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1、專題5生命活動的物質基礎第二單元氨基酸蛋白質核酸晨背關鍵語句把握熱點考向應用創(chuàng)新演練知識點二考向一考向二隨堂基礎鞏固課時跟蹤訓練知識點一理解教材新知知識點三 1氨基酸分子中既有氨基，又有羧基，是兩性化合物。氨基酸分子中既有氨基，又有羧基，是兩性化合物。其在溶液中存在的形態(tài)與其在溶液中存在的形態(tài)與pH有關，在酸性條件下，主要以陽有關，在酸性條件下，主要以陽離子形態(tài)存在；在堿性條件下，主要以陰離子形態(tài)存在。離子形態(tài)存在；在堿性條件下，主要以陰離子形態(tài)存在。 2羧基與氨基發(fā)生脫水反應形成肽鍵：羧基與氨基發(fā)生脫水反應形成肽鍵： 。蛋白。蛋白質是由氨基酸通過肽鍵連接而形成的一類具有特定結構和生質是由氨基
2、酸通過肽鍵連接而形成的一類具有特定結構和生物學功能的生物大分子。物學功能的生物大分子。 3蛋白質中加入無機鹽，會發(fā)生鹽析；加入重金屬鹽，蛋白質中加入無機鹽，會發(fā)生鹽析；加入重金屬鹽，會發(fā)生變性。會發(fā)生變性。 4酶屬于一種特殊的蛋白質。酶屬于一種特殊的蛋白質。 自學教材自學教材填要點填要點 1物理性質物理性質 固態(tài)氨基酸主要以固態(tài)氨基酸主要以 的形式存在，熔點較高，的形式存在，熔點較高，不易揮發(fā)，難溶于有機溶劑，常見的氨基酸均為不易揮發(fā)，難溶于有機溶劑，常見的氨基酸均為 。內鹽內鹽無色無色結晶結晶 2化學性質化學性質 (1)兩性：兩性： 氨基酸既能與氨基酸既能與 反應生成鹽，又能與反應生成鹽，又
3、能與 反應生成反應生成鹽?？捎没瘜W方程式表示為：鹽?？捎没瘜W方程式表示為：強酸強酸強堿強堿。 當溶液中的氨基酸主要以當溶液中的氨基酸主要以 的形態(tài)存在時，它的形態(tài)存在時，它在水中的溶解度最小。所以可以通過控制溶液的在水中的溶解度最小。所以可以通過控制溶液的 分離分離氨基酸。氨基酸。兩性離子兩性離子pH (2)脫水反應：脫水反應： 氨基酸分子之間通過氨基酸分子之間通過NH2和和COOH脫去一分子水脫去一分子水生成肽鍵。例如生成肽鍵。例如2分子甘氨酸脫水的化學方程式為：分子甘氨酸脫水的化學方程式為：。 師生互動師生互動解疑難解疑難 1氨基酸的結構氨基酸的結構 (1)氨基酸的通式氨基酸的通式 C為手
4、性碳。為手性碳。 (2)官能團有：官能團有：NH2(氨基氨基)和和COOH(羧基羧基)。 (3)分子式相同的氨基酸與硝基化合物互為同分異構體，分子式相同的氨基酸與硝基化合物互為同分異構體，如：如：H2NCH2COOH與與O2NCH2CH3(硝基乙烷硝基乙烷)。 2天然氨基酸天然氨基酸 天然蛋白質水解生成的氨基酸都是天然蛋白質水解生成的氨基酸都是氨基酸，即氨氨基酸，即氨基在羧基的基在羧基的碳位上。碳位上。 3氨基酸的兩性氨基酸的兩性 NH2可以與可以與H反應生成反應生成 ，而表現(xiàn)出堿，而表現(xiàn)出堿性；性；COOH可以與可以與OH反應生成反應生成COO，而表現(xiàn)，而表現(xiàn)出酸性。氨基酸分子與強酸或強堿都
5、能作用生成鹽，因出酸性。氨基酸分子與強酸或強堿都能作用生成鹽，因此氨基酸為兩性化合物。此氨基酸為兩性化合物。 4脫水縮合脫水縮合(成肽反應成肽反應) 氨基酸在酸或堿的存在下加熱，通過一分子的氨基氨基酸在酸或堿的存在下加熱，通過一分子的氨基與另一分子的羧基間脫去一分子水，縮合形成含有肽鍵與另一分子的羧基間脫去一分子水，縮合形成含有肽鍵的化合物，叫做成肽反應。其原理類似于酯化反應，可的化合物，叫做成肽反應。其原理類似于酯化反應，可以歸納為以歸納為”酸脫羥基，氨脫氫酸脫羥基，氨脫氫”。其過程可表示如下：。其過程可表示如下：圖中虛線，脫水生成的圖中虛線，脫水生成的 ，稱為肽鍵。，稱為肽鍵。1甘氨酸和丙
