6.2 蛋白质（专项训练）化学苏教版选择性必修3

第二单元　蛋白质 题型01 氨基酸的组成、结构与性质 题型02 蛋白质的结构与性质 题型03 酶 题型04 核酸的结构及生物功能 题型01 氨基酸的组成、结构与性质 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。 (2)结构 2.氨基酸的性质 (1)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。 (2)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。 a．与酸反应 ＋HCl―→。 b．与碱反应 ＋NaOH―→＋H2O。 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，该反应属于取代反应。如： 。 氨基酸二肽或多肽蛋白质。 【典例1】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．能发生加聚反应生成多肽 C．1H核磁共振谱上共有5组峰 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 【变式1-1】氨基酸不能发生的反应是（　　） A．酯化反应 B．成肽反应 C．水解反应 D．与强碱溶液的中和反应 【变式1-2】某有机物的结构简式如图所示： 下列关于该有机物的描述不正确的是(　　) A．该有机物具有两性，可与酸、碱反应 B．该有机物是由4种氨基酸分子脱水形成的四肽化合物 C．形成该有机物的氨基酸不都是α-氨基酸 D．是形成该有机物的其中一种氨基酸 【变式1-3】由下列结构片段组成的蛋白质在胃液中水解，不可能产生的氨基酸是（　　） A. B. H2NCH2COOH C. D. 题型02 蛋白质的结构与性质 1．蛋白质的组成和结构 (1)组成：蛋白质中主要含有C、H、O、N、S等元素，是由氨基酸通过肽键等相互连接而形成的一类具有特定结构和一定生物学功能的生物大分子，属于天然有机高分子化合物。其溶液具有胶体的某些性质。 (2)四级结构 (3)分子病 ①概念：由蛋白质分子的变异或某种蛋白质的缺乏所导致的疾病。 ②起因：大多是蛋白质的氨基酸序列发生改变，分子结构发生变化，影响其正常功能的发挥。 2．蛋白质的性质 （1）盐析和变性的比较 盐析 变性 原理 根据盐溶液对蛋白质溶解度的影响，加入无机盐，使蛋白质从溶液中析出 一定条件下，使蛋白质凝聚失去原有的生理活性 条件 浓的盐溶液（NH4）2SO4、 Na2SO4、NaCl等溶液 加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、乙酸、乙醇、苯酚、丙酮等 变化 物理变化 化学变化 特点 可逆，蛋白质仍保持原有活性 不可逆，蛋白质失去原有活性 用途 分离提纯蛋白质 消毒、灭菌，如给果树除虫使用波尔多液，保存动物标本 (2)蛋白质的颜色反应 不是所有的蛋白质都能发生颜色反应，只有结构中含有苯环的才能遇浓HNO3呈黄色。 (3)水解反应 蛋白质多肽氨基酸 【典例2】下列过程不属于化学变化的是（　　） A．皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色 B．在蛋白质溶液中，加入硫酸铜溶液，有沉淀析出 C．用稀释的福尔马林溶液（0.1%～0.5%）浸泡植物种子 D．在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出 【变式2-1】下列说法中不正确的是（　　） A．蛋白质都是由C、H、N、O四种元素组成的 B．蛋白质水解的最终产物为氨基酸 C．强酸、强碱和重金属盐都可使蛋白质变性 D．构成蛋白质的某些氨基酸是人体自身不能合成的 【变式2-2】下面是蛋白质分子结构的一部分，其中标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 【变式2-3】欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质，应加入（　　） A．（NH4）2SO4浓溶液 B．75%的酒精溶液 C．CuSO4溶液 D．NaOH浓溶液 题型03 酶 1．酶具有生理活性，是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的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。酶的催化作用具有以下特点： ①条件温和，不需加热。 ②具有高度的专一性。 ③具有高效催化作用。 2．酶失去催化活性的因素 ①高温； ②溶液的pH太高或太低； ③重金属离子的存在。 【典例3】下列关于酶的叙述不正确的是(　　) A．酶是一种糖类物质 B．大多数的酶是蛋白质 C．酶是生物体内产生的催化剂 D．酶受到高温或重金属盐作用时会变性 【变式3-1】市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣服上的汗渍、油渍、血迹及人体排出的蛋白质遇到它，皆能水解而除去。下列衣料不能用加酶洗衣粉洗涤的是(　　) ①棉织品　②羊毛织品　③腈纶织品　④蚕丝织品　⑤涤纶织品　⑥锦纶织品 A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤⑥ 【变式3-2】图示表示一个反应过程，图中的黑球表示两个相同的单糖或其单元，则图中的a、b、c分别表示(　　) A．麦芽糖、麦芽糖酶、葡萄糖 B．蔗糖、蔗糖酶、果糖 C．乳糖、乳糖酶、葡萄糖 D．淀粉、淀粉酶、葡萄糖 题型04 核酸的结构及生物功能 1．核酸的分类 天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同，分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。 2．核酸的组成 核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物。