B 由5-羟色胺的结构简式可知,其分子式为C10H12ON2,A正确;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。
4.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。
5.答案 (1)ABCD
(2)5
(3)+2NaOH +2H2O
解析 (1)由酪氨酸的结构简式可知,分子中含有氨基、羧基、酚羟基,能发生中和反应、酯化反应、取代反应和氧化反应。
(2)由于碳骨架相同,且含有酚羟基,侧链不变,将酪氨酸分子中的羟基置于另一个取代基的邻位、间位,有2种结构;侧链变为“”后与—OH在苯环上可处于邻、间、对位,有3种结构,总共5种。
(3)酚羟基和羧基均能与NaOH溶液发生反应。
6.B 氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元,A正确;蛋白质结构的复杂性主要取决于多肽链的氨基酸的种类、排列顺序、数目及空间结构,而非元素种类,B错误;无论是天然蛋白质,还是通过人工合成的蛋白质均属于高分子,C正确;向鸡蛋清的水溶液中加入(NH4)2SO4溶液,蛋白质发生盐析,盐析属于物理变化,蛋白质结构未发生明显改变,D正确。
7.A 用盐析法来分离和提纯蛋白质,A错误;利用酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性起到灭杀作用,B正确;醋酸铅为重金属盐,能使蛋白质变性,加水后变性的蛋白质不能溶解,C正确;蚕丝的主要成分是蛋白质,灼烧后产生烧焦羽毛的气味,“人造丝”属于化学纤维,燃烧时产生特殊的气味,故用灼烧闻气味的方法可鉴别二者,D正确。
归纳总结 鉴别蛋白质的常用方法:
①灼烧法,蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味;
②显色法,含苯环的蛋白质遇到浓硝酸呈黄色,蛋白质遇双缩脲试剂时呈紫色。
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.D 酶作用条件温和,需要注意调味品制作过程中的温度和pH的控制,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,故加酶后虾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。
归纳总结 ①酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,大部分是蛋白质,少数是RNA。
②酶的催化具有高效性、专一性且需要适宜的温度和pH(在最适宜条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复;高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性失活)。
10.答案 (1)酶的数量有一定限度
(2)酶催化反应的最适宜温度
(3)随着温度升高,酶的活性下降
(4)甲
解析 (1)由图Ⅰ分析,反应物浓度增大到一定限度,反应速率不再上升,说明决定化学反应速率的主要因素是酶的浓度。
(2)由图Ⅱ分析,在某一适宜温度下,反应速率最大,说明催化剂酶的活性有一定的适宜温度。
(4)75 ℃酶失活,失去催化作用,反应速率加快的是甲。
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;在熬煮过程中,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。
知识拓展 茚三酮显色反应
茚三酮显色反应是一种用于检测α-氨基酸、蛋白质、多肽及伯胺类化合物的经典化学方法。反应在弱酸性至中性环境(pH为5~7)和加热条件下进行,生成特征性蓝紫色(罗曼紫)或黄色(脯氨酸/羟脯氨酸)产物,灵敏度可达μg/mL级,广泛用于生化分析和法医学。
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.D ①→③过程,蛋白质中S—S键位置发生改变,即化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发“定型”,A正确;①→②过程中S—S键断裂形成S—H键,发生加氢还原反应,即药剂A是还原剂,具有还原性,B正确;①→②过程中S元素由-1价降为-2价,若有2 mol S—S键断裂,则转移4 mol电子,C正确;②→③过程头发发生氧化反应,则药剂B是氧化剂,若药剂B是H2O2,则O元素化合价降低,其还原产物为H2O,D错误。
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。②两分子该氨基酸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。
14
学科网(北京)股份有限公司
$