6、氨酸的混合物在一定條件下發(fā)生二分子縮甘氨酸和丙氨酸的混合物在一定條件下發(fā)生二分子縮 合反應，生成的鏈狀化合物共有合反應，生成的鏈狀化合物共有 () A1種種B2種種 C3種種 D4種種 解析：解析：甘氨酸提供氨基與丙氨酸的羧基失水形成肽鍵甘氨酸提供氨基與丙氨酸的羧基失水形成肽鍵 所得化合物和甘氨酸提供羧基與丙氨酸的氨基失水形所得化合物和甘氨酸提供羧基與丙氨酸的氨基失水形 成肽鍵所得化合物是不同的，所以可生成成肽鍵所得化合物是不同的，所以可生成4種二肽。種二肽。 答案：答案：D自學教材自學教材填要點填要點 1結構結構 由氨基酸通過由氨基酸通過 等相互連接而形成的一類具有特定等相互連接而形成的一類
7、具有特定結構和一定生物學功能的生物大分子。蛋白質和多肽都是結構和一定生物學功能的生物大分子。蛋白質和多肽都是由由 構成的有機化合物，它們之間沒有嚴格的界限。構成的有機化合物，它們之間沒有嚴格的界限。 2性質性質 (1)兩性：兩性： 在多肽鏈的兩端存在著自由的在多肽鏈的兩端存在著自由的 ，因此蛋白，因此蛋白質既能與酸反應，又能與堿反應。質既能與酸反應，又能與堿反應。肽鍵肽鍵氨基酸氨基酸氨基和羧基氨基和羧基(2)水解：水解：水解原理：水解原理：水解過程：水解過程：多肽多肽氨基酸氨基酸 (3)鹽析：鹽析： 過程：過程： 向蛋白質溶液中加入濃的無機鹽向蛋白質溶液中加入濃的無機鹽如如Na2SO4、(NH
8、4)2SO4等等溶液，破壞蛋白質溶解形成的溶液，破壞蛋白質溶解形成的 從而從而降低蛋白質的溶解性，使蛋白質轉變?yōu)槌恋砦龀?。降低蛋白質的溶解性，使蛋白質轉變?yōu)槌恋砦龀觥?特點：特點： 只改變了蛋白質的只改變了蛋白質的 ，而沒有改變它們的，而沒有改變它們的 ，是，是 的過程。的過程。 應用：應用：多次鹽析和溶解可以多次鹽析和溶解可以 蛋白質。蛋白質。膠體結構膠體結構溶解度溶解度化學性化學性質質可逆可逆分離、提純分離、提純 (4)變性：變性： 影響因素：影響因素： 物理因素：物理因素： 、加壓、攪拌、振蕩、加壓、攪拌、振蕩、 照射、照射、 等。等。 化學因素：化學因素： 、 、 、乙醇、丙酮、三、乙
9、醇、丙酮、三氯乙酸氯乙酸(CCl3COOH)、甲醛、甲醛(福爾馬林福爾馬林)等。等。加熱加熱紫外線紫外線超聲波超聲波強酸強酸強堿強堿重金屬鹽重金屬鹽 特點：特點： 變性會使蛋白質發(fā)生結構上的改變，也會使其喪失原變性會使蛋白質發(fā)生結構上的改變，也會使其喪失原有的生理活性，是有的生理活性，是 過程。過程。 應用：應用： 利用蛋白質的變性原理可以對環(huán)境進行利用蛋白質的變性原理可以對環(huán)境進行 ，還可以將動物的皮加工成皮革等。還可以將動物的皮加工成皮革等。不可逆不可逆殺菌、消毒殺菌、消毒(5)顏色反應：主要用于檢驗蛋白質的存在。顏色反應：主要用于檢驗蛋白質的存在。含苯環(huán)的蛋白質遇濃硝酸顯含苯環(huán)的蛋白質遇
