4.2 蛋白质（举一反三专项训练，黑吉辽蒙专用） 【上好课】 化学人教版选择性必修3

4.2 蛋白质 题型01 氨基酸的结构和性质 题型02 蛋白质结构和性质 题型03 酶的性质与应用 题型01 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氨基(－NH2)取代得到的化合物称为氨基酸，氨基酸分子中含有氨基和羧基，属于取代羧酸 (2)官能团：分子中既含有羧基(－COOH)又含有氨基(－NH2) (3)结构特点 ①天然氨基酸主要是α－氨基酸，其结构简式可以表示为,R可以是烃基，也可以是氢原子 ②组成蛋白质的氨基酸主要是α－氨基酸 ③α－氨基酸除甘氨酸外，一般均含有连接4个不同原子或原子团的手性碳原子，具有对映异构体 ④组成人体内蛋白质的氨基酸有20种，其中8种必须通过食物摄取，称为必需氨基酸 (4)重要的氨基酸 俗名 结构简式 系统命名 甘氨酸 氨基乙酸 丙氨酸 2－氨基丙酸 谷氨酸 2－氨基戊二酸 苯丙氨酸 2－氨基－3－苯基丙酸 半胱氨酸 2－氨基－3－巯基丙酸 2．氨基酸的物理性质 天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，多在200～300 ℃熔化时分解。一般能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 3．氨基酸的化学性质 (1)氨基酸的两性：氨基酸分子中含有酸性基团(－COOH)和碱性基团(－NH2)，因此氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐 ①与盐酸的反应： ②与氢氧化钠反应： (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，通过氨基与羧基间缩合脱去水，形成含有肽键()的化合物，发生成肽反应 【微点拨】 ①氨基酸的缩合机理：氨基酸的成肽反应原理是由氨基提供的氢原子与羧基提供的羟基结合生成水。肽键可简写为“－CONH－”，不能写成“－CNHO－”，两者的连接方式不同 ②反应类型：取代反应 ③由几分子氨基酸结合而成叫几肽。由两个氨基酸分子缩合后形成的含有肽键的化合物称为二肽。二肽还可以继续与其它氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽，以至生成长链的多肽 如：两分子氨基酸二肽三肽四肽…多肽(肽键) ④多肽分子中肽键个数的判断：由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 (3)氨基酸缩合的反应规律 两分子间缩合成二肽 两分子间缩合成环 一分子间缩合成环 甘氨酸缩聚成高分子化合物 【典例1】（20-21高二下·辽宁锦州·期末）下列说法错误的是 A．甲酸、葡萄糖均能在加热条件下与银氨溶液反应 B．等质量的乙烯、二甲醚完全燃烧耗氧量一定不相同 C．-氨基酸均含有手性碳原子，具有对映异构体 D．聚丙烯酸钠()具有很强吸水性的原因是有亲水基团的存在 1．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·开学考试）下列叙述中不正确的是 A．蔗糖与麦芽糖互为同分异构体 B．向鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸铵溶液，有固体析出，属于盐析 C．氨基酸分子中既含有羧基又含有氨基 D．天然油脂的主要成分是高级脂肪酸甘油酯，没有恒定的熔沸点，属于高分子化合物 2．（21-22高二下·黑龙江双鸭山·期中）青霉素是一种良效广谱抗生素，经酸性水解后得到青霉素氨基酸分子的结构简式如图所示，下列关于该物质的叙述不正确的是 A．属于α-氨基酸 B．既能和盐酸反应，又能和氢氧化钠溶液反应 C．核磁共振氢谱上共有6个峰 D．青霉素过敏严重者会导致死亡，用药前一定要进行皮肤敏感试验 3．（22-23高二下·吉林白山·期末）甘氨酸(结构如图)常作食品的调味剂，还可预防氧化、延缓衰老等。甘氨酸与酸反应生成阳离子(用表示)。甘氨酸聚合成多肽，生成水分子。调节甘氨酸溶液的pH，当净电荷等于0时称为等电点，此时，。下列叙述错误的是    A．甘氨酸是蛋白质水解的最终产物之一 B．甘氨酸是两性化合物 C．甘氨酸溶液调pH后，在等电点时显中性 D．当n=m+1时合成的肽为肽链 题型02 蛋白质结构和性质 1．定义：蛋白质是由多种氨基酸通过肽键等相互连接形成的一类生物大分子，是一般细胞中含量最多的有机分子，占细胞干重的一半以上 2．组成：蛋白质中主要含有C、H、O、N、S等元素组成，有些蛋白质还含有P、Fe、Zn、Cu等元素。