核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷，核苷继续水解得到戊糖和碱基。因此，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。其中的戊糖是核糖或脱氧核糖，它们均以环状结构存在于核酸中，对应的核酸分别是核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。转化关系如图所示： 3．DNA与RNA的区别与联系 DNA RNA 区别 戊糖 脱氧核糖 核糖 碱基 含胸腺嘧啶 含尿嘧啶 相同 碱基 均含有：腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶 磷酸 均含有磷酸 生理功能 生物体遗传信息的载体，还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞 根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成 【典例4】核酸有两种：含核糖的是核糖核酸(RNA)，含脱氧核糖的是脱氧核糖核酸(DNA)，人类的基因组通过从细胞核里的DNA向蛋白质的合成机制发出生产蛋白质的指令运作，这些指令通过mRNA传送。核糖是合成核酸的重要原料，常见的两种核糖结构简式为：D-核糖；戊醛糖CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。下列关于核糖的叙述不正确的是(　　) A．戊醛糖和D-核糖互为同分异构体 B．它们都能发生酯化反应 C．戊醛糖属于单糖 D．由戊醛糖→脱氧核糖(CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO)可看成是一个氧化过程 【变式4-1】以下关于核酸的论述正确的是(　　) A．核酸是核蛋白的非蛋白部分，也是由氨基酸残基组成的 B．核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基 C．核酸、核苷酸都是高分子化合物 D．核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用 【变式4-2】下列有关核酸的说法不正确的是(　　) A．核酸是一类含磷的生物高分子化合物 B．RNA主要存在于细胞核中，而DNA主要存在于细胞质中 C．核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两种 D．1981年，我国科学工作者用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸 【变式4-3】如图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段，它的碱基中胞嘧啶的结构如图2，下列说法正确的是(　　) A．脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键 B．2-脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应 C．胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的官能团只有氨基和肽键 D．脱氧核糖核酸由磷酸、2-脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成 1 / 2 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 $ 第二单元　蛋白质 题型01 氨基酸的组成、结构与性质 题型02 蛋白质的结构与性质 题型03 酶 题型04 核酸的结构及生物功能 题型01 氨基酸的组成、结构与性质 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。 (2)结构 2.氨基酸的性质 (1)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。 (2)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。 a．与酸反应 ＋HCl―→。 b．与碱反应 ＋NaOH―→＋H2O。 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，该反应属于取代反应。如： 。 氨基酸二肽或多肽蛋白质。 【典例1】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．能发生加聚反应生成多肽 C．1H核磁共振谱上共有5组峰 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】B 【解析】青霉素氨基酸中氨基在羧基的α-碳上，属于α-氨基酸，A选项正确；青霉素氨基酸分子中含有羧基、氨基，能够发生缩聚反应生成多肽，不是加聚反应，B选项错误；分子中含有5种不同化学环境的氢原子，1H核磁共振谱共有5组峰，C选项正确；使用青霉素前要进行皮肤敏感试验，否则有些患者会因为对青霉素过敏严重导致死亡，D选项正确。 【变式1-1】氨基酸不能发生的反应是（　　） A．酯化反应 B．成肽反应 C．水解反应 D．与强碱溶液的中和反应 【答案】C 【解析】氨基酸分子中含有—COOH，可发生酯化反应和中和反应；含有—NH2和—COOH，可发生成肽反应；氨基酸是构成蛋白质的基础物质，不能发生水解反应。 【变式1-2】某有机物的结构简式如图所示： 下列关于该有机物的描述不正确的是(　　) A．该有机物具有两性，可与酸、碱反应 B．该有机物是由4种氨基酸分子脱水形成的四肽化合物 C．形成该有机物的氨基酸不都是α-氨基酸 D．是形成该有机物的其中一种氨基酸 【答案】C 【解析】A对，该有机物中含有氨基、羧基，具有两性，可与酸、碱反应；B对，该有机物是由4种氨基酸分子(H2NCH2COOH、、、)脱水形成的四肽化合物。 