10、濃硝酸顯 。蛋白質遇雙縮脲試劑顯蛋白質遇雙縮脲試劑顯 。蛋白質遇茚三酮試劑顯蛋白質遇茚三酮試劑顯 。黃色黃色紫玫瑰色紫玫瑰色藍色藍色 3存在和作用存在和作用 (1)存在：蛋白質是細胞和組織結構的重要組成部存在：蛋白質是細胞和組織結構的重要組成部分，存在于一切生物體中。分，存在于一切生物體中。 (2)作用：蛋白質負責作用：蛋白質負責 ，激素或酶在新陳，激素或酶在新陳代謝中起代謝中起 ，抗體能預防疾病的發(fā)生，抗體能預防疾病的發(fā)生，核蛋白與核蛋白與 相關。相關。輸送氧氣輸送氧氣調節(jié)或催化作用調節(jié)或催化作用遺傳遺傳 4蛋白質的空間結構蛋白質的空間結構 (1)分類：按照蛋白質中多肽鏈本身及其之間的空分類
11、：按照蛋白質中多肽鏈本身及其之間的空間結構，將蛋白質的結構層次分為四級。間結構，將蛋白質的結構層次分為四級。 (2)四級結構四級結構 一級結構：氨基酸殘基在蛋白質肽鏈中的排列順一級結構：氨基酸殘基在蛋白質肽鏈中的排列順序。其決定了序。其決定了 。 二級結構：蛋白質分子中的肽鏈按一定的規(guī)律卷二級結構：蛋白質分子中的肽鏈按一定的規(guī)律卷曲或折疊形成的特定的空間結構。曲或折疊形成的特定的空間結構。蛋白質的生物活性蛋白質的生物活性 三級結構：在二級結構的基礎上，肽鏈按照一定三級結構：在二級結構的基礎上，肽鏈按照一定的空間結構進一步形成的更復雜的結構。的空間結構進一步形成的更復雜的結構。 四級結構：具有三
12、級結構的多肽鏈按一定的空間四級結構：具有三級結構的多肽鏈按一定的空間排列方式結合在一起形成的聚集體結構。排列方式結合在一起形成的聚集體結構。 師生互動師生互動解疑難解疑難 蛋白質鹽析和變性的比較蛋白質鹽析和變性的比較鹽析鹽析變性變性內涵內涵加入無機鹽使蛋白加入無機鹽使蛋白質從溶液中析出質從溶液中析出一定條件下，使蛋白質失一定條件下，使蛋白質失去原有的生理活性去原有的生理活性條件條件較多量的輕金屬鹽較多量的輕金屬鹽或銨鹽或銨鹽加熱，紫外線、加熱，紫外線、X射線，重射線，重金屬鹽，強酸、強堿，甲金屬鹽，強酸、強堿，甲醛、苯酚等醛、苯酚等鹽析鹽析變性變性特點特點可逆，蛋白質仍?？赡?，蛋白質仍保持原有
13、活性持原有活性不可逆，蛋白質失去原有不可逆，蛋白質失去原有活性活性實例實例蛋白質溶液中加濃蛋白質溶液中加濃Na2SO4溶液溶液消毒，滅菌，果樹使用波消毒，滅菌，果樹使用波爾多液，保存動物標本爾多液，保存動物標本2下列關于蛋白質的敘述中，不正確的是下列關于蛋白質的敘述中，不正確的是 () A蛋白質溶液里加入飽和硫酸銨溶液，蛋白質析蛋白質溶液里加入飽和硫酸銨溶液，蛋白質析 出，雖再加水，也不溶解出，雖再加水，也不溶解 B重金屬鹽能使蛋白質凝結，所以誤食重金屬鹽重金屬鹽能使蛋白質凝結，所以誤食重金屬鹽 會中毒會中毒 C濃硝酸濺在皮膚上，使皮膚呈黃色是由于濃硝濃硝酸濺在皮膚上，使皮膚呈黃色是由于濃硝
14、酸和蛋白質發(fā)生了顏色反應酸和蛋白質發(fā)生了顏色反應 D蛋白質溶液具有丁達爾效應蛋白質溶液具有丁達爾效應. .解析：解析：A項為蛋白質的鹽析過程，但是鹽析是可逆的，即項為蛋白質的鹽析過程，但是鹽析是可逆的，即析出的蛋白質可以溶解，錯誤；析出的蛋白質可以溶解，錯誤；B項為變性過程，正確；項為變性過程，正確；C項為蛋白質的顏色反應，正確；項為蛋白質的顏色反應，正確；D項，蛋白質溶液為膠項，蛋白質溶液為膠體，具有丁達爾效應，正確。體，具有丁達爾效應，正確。答案：答案：A 1.酶酶 (1)絕大多數(shù)的酶是絕大多數(shù)的酶是 。 (2)酶具有蛋白質的結構特點，也有自己的特性。酶具有蛋白質的結構特點，也有自己的特性