蛋白质属于天然有机高分子，其溶液具有胶体的某些性质 3．四级结构：蛋白质的结构不仅取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序，称为蛋白质的一级结构，它是蛋白质高级结构的基础，对蛋白质的性质和功能起着决定作用。肽键种的氧原子与氢原子之间存在氢键，会使肽键盘绕或折叠成特定的空间结构，形成蛋白质的二级结构。肽链在二级结构基础上还会进一步盘曲折叠，形成更复杂的三级结构。多个具有特定三级结构的多肽链通过非共价键相互作用(如氢键等)排列组装，形成蛋白质的四级结构 4．蛋白质的主要性质 (1)蛋白质的两性：形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸缩合形成的，在多肽链的两端必然存在着自由的氨基与羧基，同时侧链中也往往存在酸性或碱性基团，因此蛋白质与氨基酸一样具有两性，能与酸、碱反应 (2)蛋白质的水解：蛋白质酸、碱或酶的作用下，逐步水解成相对分子质量较小的多肽，最终逐步水解得到氨基酸。食物中的蛋白质在人体内各种酶的作用下水解成各种氨基酸，氨基酸被肠壁吸收进入血液，再在人体内重新合成人体所需的蛋白质 ①水解原理： ②水解过程：蛋白质多肽氨基酸 (3)蛋白质的胶体性质：蛋白质是大分子化合物，其分子大小一般在1～100 nm之间，其水溶液具有胶体溶液的一般特性。如：具有丁达尔现象、布朗运动，不能透过半透膜以及较强的吸附作用 (4)蛋白质的盐析 实验内容 在试管中加入2 mL 饱和(NH4)2SO4溶液，向其中加入几滴鸡蛋清溶液，振荡，观察现象。再继续加入蒸馏水，振荡，观察现象 实验装置 实验现象 加入饱和(NH4)2SO4溶液，产生白色沉淀，加入H2O之后，沉淀溶解 实验结论 饱和(NH4)2SO4溶液能降低鸡蛋清在水中的溶解度，但不改变鸡蛋清的性质。蛋白质的盐析是一个可逆过程，盐析出的蛋白质在水中仍能溶解，并不影响其活性 ①概念：少量的某些可溶性盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)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浓度时，反而使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析出，这种作用称为盐析 ②条件：浓的轻金属盐溶液或铵盐溶液。少量的无机盐能促进蛋白质的溶解 ③特点与应用：盐析是可逆过程，继续加水时，能使沉淀溶解，不影响蛋白质的生理活性。采用多次盐析和溶解可分离提纯蛋白质 (5)蛋白质的变性 实验内容 在三支试管中各加入2 mL 鸡蛋清溶液，将一支试管加热，向另两支试管中分别加入硝酸银溶液和乙醇，观察现象。再向试管中加入蒸馏水，观察产生的沉淀能否溶解 实验装置 实验现象 加热后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解 加入硝酸银溶液后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解 加入乙醇后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解 实验结论 加热、硝酸银溶液、乙醇都能使蛋白质的性质发生改变，变性后的蛋白质在水中不能重新溶解，失去原有的生理活性，发生了不可逆的变化 ①概念：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性 物理因素：加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线和放射性等 化学因素：强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等 ②特点：变性会使蛋白质的结构发生变化，使其失去原有的生理活性，变性后的蛋白质在水中不能重新溶解，是不可逆过程。利用蛋白质的变性，可用于杀菌消毒，而疫苗等生物制剂的冷冻保存则为了防止变性 ③蛋白质的盐析与变性的比较 盐析 变性 概念 蛋白质在某些盐的浓溶液中溶解度降低而析出 蛋白质在加热、强酸、强碱等条件下性质发生改变而凝结起来 特征 可逆 不可逆 实质 溶解度降低，物理变化 结构、性质改变，化学变化 条件 钠、镁、铝等轻金属盐或铵盐的浓溶液 加热、强酸、强碱、强氧化剂、紫外线、重金属盐、苯酚、甲醛、乙醇等 用途 分离提纯蛋白质 杀菌、消毒 实例 硫酸铵或硫酸钠等盐溶液使蛋白质盐析 重金属盐(例如硫酸铜)溶液能使蛋白质变性 【微点拨】 ①浓的轻金属盐溶液能使蛋白质发生盐析。