【变式1-3】由下列结构片段组成的蛋白质在胃液中水解，不可能产生的氨基酸是（　　） A. B. H2NCH2COOH C. D. 【答案】D 【解析】蛋白质水解，肽键断裂，生成对应的—NH2和—COOH，则该片段水解断键位置如图： 生成的氨基酸分别为： 、H2N—CH2—CH2—COOH、 、H2N—CH2—COOH。 题型02 蛋白质的结构与性质 1．蛋白质的组成和结构 (1)组成：蛋白质中主要含有C、H、O、N、S等元素，是由氨基酸通过肽键等相互连接而形成的一类具有特定结构和一定生物学功能的生物大分子，属于天然有机高分子化合物。其溶液具有胶体的某些性质。 (2)四级结构 (3)分子病 ①概念：由蛋白质分子的变异或某种蛋白质的缺乏所导致的疾病。 ②起因：大多是蛋白质的氨基酸序列发生改变，分子结构发生变化，影响其正常功能的发挥。 2．蛋白质的性质 （1）盐析和变性的比较 盐析 变性 原理 根据盐溶液对蛋白质溶解度的影响，加入无机盐，使蛋白质从溶液中析出 一定条件下，使蛋白质凝聚失去原有的生理活性 条件 浓的盐溶液（NH4）2SO4、 Na2SO4、NaCl等溶液 加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、乙酸、乙醇、苯酚、丙酮等 变化 物理变化 化学变化 特点 可逆，蛋白质仍保持原有活性 不可逆，蛋白质失去原有活性 用途 分离提纯蛋白质 消毒、灭菌，如给果树除虫使用波尔多液，保存动物标本 (2)蛋白质的颜色反应 不是所有的蛋白质都能发生颜色反应，只有结构中含有苯环的才能遇浓HNO3呈黄色。 (3)水解反应 蛋白质多肽氨基酸 【典例2】下列过程不属于化学变化的是（　　） A．皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色 B．在蛋白质溶液中，加入硫酸铜溶液，有沉淀析出 C．用稀释的福尔马林溶液（0.1%～0.5%）浸泡植物种子 D．在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出 【答案】D 【解析】皮肤不慎沾上浓硝酸，硝酸与皮肤中的蛋白质发生颜色反应，呈现黄色，选项A是化学变化。在蛋白质溶液中，加入硫酸铜溶液，硫酸铜的铜离子使蛋白质发生变性，有沉淀析出，选项B是化学变化。用稀释的福尔马林溶液（0.1%～0.5%）浸泡植物种子，是利用福尔马林中的甲醛使蛋白质变性的原理，达到杀菌的目的，选项C是化学变化。在蛋白质溶液中，加入饱和硫酸铵溶液，使蛋白质发生盐析，有沉淀析出，盐析是一种物理变化，选项D是物理变化。 【变式2-1】下列说法中不正确的是（　　） A．蛋白质都是由C、H、N、O四种元素组成的 B．蛋白质水解的最终产物为氨基酸 C．强酸、强碱和重金属盐都可使蛋白质变性 D．构成蛋白质的某些氨基酸是人体自身不能合成的 【答案】A 【解析】有的蛋白质还含有硫、磷、铁、碘、铜、锌等元素，故A不正确；蛋白质水解的最终产物为氨基酸，故B正确；强酸、强碱和重金属盐都可使蛋白质变性，故C正确；构成蛋白质的某些氨基酸是人体自身不能合成的，是人体必需氨基酸，故D正确。 【变式2-2】下面是蛋白质分子结构的一部分，其中标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 【答案】C 【解析】蛋白质水解断键后所得到的水解产物一定是氨基酸，即水解产物分子中既含有氨基，又含有羧基，由此可知应在③处断键。 【变式2-3】欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质，应加入（　　） A．（NH4）2SO4浓溶液 B．75%的酒精溶液 C．CuSO4溶液 D．NaOH浓溶液 【答案】A 【解析】（NH4）2SO4浓溶液能够降低蛋白质的溶解度，向蛋白质溶液中加入（NH4）2SO4浓溶液会使蛋白质从水中析出而又不改变它的性质，故A符合题意；酒精、CuSO4、NaOH均会使蛋白质失去活性，改变了它的性质，故B、C、D不符合题意。 题型03 酶 1．酶具有生理活性，是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的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。酶的催化作用具有以下特点： ①条件温和，不需加热。 ②具有高度的专一性。 ③具有高效催化作用。 2．酶失去催化活性的因素 ①高温； ②溶液的pH太高或太低； ③重金属离子的存在。 【典例3】下列关于酶的叙述不正确的是(　　) A．酶是一种糖类物质 B．大多数的酶是蛋白质 C．酶是生物体内产生的催化剂 D．酶受到高温或重金属盐作用时会变性 【答案】A 【解析】绝大多数酶是蛋白质，而不是糖类物质，具有蛋白质的性质，当受到高温或重金属盐作用时会变性；酶还是生物体内产生的高效催化剂，其催化作用具有条件温和、不需加热、高度专一、催化效率高等特点。 【变式3-1】市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣服上的汗渍、油渍、血迹及人体排出的蛋白质遇到它，皆能水解而除去。下列衣料不能用加酶洗衣粉洗涤的是(　　) ①棉织品　②羊毛织品　③腈纶织品　④蚕丝织品　⑤涤纶织品　⑥锦纶织品 A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤⑥ 【答案】B 【解析】碱性蛋白酶能使蛋白质水解，而羊毛织品和蚕丝织品的主要成分均属于蛋白质，因此不能用加酶洗衣粉洗涤。 【变式3-2】图示表示一个反应过程，图中的黑球表示两个相同的单糖或其单元，则图中的a、b、c分别表示(　　) A．麦芽糖、麦芽糖酶、葡萄糖 B．蔗糖、蔗糖酶、果糖 C．乳糖、乳糖酶、葡萄糖 D．淀粉、淀粉酶、葡萄糖 【答案】A 【解析】图示为二糖的水解过程，其中a为二糖，b为酶，c为一种单糖。