15、。 (3)酶的性質：酶的性質： 能發(fā)生能發(fā)生 。 是生物催化劑、催化特點是生物催化劑、催化特點 ，催化，催化 ，具有，具有 。蛋白質蛋白質變性變性條件溫和條件溫和效率效率高高專一性專一性 2核酸核酸 (1)核酸包括核酸包括 和和 兩大類，它們兩大類，它們對遺傳信息的儲存，蛋白質的生命合成起著決定作用。對遺傳信息的儲存，蛋白質的生命合成起著決定作用。 (2)生物體內，核酸主要以與蛋白質結合成核蛋白的生物體內，核酸主要以與蛋白質結合成核蛋白的形式存在于細胞中。核蛋白水解后能得到核酸，它是核形式存在于細胞中。核蛋白水解后能得到核酸，它是核蛋白中的非蛋白部分，進一部水解，得到由蛋白中的非蛋白部分，進一
16、部水解，得到由 組成的核苷酸。組成的核苷酸。 (3) 是遺傳信息的儲存和攜帶者，雙螺旋結構決是遺傳信息的儲存和攜帶者，雙螺旋結構決定了生物合成蛋白質的特定結構。定了生物合成蛋白質的特定結構。 主要存在于細胞主要存在于細胞質中，以質中，以DNA為模板形成。為模板形成。核糖核酸核糖核酸脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸堿基、戊糖堿基、戊糖及磷酸及磷酸DNARNA3下面關于酶的結構性質的說法不正確的是下面關于酶的結構性質的說法不正確的是 () A酶是具有催化作用的蛋白質酶是具有催化作用的蛋白質 B酶具有選擇性和專一性酶具有選擇性和專一性 C高溫或重金屬鹽能降低酶的活性高溫或重金屬鹽能降低酶的活性 D酶只有在強
17、酸、強堿條件下才能發(fā)揮作用酶只有在強酸、強堿條件下才能發(fā)揮作用. .解析：解析：酶是具有催化作用的蛋白質，其催化作用有選擇性酶是具有催化作用的蛋白質，其催化作用有選擇性和專一性，因此要尋找一些特殊的酶。高溫、重金屬鹽、和專一性，因此要尋找一些特殊的酶。高溫、重金屬鹽、強酸、強堿等條件下可使酶強酸、強堿等條件下可使酶(蛋白質蛋白質)失去活性失去活性(變性變性)。答案：答案：D 例例1(2011南通如東兩地高二期末南通如東兩地高二期末)由下列結構由下列結構片段組成的蛋白質在胃液中水解，不可能產(chǎn)生的氨基片段組成的蛋白質在胃液中水解，不可能產(chǎn)生的氨基酸是酸是 (). . 解析解析蛋白質水解，肽鍵斷裂，
18、生成對應的蛋白質水解，肽鍵斷裂，生成對應的NH2和和COOH，則該片段水解斷鍵位置如圖：，則該片段水解斷鍵位置如圖：生成的氨基酸分別為：生成的氨基酸分別為：答案答案D氨基酸縮合的常見類型氨基酸縮合的常見類型(1)兩分子間縮合：兩分子間縮合：(2)分子間或分子內縮合成環(huán)：分子間或分子內縮合成環(huán)：(3)縮聚成多肽或蛋白質：縮聚成多肽或蛋白質：nH2NCH2COOH答案：答案：蛋白質水解后得到多肽，多肽再繼續(xù)水解最后得蛋白質水解后得到多肽，多肽再繼續(xù)水解最后得到氨基酸。氨基酸在多肽分子中是由氨基酸的羧基與另到氨基酸。氨基酸在多肽分子中是由氨基酸的羧基與另一氨基酸的氨基脫水后相互連接起來的。由兩個氨基
19、酸一氨基酸的氨基脫水后相互連接起來的。由兩個氨基酸首尾相接，失去一分子水而縮合成的稱為二肽：首尾相接，失去一分子水而縮合成的稱為二肽：由三個氨基酸縮合而成的稱為三肽，由四個氨基酸縮合而由三個氨基酸縮合而成的稱為三肽，由四個氨基酸縮合而成的稱為四肽，由多個氨基酸縮合而成的稱為多肽。生物成的稱為四肽，由多個氨基酸縮合而成的稱為多肽。生物體中存在著一些具有特殊功能的多肽，如谷胱甘三肽是由體中存在著一些具有特殊功能的多肽，如谷胱甘三肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸脫水縮合而成的，它參與人體谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸脫水縮合而成的，它參與人體細胞內的氧化還原作用，臨床上可作為解毒藥。細胞內的氧化還原作用，臨