蛋白质凝结成固体而从溶液中析出，盐析出来的蛋白质仍保持原有的性质和生理活性，盐析是物理过程，也是可逆的。利用盐析，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，变性后的蛋白质不再具有原有的可溶性和生理活性，变性过程是化学过程，变性是不可逆的。加热、紫外线、强酸、强碱、某些有机物也能使蛋白质变性。利用此性质可杀菌、消毒 (6)蛋白质的显色反应——可用于蛋白质的分析检测 实验内容 向盛有2 mL 鸡蛋清溶液的试管中加入5滴浓硝酸，加热，观察实验现象 实验装置 实验现象 试管内先有白色沉淀，加热后沉淀变黄色 ①显色反应：向蛋白质溶液加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热后沉淀变黄色，分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄色，利用此性质可以鉴别某些蛋白质 ②固体蛋白质如皮肤、指甲遇浓硝酸变黄色。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 (7)蛋白质的灼烧 蛋白质在灼烧时，可闻到烧焦羽毛的特殊气味，用此性质可鉴别毛料纤维和合成纤维 5．在生产、生活中的应用 (1)蛋白质是人类必需的营养物质，能保证身体健康 (2)动物的毛、皮和蚕丝的主要成分是蛋白质，可应用于工业上 (3)酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂 【微点拨】 ①在日常生活中有时需要利用蛋白质变性，如食物加热、消毒等，有时防止蛋白质变性，如疫苗等生物制剂需低温保存等 ②烫发原理：一般烫发时使用的还原剂可以使头发中的二硫键断裂，产生游离的巯基(－SH)。再用一定的工具将头发卷曲或拉直成需要的形状。然后用氧化剂使巯基之间发生反应，生成新的二硫键(－S－S－)，使头发的形状得以固定 【典例2】（24-25高二下·辽宁沈阳·阶段练习）下列叙述中，错误的有几个 ①能发生酯化反应的酸一定是羧酸 ②工业上通常用植物油与氢气反应生产人造奶油 ③蛋白质的一级结构与肽键的形成有关 ④聚氯乙烯可制成薄膜，用于食品和药物的包装 ⑤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 ⑥可以用热氢氧化钠溶液鉴别矿物油和植物油 ⑦丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂 A．1 B．2 C．3 D．4 1．（24-25高二上·辽宁·开学考试）糖类、油脂和蛋白质都是人体必需的基本营养物质。下列说法正确的是 A．糖类、油脂和蛋白质都能发生水解反应 B．味精是一种常用的增味剂，其主要成分为谷氨酸钠 C．氨基酸为高分子化合物，种类较多，分子中都含有和 D．淀粉[]和纤维素[]均属于多糖，二者互为同分异构体 2．（23-24高二下·辽宁·期末）化学烫发过程如图所示。烫发要先用药剂A——巯基乙酸()使头发角蛋白质的二硫键断裂，再用卷发器固定头发形状，最后用药剂B使角蛋白质在新的位置形成二硫键。下列说法不正确的是 A．二硫键是维持头发弹性和形状的个重要结构 B．①②过程，药剂A使键断裂，这个过程中角蛋白质发生氧化反应 C．②③过程，通常采用的药剂B是H2O2化学，其还原产物为H2O D．烫发不会改变头发角蛋白质中氨基酸的数目 3．（20-21高二下·辽宁·期末）化学使生活更丰富，化学使生活有滋有味。下列说法不正确的是 A．利用废弃的油脂制取脂肪酸和甘油的反应称为“皂化反应” B．谷氨酸通过中和反应制取味精的主要成分，关键是严格控制溶液的 C．营养蛋白粉人体内水解断裂的肽键即酰胺键，但酰胺键不一定是肽键 D．蛋类中的部分蛋白质、脂肪与渗入的强碱生成盐，在变性呈胶冻状蛋白质中结晶形成“松花” 题型03 酶的性质与应用 1．概念：是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质。酶对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的反应具有很强的催化作用 2．催化特点 (1)条件温和、不需加热。在接近体温和接近中性的条件下，酶就可以起催化作用 (2)具有高度的专一性。如：蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应，淀粉酶只对淀粉水解起催化作用 (3)具有高效催化作用。酶催化的化学反应速率比普通的催化剂高107～1013倍 【微点拨】使用酶作催化剂时，反应温度不能过高，原因是高温下蛋白质变性，酶失去催化活性 3．