麦芽糖在麦芽糖酶的作用下水解生成两分子葡萄糖，A项正确；蔗糖在蔗糖酶作用下水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖，B项错误；乳糖在乳糖酶作用下水解生成一分子葡萄糖和一分子半乳糖，C项错误；淀粉为多糖，D项错误。 题型04 核酸的结构及生物功能 1．核酸的分类 天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同，分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。 2．核酸的组成 核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物。核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷，核苷继续水解得到戊糖和碱基。因此，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。其中的戊糖是核糖或脱氧核糖，它们均以环状结构存在于核酸中，对应的核酸分别是核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。转化关系如图所示： 3．DNA与RNA的区别与联系 DNA RNA 区别 戊糖 脱氧核糖 核糖 碱基 含胸腺嘧啶 含尿嘧啶 相同 碱基 均含有：腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶 磷酸 均含有磷酸 生理功能 生物体遗传信息的载体，还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞 根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成 【典例4】核酸有两种：含核糖的是核糖核酸(RNA)，含脱氧核糖的是脱氧核糖核酸(DNA)，人类的基因组通过从细胞核里的DNA向蛋白质的合成机制发出生产蛋白质的指令运作，这些指令通过mRNA传送。核糖是合成核酸的重要原料，常见的两种核糖结构简式为：D-核糖；戊醛糖CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。下列关于核糖的叙述不正确的是(　　) A．戊醛糖和D-核糖互为同分异构体 B．它们都能发生酯化反应 C．戊醛糖属于单糖 D．由戊醛糖→脱氧核糖(CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO)可看成是一个氧化过程 【答案】D 【解析】A项，它们的分子式相同，都为C5H10O5，但结构不同，互为同分异构体；B项，分子结构中都有羟基，能发生酯化反应；C项，戊醛糖不能再水解，属于单糖；D项，戊醛糖(C5H10O5)→脱氧核糖(C5H10O4)少一个氧原子，应为还原过程。 【变式4-1】以下关于核酸的论述正确的是(　　) A．核酸是核蛋白的非蛋白部分，也是由氨基酸残基组成的 B．核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基 C．核酸、核苷酸都是高分子化合物 D．核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用 【答案】D 【解析】核酸是由磷酸、戊糖和碱基通过一定的方式结合而成的，故A错误；核酸水解的最终产物是磷酸、戊糖和碱基，故B错误；核酸是高分子化合物，但核苷酸不是高分子化合物，故C错误。 【变式4-2】下列有关核酸的说法不正确的是(　　) A．核酸是一类含磷的生物高分子化合物 B．RNA主要存在于细胞核中，而DNA主要存在于细胞质中 C．核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两种 D．1981年，我国科学工作者用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸 【答案】B 【解析】核酸是一类含磷的生物高分子化合物，故A说法正确；DNA大量存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中，故B说法错误；核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两种，故C说法正确；1981年，我国科学工作者用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，故D说法正确。 【变式4-3】如图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段，它的碱基中胞嘧啶的结构如图2，下列说法正确的是(　　) A．脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键 B．2-脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应 C．胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的官能团只有氨基和肽键 D．脱氧核糖核酸由磷酸、2-脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成 【答案】D 【解析】根据脱氧核糖核酸结构可知，其中含有的化学键既有不同原子形成的极性共价键，也有碳原子之间形成的非极性共价键，A错误；2-脱氧核糖(C5H10O4)分子中无醛基，不能发生银镜反应，B错误；胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的官能团是酰胺基、碳氮双键、碳碳双键和氨基，C错误；根据脱氧核糖核酸结构片段示意图可知，脱氧核糖核酸由磷酸、2-脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成，D正确。 1 / 2 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 $