20、床上可作為解毒藥。 例例2 美國科學家馬丁美國科學家馬丁查非查非(Martin Chalfie)、美國、美國華裔化學家錢永健華裔化學家錢永健(Roger Tsien)以及日本科學家下村修以及日本科學家下村修(Osamu Shimomura)因發(fā)現(xiàn)和研究綠色熒光蛋白因發(fā)現(xiàn)和研究綠色熒光蛋白(green fluorescent protein，GFP)而獲得諾貝爾化學獎。而獲得諾貝爾化學獎。GFP在紫在紫外線照射下會發(fā)出鮮艷綠光。下列有關說法正確的是外線照射下會發(fā)出鮮艷綠光。下列有關說法正確的是() A重金屬離子能使重金屬離子能使GFP變性變性 B天然蛋白質屬于純凈物天然蛋白質屬于純凈物 CGFP
21、發(fā)出熒光是蛋白質的顏色反應發(fā)出熒光是蛋白質的顏色反應 D蛋白質通常用新制氫氧化銅檢驗蛋白質通常用新制氫氧化銅檢驗 解析解析蛋白質是高分子化合物，蛋白質是高分子化合物，n數(shù)值不同，所以數(shù)值不同，所以是混合物；由題可知研究綠色熒光蛋白，是混合物；由題可知研究綠色熒光蛋白，C不正確。新制不正確。新制Cu(OH)2是檢驗醛基的存在。是檢驗醛基的存在。 答案答案A 蛋白質溶液與鹽溶液作用時，鹽溶液的濃稀程度、蛋白質溶液與鹽溶液作用時，鹽溶液的濃稀程度、輕金屬鹽溶液和重金屬鹽溶液對蛋白質的影響是不同的，輕金屬鹽溶液和重金屬鹽溶液對蛋白質的影響是不同的，可總結如下：可總結如下： (1)濃的輕金屬鹽溶液能使蛋
22、白質鹽析，蛋白質凝結濃的輕金屬鹽溶液能使蛋白質鹽析，蛋白質凝結成固體從溶液中析出，析出的蛋白質仍保持原有的物理、成固體從溶液中析出，析出的蛋白質仍保持原有的物理、化學性質和生理功能?；瘜W性質和生理功能。 (2)少量的輕金屬鹽，不會降低蛋白質在水中的溶解少量的輕金屬鹽，不會降低蛋白質在水中的溶解度，反而會促進蛋白質的溶解。度，反而會促進蛋白質的溶解。 (3)重金屬鹽溶液，不論是濃溶液還是稀溶液，均能重金屬鹽溶液，不論是濃溶液還是稀溶液，均能使蛋白質變性，變性后的蛋白質不再具有原有的物理、使蛋白質變性，變性后的蛋白質不再具有原有的物理、化學性質和生理功能?；瘜W性質和生理功能。雙選題雙選題下列關于蛋
23、白質的說法正確的是下列關于蛋白質的說法正確的是 ()A蛋白質是多種蛋白質是多種氨基酸加聚而生成的天然高分子氨基酸加聚而生成的天然高分子 化合物化合物B通常用酒精消毒，其原理是酒精使細菌中的蛋白通常用酒精消毒，其原理是酒精使細菌中的蛋白 質變性而失去生理活性質變性而失去生理活性C濃的濃的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白質析出，加水溶液能使溶液中的蛋白質析出，加水 后析出的蛋白質又溶解，但已失去生理活性后析出的蛋白質又溶解，但已失去生理活性D某些蛋白質遇濃某些蛋白質遇濃HNO3后會變黃后會變黃解析：解析：氨基酸生成蛋白質發(fā)生的是縮去水分子的縮聚氨基酸生成蛋白質發(fā)生的是縮去水分子的縮聚反應而不是加聚反應，反應而不是加聚反應，A項錯誤。無論何種形式的消毒，項錯誤。無論何種形式的消毒，其原理都是使細菌中的蛋白質變性而失去生理活性，其原理都是使細菌中的蛋白質變性而失去生理活性，B項正確。鹽析不能使蛋白質變性，項正確。鹽析不能使蛋白質變性，C項錯誤。項錯誤。D項是蛋項是蛋白質的顏色反應，正確。白質的顏色反應，正確。答案：答案：BD
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