应用 酶已经得到了广泛的应用，如蛋白酶用于医药、制革等工业，淀粉酶用于食品、发酵、纺织等工业，有的酶还可用于疾病的诊断 【典例3】（20-21高二上·黑龙江哈尔滨·期中）下列说法中错误的是（    ） A．浓硝酸溅到皮肤上使皮肤呈黄色，是由于浓硝酸与皮肤发生了颜色反应 B．误服可溶性重金属盐，立即服用大量牛奶或蛋清可解毒 C．用灼烧的方法可鉴别毛织物和棉织物 D．温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高 1．（24-25高二下·辽宁·期末）辽宁省位于中国东北地区，是一个历史悠久、文化底蕴深厚的省份。下列说法错误的是 A．铁岭榛子富含油脂，油脂属于高分子 B．丹东草莓富含果糖，果糖和葡萄糖互为同分异构体 C．葱烧辽参含有丰富的蛋白质，蛋白质为两性分子 D．辽宁省博物馆藏品“北燕鸭形玻璃注”的材质属于无机非金属材料 2．（24-25高二下·辽宁·阶段练习）下列实验操作或对实验事实的描述正确的是 A．用纤维素制取硝酸纤维过程中发生了酯化反应 B．向鸡蛋清溶液中加入饱和溶液，有沉淀析出，鸡蛋清发生了盐析 C．除去乙烷中少量乙烯：通入氢气在一定条件下反应，使乙烯转化为乙烷 D．用溴水鉴别己烯、苯、乙醇、乙酸 3．（24-25高二下·辽宁大连·期末）下列叙述错误的是 A．白酒在陈化过程中产生香味是因为发生了酯化反应 B．医用酒精可用来消毒，是因为乙醇能使细菌蛋白质发生变性 C．所有的饱和一元醇都可以发生消去反应 D．木糖醇与丙三醇都属于多元醇 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2 蛋白质 题型01 氨基酸的结构和性质 题型02 蛋白质结构和性质 题型03 酶的性质与应用 题型01 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氨基(－NH2)取代得到的化合物称为氨基酸，氨基酸分子中含有氨基和羧基，属于取代羧酸 (2)官能团：分子中既含有羧基(－COOH)又含有氨基(－NH2) (3)结构特点 ①天然氨基酸主要是α－氨基酸，其结构简式可以表示为,R可以是烃基，也可以是氢原子 ②组成蛋白质的氨基酸主要是α－氨基酸 ③α－氨基酸除甘氨酸外，一般均含有连接4个不同原子或原子团的手性碳原子，具有对映异构体 ④组成人体内蛋白质的氨基酸有20种，其中8种必须通过食物摄取，称为必需氨基酸 (4)重要的氨基酸 俗名 结构简式 系统命名 甘氨酸 氨基乙酸 丙氨酸 2－氨基丙酸 谷氨酸 2－氨基戊二酸 苯丙氨酸 2－氨基－3－苯基丙酸 半胱氨酸 2－氨基－3－巯基丙酸 2．氨基酸的物理性质 天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，多在200～300 ℃熔化时分解。一般能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 3．氨基酸的化学性质 (1)氨基酸的两性：氨基酸分子中含有酸性基团(－COOH)和碱性基团(－NH2)，因此氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐 ①与盐酸的反应： ②与氢氧化钠反应： (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，通过氨基与羧基间缩合脱去水，形成含有肽键()的化合物，发生成肽反应 【微点拨】 ①氨基酸的缩合机理：氨基酸的成肽反应原理是由氨基提供的氢原子与羧基提供的羟基结合生成水。肽键可简写为“－CONH－”，不能写成“－CNHO－”，两者的连接方式不同 ②反应类型：取代反应 ③由几分子氨基酸结合而成叫几肽。由两个氨基酸分子缩合后形成的含有肽键的化合物称为二肽。二肽还可以继续与其它氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽，以至生成长链的多肽 如：两分子氨基酸二肽三肽四肽…多肽(肽键) ④多肽分子中肽键个数的判断：由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 (3)氨基酸缩合的反应规律 两分子间缩合成二肽 两分子间缩合成环 一分子间缩合成环 甘氨酸缩聚成高分子化合物 【典例1】（20-21高二下·辽宁锦州·期末）下列说法错误的是 A．甲酸、葡萄糖均能在加热条件下与银氨溶液反应 B．等质量的乙烯、二甲醚完全燃烧耗氧量一定不相同 C．-氨基酸均含有手性碳原子，具有对映异构体 D．聚丙烯酸钠()具有很强吸水性的原因是有亲水基团的存在 【答案】C 【详解】A．甲酸、葡萄糖均含有醛基，所以都能在加热条件下与银氨溶液反应，故A正确； B．乙烯燃烧的方程式是，1g乙烯消耗氧气的物质的量，二甲醚燃烧的方程式是，1g二甲醚消耗氧气的物质的量，故B正确； C．不含有手性碳原子，故C错误； D．聚丙烯酸钠()具有很强吸水性的原因是有亲水基团- COONa，故D正确； 选C。 1．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·开学考试）下列叙述中不正确的是 A．蔗糖与麦芽糖互为同分异构体 B．向鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸铵溶液，有固体析出，属于盐析 C．氨基酸分子中既含有羧基又含有氨基 D．天然油脂的主要成分是高级脂肪酸甘油酯，没有恒定的熔沸点，属于高分子化合物 【答案】D 【详解】A．蔗糖与麦芽糖分子式都是C12H22O11，而结构不同，互为同分异构体，故A正确； B．向鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸铵溶液，有固体析出，属于蛋白质的盐析，故B正确； C．氨基酸分子中含有羧基也含有氨基，属于两性化合物，故C正确； D．天然油脂是多种高级脂肪酸甘油酯的混合物，没有恒定的熔沸点，但油脂不是高分子化合物，故D错误。 答案选D。 2．（21-22高二下·黑龙江双鸭山·期中）青霉素是一种良效广谱抗生素，经酸性水解后得到青霉素氨基酸分子的结构简式如图所示，下列关于该物质的叙述不正确的是 A．属于α-氨基酸 B．既能和盐酸反应，又能和氢氧化钠溶液反应 C．核磁共振氢谱上共有6个峰 D．青霉素过敏严重者会导致死亡，用药前一定要进行皮肤敏感试验 【答案】C 【详解】A．该物质分子中含有的氨基、羧基都连接在同一个C原子上，因此都是属于α-氨基酸，A正确； B．该物质分子中含有氨基，能够与盐酸发生反应；含有羧基，因此能够与NaOH溶液发生反应，B正确； C．根据物质结构简式可知：其分子中含有5种不同的H原子，因此核磁共振氢谱上共有5个峰，C错误； D．有些人对青霉素有过敏反应，严重者会导致死亡，因此用药前一定要进行皮肤敏感试验，D正确； 故合理选项是C。 3．（22-23高二下·吉林白山·期末）甘氨酸(结构如图)常作食品的调味剂，还可预防氧化、延缓衰老等。甘氨酸与酸反应生成阳离子(用表示)。甘氨酸聚合成多肽，生成水分子。调节甘氨酸溶液的pH，当净电荷等于0时称为等电点，此时，。下列叙述错误的是    A．甘氨酸是蛋白质水解的最终产物之一 B．甘氨酸是两性化合物 C．甘氨酸溶液调pH后，在等电点时显中性 D．当n=m+1时合成的肽为肽链 【答案】C 【详解】A．甘氨酸的结构简式为HOOCCH2NH2，甘氨酸属于氨基酸，蛋白质水解的最终产物是氨基酸，甘氨酸是蛋白质水解的最终产物之一，A项正确； B．甘氨酸中含有碱性基团—NH2和酸性基团—COOH，甘氨酸是两性化合物，B项正确； C．甘氨酸中羧基的酸性大于氨基的碱性，在甘氨酸溶液中阴离子H2NCH2COO-(A-)比阳离子(H2A+)多，要达到等电点即c(H2A+)=c(A-)，必须加入酸抑制阴离子，故甘氨酸溶液调pH后，在等电点时显酸性，C项错误； D．1个甘氨酸分子中有1个氨基和1个羧基，nmol甘氨酸聚合成多肽，生成mmol水分子，当n=m+1时说明合成的肽中含有1个氨基、1个羧基和m个肽键，则合成的肽为肽链，D项正确； 答案选C。 题型02 蛋白质结构和性质 1．定义：蛋白质是由多种氨基酸通过肽键等相互连接形成的一类生物大分子，是一般细胞中含量最多的有机分子，占细胞干重的一半以上 2．组成：蛋白质中主要含有C、H、O、N、S等元素组成，有些蛋白质还含有P、Fe、Zn、Cu等元素。蛋白质属于天然有机高分子，其溶液具有胶体的某些性质 3．四级结构：蛋白质的结构不仅取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序，称为蛋白质的一级结构，它是蛋白质高级结构的基础，对蛋白质的性质和功能起着决定作用。肽键种的氧原子与氢原子之间存在氢键，会使肽键盘绕或折叠成特定的空间结构，形成蛋白质的二级结构。肽链在二级结构基础上还会进一步盘曲折叠，形成更复杂的三级结构。多个具有特定三级结构的多肽链通过非共价键相互作用(如氢键等)排列组装，形成蛋白质的四级结构 4．蛋白质的主要性质 (1)蛋白质的两性：形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸缩合形成的，在多肽链的两端必然存在着自由的氨基与羧基，同时侧链中也往往存在酸性或碱性基团，因此蛋白质与氨基酸一样具有两性，能与酸、碱反应 (2)蛋白质的水解：蛋白质酸、碱或酶的作用下，逐步水解成相对分子质量较小的多肽，最终逐步水解得到氨基酸。食物中的蛋白质在人体内各种酶的作用下水解成各种氨基酸，氨基酸被肠壁吸收进入血液，再在人体内重新合成人体所需的蛋白质 ①水解原理： ②水解过程：蛋白质多肽氨基酸 (3)蛋白质的胶体性质：蛋白质是大分子化合物，其分子大小一般在1～100 nm之间，其水溶液具有胶体溶液的一般特性。如：具有丁达尔现象、布朗运动，不能透过半透膜以及较强的吸附作用 (4)蛋白质的盐析 实验内容 在试管中加入2 mL 饱和(NH4)2SO4溶液，向其中加入几滴鸡蛋清溶液，振荡，观察现象。再继续加入蒸馏水，振荡，观察现象 实验装置 实验现象 加入饱和(NH4)2SO4溶液，产生白色沉淀，加入H2O之后，沉淀溶解 实验结论 饱和(NH4)2SO4溶液能降低鸡蛋清在水中的溶解度，但不改变鸡蛋清的性质。蛋白质的盐析是一个可逆过程，盐析出的蛋白质在水中仍能溶解，并不影响其活性 ①概念：少量的某些可溶性盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)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浓度时，反而使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析出，这种作用称为盐析 ②条件：浓的轻金属盐溶液或铵盐溶液。少量的无机盐能促进蛋白质的溶解 ③特点与应用：盐析是可逆过程，继续加水时，能使沉淀溶解，不影响蛋白质的生理活性。采用多次盐析和溶解可分离提纯蛋白质 (5)蛋白质的变性 实验内容 在三支试管中各加入2 mL 鸡蛋清溶液，将一支试管加热，向另两支试管中分别加入硝酸银溶液和乙醇，观察现象。再向试管中加入蒸馏水，观察产生的沉淀能否溶解 实验装置 实验现象 加热后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解 加入硝酸银溶液后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解 加入乙醇后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解 实验结论 加热、硝酸银溶液、乙醇都能使蛋白质的性质发生改变，变性后的蛋白质在水中不能重新溶解，失去原有的生理活性，发生了不可逆的变化 ①概念：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性 物理因素：加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线和放射性等 化学因素：强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等 ②特点：变性会使蛋白质的结构发生变化，使其失去原有的生理活性，变性后的蛋白质在水中不能重新溶解，是不可逆过程。利用蛋白质的变性，可用于杀菌消毒，而疫苗等生物制剂的冷冻保存则为了防止变性 ③蛋白质的盐析与变性的比较 盐析 变性 概念 蛋白质在某些盐的浓溶液中溶解度降低而析出 蛋白质在加热、强酸、强碱等条件下性质发生改变而凝结起来 特征 可逆 不可逆 实质 溶解度降低，物理变化 结构、性质改变，化学变化 条件 钠、镁、铝等轻金属盐或铵盐的浓溶液 加热、强酸、强碱、强氧化剂、紫外线、重金属盐、苯酚、甲醛、乙醇等 用途 分离提纯蛋白质 杀菌、消毒 实例 硫酸铵或硫酸钠等盐溶液使蛋白质盐析 重金属盐(例如硫酸铜)溶液能使蛋白质变性 【微点拨】 ①浓的轻金属盐溶液能使蛋白质发生盐析。蛋白质凝结成固体而从溶液中析出，盐析出来的蛋白质仍保持原有的性质和生理活性，盐析是物理过程，也是可逆的。利用盐析，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，变性后的蛋白质不再具有原有的可溶性和生理活性，变性过程是化学过程，变性是不可逆的。加热、紫外线、强酸、强碱、某些有机物也能使蛋白质变性。利用此性质可杀菌、消毒 (6)蛋白质的显色反应——可用于蛋白质的分析检测 实验内容 向盛有2 mL 鸡蛋清溶液的试管中加入5滴浓硝酸，加热，观察实验现象 实验装置 实验现象 试管内先有白色沉淀，加热后沉淀变黄色 ①显色反应：向蛋白质溶液加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热后沉淀变黄色，分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄色，利用此性质可以鉴别某些蛋白质 ②固体蛋白质如皮肤、指甲遇浓硝酸变黄色。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 (7)蛋白质的灼烧 蛋白质在灼烧时，可闻到烧焦羽毛的特殊气味，用此性质可鉴别毛料纤维和合成纤维 5．在生产、生活中的应用 (1)蛋白质是人类必需的营养物质，能保证身体健康 (2)动物的毛、皮和蚕丝的主要成分是蛋白质，可应用于工业上 (3)酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂 【微点拨】 ①在日常生活中有时需要利用蛋白质变性，如食物加热、消毒等，有时防止蛋白质变性，如疫苗等生物制剂需低温保存等 ②烫发原理：一般烫发时使用的还原剂可以使头发中的二硫键断裂，产生游离的巯基(－SH)。再用一定的工具将头发卷曲或拉直成需要的形状。然后用氧化剂使巯基之间发生反应，生成新的二硫键(－S－S－)，使头发的形状得以固定 【典例2】（24-25高二下·辽宁沈阳·阶段练习）下列叙述中，错误的有几个 ①能发生酯化反应的酸一定是羧酸 ②工业上通常用植物油与氢气反应生产人造奶油 ③蛋白质的一级结构与肽键的形成有关 ④聚氯乙烯可制成薄膜，用于食品和药物的包装 ⑤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 ⑥可以用热氢氧化钠溶液鉴别矿物油和植物油 ⑦丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂 A．1 B．2 C．3 D．4 【答案】B 【详解】①酯化反应不限于羧酸，无机酸（如硝酸）也可参与，错误； ②植物油加氢生成人造奶油，正确； ③蛋白质一级结构由肽键连接氨基酸形成，正确； ④聚氯乙烯（PVC）受热释放有毒物质，不可用于食品包装，错误； ⑤核酸由磷酸、戊糖、碱基构成，正确； ⑥矿物油是以烃类为主要成分，不溶于热氢氧化钠，也不与热氢氧化钠溶液反应，所以矿物油中加入热氢氧化钠溶液出现分层现象，而植物油属于酯类，在热氢氧化钠溶液作用下水解生成可溶性高级脂肪酸钠和甘油，所以植物油中加入热氢氧化钠溶液，一段时间后溶液不分层，因此可以用热氢氧化钠溶液鉴别矿物油和植物油，正确； ⑦丙烯酸钠在一定条件下发生聚合反应，所得聚合物中含有亲水基，可以得到高吸水性树脂，正确。 符合题意的为①④，故答案选B。 1．（24-25高二上·辽宁·开学考试）糖类、油脂和蛋白质都是人体必需的基本营养物质。下列说法正确的是 A．糖类、油脂和蛋白质都能发生水解反应 B．味精是一种常用的增味剂，其主要成分为谷氨酸钠 C．氨基酸为高分子化合物，种类较多，分子中都含有和 D．淀粉[]和纤维素[]均属于多糖，二者互为同分异构体 【答案】B 【详解】A．油脂和蛋白质一定条件下能够发生水解反应，但是糖类中的单糖结构简单，不能够发生水解反应，A错误； B．味精是生活中一种常用的增味剂，其主要成分为谷氨酸钠，B正确； C．氨基酸不是高分子化合物，C错误； D．淀粉和纤维素的化学式均为，由于化学式中的n不是定值，淀粉和纤维素都属于混合物，不满足同分异构体的条件，D错误； 故选B。 2．（23-24高二下·辽宁·期末）化学烫发过程如图所示。烫发要先用药剂A——巯基乙酸()使头发角蛋白质的二硫键断裂，再用卷发器固定头发形状，最后用药剂B使角蛋白质在新的位置形成二硫键。下列说法不正确的是 A．二硫键是维持头发弹性和形状的个重要结构 B．①②过程，药剂A使键断裂，这个过程中角蛋白质发生氧化反应 C．②③过程，通常采用的药剂B是H2O2化学，其还原产物为H2O D．烫发不会改变头发角蛋白质中氨基酸的数目 【答案】B 【详解】A．由题干图示信息可知，化学烫发通过上述变化，改变头发中某些蛋白质中-S-S-键位置，实现了头发的定型，即二硫键(-S-S-)是维持头发弹性和形状的个重要结构，A正确； B．由题干图示信息可知，①②过程，药剂A使键断裂，同时加了H，加氢失氧为还原反应，即这个过程中角蛋白质发生还原反应，B错误； C．由题干图示信息可知，②③过程，对蛋白质失氢，为氧化反应，通常采用的药剂B是H2O2化学，其还原产物为H2O，C正确； D．由题干图示信息可知，化学烫发通过上述变化，改变头发中某些蛋白质中-S-S-键位置，实现了头发的定型，即烫发不会改变头发角蛋白质中氨基酸的数目，D正确； 故答案为：B。 3．（20-21高二下·辽宁·期末）化学使生活更丰富，化学使生活有滋有味。下列说法不正确的是 A．利用废弃的油脂制取脂肪酸和甘油的反应称为“皂化反应” B．谷氨酸通过中和反应制取味精的主要成分，关键是严格控制溶液的 C．营养蛋白粉人体内水解断裂的肽键即酰胺键，但酰胺键不一定是肽键 D．蛋类中的部分蛋白质、脂肪与渗入的强碱生成盐，在变性呈胶冻状蛋白质中结晶形成“松花” 【答案】A 【详解】A．皂化反应是指油脂的碱性的水解制取高级脂肪酸钠和甘油的过程，故A错误； B．谷氨酸通过中和反应得到谷氨酸钠，通过调控pH值控制反应的进度，防止羧基完全反应，故B正确； C．蛋白质中的酰胺键被称为肽键，但并不是所有的酰胺键都称为肽键，故C正确； D．蛋白质中存在羧基能与强碱反应生成盐，且遇到强碱也能发生变性，可得到胶冻状蛋白质结晶，故D正确； 故选：A。 题型03 酶的性质与应用 1．概念：是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质。酶对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的反应具有很强的催化作用 2．催化特点 (1)条件温和、不需加热。在接近体温和接近中性的条件下，酶就可以起催化作用 (2)具有高度的专一性。如：蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应，淀粉酶只对淀粉水解起催化作用 (3)具有高效催化作用。酶催化的化学反应速率比普通的催化剂高107～1013倍 【微点拨】使用酶作催化剂时，反应温度不能过高，原因是高温下蛋白质变性，酶失去催化活性 3．应用 酶已经得到了广泛的应用，如蛋白酶用于医药、制革等工业，淀粉酶用于食品、发酵、纺织等工业，有的酶还可用于疾病的诊断 【典例3】（20-21高二上·黑龙江哈尔滨·期中）下列说法中错误的是（    ） A．浓硝酸溅到皮肤上使皮肤呈黄色，是由于浓硝酸与皮肤发生了颜色反应 B．误服可溶性重金属盐，立即服用大量牛奶或蛋清可解毒 C．用灼烧的方法可鉴别毛织物和棉织物 D．温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高 【答案】D 【详解】A．皮肤含蛋白质，而浓硝酸遇蛋白质时易发生颜色反应，呈黄色，故A正确； B．重金属盐可使蛋白质变性，则误服可溶性重金属盐，立即服用大量牛奶可以解毒，故B正确； C．棉织物是纤维素，而毛织物含有蛋白质，灼烧时具有烧焦的羽毛气味，故C正确； D．酶是蛋白质，温度过高，酶易变性，失去活性，故D错误； 故答案为D。 1．（24-25高二下·辽宁·期末）辽宁省位于中国东北地区，是一个历史悠久、文化底蕴深厚的省份。下列说法错误的是 A．铁岭榛子富含油脂，油脂属于高分子 B．丹东草莓富含果糖，果糖和葡萄糖互为同分异构体 C．葱烧辽参含有丰富的蛋白质，蛋白质为两性分子 D．辽宁省博物馆藏品“北燕鸭形玻璃注”的材质属于无机非金属材料 【答案】A 【详解】A．油脂的相对分子质量较小，不属于高分子化合物，A错误； B．果糖（多羟基酮）和葡萄糖（多羟基醛）分子式均为C6H12O6，结构不同，互为同分异构体，B正确； C．蛋白质含有氨基和羧基，氨基显碱性，羧基显酸性，蛋白质具有两性，C正确； D．玻璃的主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，D正确； 故选A。 2．（24-25高二下·辽宁·阶段练习）下列实验操作或对实验事实的描述正确的是 A．用纤维素制取硝酸纤维过程中发生了酯化反应 B．向鸡蛋清溶液中加入饱和溶液，有沉淀析出，鸡蛋清发生了盐析 C．除去乙烷中少量乙烯：通入氢气在一定条件下反应，使乙烯转化为乙烷 D．用溴水鉴别己烯、苯、乙醇、乙酸 【答案】A 【详解】A．纤维素分子中含有羟基，可与硝酸发生酯化反应生成硝酸纤维和水，A正确； B．是重金属盐，向鸡蛋清溶液中加入饱和溶液，鸡蛋清发生变性，而不是盐析（盐析是加入轻金属盐或铵盐溶液使蛋白质溶解度降低而析出的过程），B错误； C．通入氢气在一定条件下除去乙烷中少量乙烯，但由于难以控制氢气的量，会引入新的杂质氢气，不能达到除杂目的，C错误； D．己烯能与溴水发生加成反应，使溴水褪色；苯能萃取溴水中的溴，溶液分层，上层为橙红色；乙醇与溴水互溶，无明显现象；乙酸与溴水互溶，无明显现象；所以用溴水不能鉴别乙醇和乙酸，D错误； 故选A。 3．（24-25高二下·辽宁大连·期末）下列叙述错误的是 A．白酒在陈化过程中产生香味是因为发生了酯化反应 B．医用酒精可用来消毒，是因为乙醇能使细菌蛋白质发生变性 C．所有的饱和一元醇都可以发生消去反应 D．木糖醇与丙三醇都属于多元醇 【答案】C 【详解】A．白酒陈化过程中醇与酸发生酯化反应生成香味酯类，A正确； B．医用酒精使细菌蛋白质变性从而消毒，B正确； C．只有羟基邻位碳有H的饱和一元醇才能发生消去反应（如甲醇不能），C错误； D．木糖醇（五元醇）和丙三醇（三元醇）均为多元醇，D正确； 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $