高中化学第四章生命中的基础有机化学物质3蛋白质和核酸同步检测含解析 人教版选修5 2

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第三节　蛋白质和核酸 记一记 蛋白质和核酸的知识体系 探一探 一、蛋白质的结构和性质 ‎1．二肽是由几个氨基酸分子形成的？多肽分子和其所含的肽键数目有什么关系？‎ ‎[提示]　二肽是由2个氨基酸分子形成的。n个氨基酸分子脱去(n－1)个水分子，形成n肽，其中含有(n－1)个肽键。‎ ‎2．如何鉴别棉麻织品与丝织品的布料？‎ ‎[提示]　棉麻织品的成分是纤维素，丝织品成分是蛋白质。分别取样品灼烧，有烧焦羽毛气味产生的布料为丝织品。‎ 二、盐析、变性的比较 填空表格 盐析 变性 概念 蛋白质溶液中加________溶液，使蛋白质析出 蛋白质在某些条件作用下凝聚，丧失________‎ 对象 高分子等(如蛋白质等)‎ 高分子(如蛋白质)‎ 变化 条件 ‎________‎ ‎_________、_________、_________、_________、________，某些________等 变化 实质 物理变化(溶解度降低)‎ ‎________‎ 变化 过程 ‎________‎ 不可逆 用途 ‎________‎ 杀菌，消毒等 ‎[提示]　浓的无机轻金属盐　生理活性　浓的无机轻金属盐溶液　受热　紫外线　强酸　强碱　重金属盐　有机物　化学变化　可逆　分离，提纯 ‎　‎ - 12 -‎ 判一判 判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)‎ ‎(1)蛋白质和核酸都是高分子化合物。(√)‎ ‎(2)能发生缩聚反应的化合物一定是氨基酸。(×)‎ ‎(3)磨豆浆的大豆富含蛋白质，豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸。(×)‎ ‎(4)Al2O3、(NH4)2CO3、氨基酸和蛋白质都是两性物质。(×)‎ ‎(5)蛋白质的水解产物都只含有一个羧基和一个氨基。(×)‎ ‎(6)(NH4)2SO4、CuSO4均可使蛋白质变性。(×)‎ 解析：(NH4)2SO4会使蛋白质盐析，CuSO4会使蛋白质变性。‎ ‎(7)天然蛋白质水解的最终产物是α氨基酸。(√)‎ ‎(8)通过盐析可提纯蛋白质，并保护其生理活性。(√)‎ 练一练 ‎1.下列氨基酸中与天然氨基酸结构特点相同的是(　　)‎ ‎①　②H2N—CH2CH2COOH ‎③　④‎ A．①③ B．②④‎ C．①④ D．②③‎ 解析：天然氨基酸都是α氨基酸，只有①③是α氨基酸。‎ 答案：A ‎2．下列关于氨基酸的叙述不正确的是(　　)‎ A．氨基酸都是晶体，一般能溶于水 B．氨基酸都不能发生水解反应 C．氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐 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 解析：天然蛋白质水解只能得到α氨基酸。‎ 答案：D ‎3．不能使蛋白质变性的物质是(　　)‎ ‎①浓HNO3　②福尔马林　③硝酸银　④硫酸铵　⑤乙醇 A．①② B．③④‎ C．④ D．④⑤‎ - 12 -‎ 解析：浓硝酸、福尔马林中的甲醛、硝酸银中的银离子、乙醇均可使蛋白质发生变性，硫酸铵能使蛋白质发生盐析。‎ 答案：C ‎4．关于蛋白质的叙述错误的是(　　)‎ A．浓HNO3溅在皮肤上，使皮肤呈黄色，是由于浓HNO3和蛋白质发生了颜色反应 B．蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，蛋白质析出，再加水也不溶解 C．蛋白质水解的最终产物是氨基酸 D．高温灭菌的原理是加热后使蛋白质变性，从而使细菌死亡 解析：蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，蛋白质析出，发生了盐析，加水后可重新溶解。‎ 答案：B 知识点一 氨基酸的结构与性质 ‎1.关于的酸碱性，下列说法正确的是(　　)‎ A．既有酸性，也有碱性 B．只有酸性 C．只有碱性 D．既没有酸性也没有碱性 解析：氨基酸结构中含有氨基和羧基，所以既有酸性，又有碱性。‎ 答案：A ‎2．褪黑素是一种内源性生物钟调节剂，在人体内由食物中的色氨酸转化得到。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．色氨酸分子中存在氨基和羧基，可形成内盐，具有较高的熔点 B．在色氨酸水溶液中，可通过调节溶液的pH使其形成晶体析出 C．在一定条件下，色氨酸可发生缩聚反应 D．褪黑素与色氨酸结构相似，也具有两性化合物的特性 解析：由色氨酸的结构知，其分子中既含有—NH2又含有—COOH，故具有两性，可以形成内盐(自身分子内羧基与氨基盐)，也可以羧基(—COOH)与氨基(—NH2‎ - 12 -‎ ‎)缩水聚合形成多肽等高分子化合物，而褪黑素中不含有—COOH，故不具有两性，A项、C项正确，D项错误；B项调节色氨酸的pH，可使电离平衡向生成色氨酸的方向移动，溶解度降低，析出晶体。‎ 答案：D ‎3．分子式为C4H9O2N属于氨基酸的同分异构体数目为(　　)‎ A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 解析：C4H9O2N属于氨基酸的有 ‎、、‎ ‎、、‎ ‎，共5种。‎ 答案：D 知识点二 蛋白质的结构与性质 ‎4.含有下列结构片段的蛋白质在胃液中水解时，不可能产生的氨基酸是(　　)‎ A．‎ B．‎ C．H2N—CH2—COOH D．‎ 解析：题目中所给蛋白质结构片段中含有多个肽键，解题时抓住“”的断键规律，并进行复原，生成—COOH和—NH2，与题中选项对照即可。‎ - 12 -‎ 答案：D ‎5．约翰、芬思等三位科学家因在蛋白质等大分子研究领域的杰出贡献获得了诺贝尔化学奖。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．蚕丝、羊毛、棉花的成分都是蛋白质 B．蛋白质溶液不能产生丁达尔效应 C．蛋白质溶液中加入CuSO4溶液产生盐析现象 D．蛋白质在紫外线的照射下将会失去生理活性 答案：D ‎6．下列物质可以使蛋白质变性的是 (　　)‎ ‎①福尔马林　②酒精　③高锰酸钾酸性溶液　④硫酸铵溶液　⑤硫酸铜溶液　⑥双氧水　⑦硝酸 A．除④⑦外 B．除③⑥外 C．①②⑤ D．除④外 解析：能够使蛋白质变性的化学物质包括强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛溶液、丙酮及强氧化性物质等。‎ 答案：D ‎7．下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是(　　)‎ A．蛋白质溶液里加(NH4)2SO4溶液可提纯蛋白质 B．在豆浆中加入少量石膏能使豆浆凝结为豆腐 C．温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高 D．鉴别某纺织物成分是蚕丝还是人造丝可采用灼烧闻气味的方法 解析：酶是蛋白质，温度过高能使其变性，导致其催化效率降低。‎ 答案：C ‎8．形成蛋白质分子结构的层次，从小到大依次是(　　)‎ ‎①氨基酸　②C、H、O、N等元素　③氨基酸脱水缩合　④一条或几条多肽链连接在一起　⑤多肽　⑥蛋白质 A．②→①→③→④→⑥→⑤‎ B．①→②→③→④→⑥→⑤‎ C．②→①→⑥→③→④→⑤‎ D．②→①→③→⑤→④→⑥‎ 答案：D 综合考查 应用题 ‎9.一种解热镇痛药的结构简式为 - 12 -‎ 当它完全水解时，不可能得到的产物有(　　)‎ A．CH3CH2COOH B．CH3COOH C．CH3OH D．‎ 解析：该物质完全水解时所得产物有 ‎、、CH3CH2COOH、CH3COOH四种物质，故选C项。‎ 答案：C 基础达标 ‎1．下列物质中，富含蛋白质的是(　　)‎ A．土豆 B．鸡蛋 C．花生油 D．西红柿 解析：A项土豆富含淀粉，A项不正确；B项鸡蛋富含蛋白质，B项正确；C项花生油富含油脂，C项不正确；D项西红柿富含维生素，D项不正确，答案选B。‎ 答案：B ‎2．区别棉花和羊毛最简单的方法是(　　)‎ A．加稀硫酸水解 B．浸入水中 C．加碘水 D．在火上灼烧 解析：棉花属于纤维素，而羊毛属于蛋白质。蛋白质灼烧能产生烧焦羽毛的气味，据此检验棉花与羊毛，答案选D项。‎ 答案：D ‎3．下列物质中属于氨基酸的是(　　)‎ A．CH3CH2COOH - 12 -‎ B．‎ C．‎ D．‎ 解析：氨基酸中既有—COOH又有—NH2，对照各选项只有D项符合。C项中的分子和氨基酸的类似之处为同一个碳原子上连有—NH2和，但其不属于氨基酸。‎ 答案：D ‎4．甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下发生缩合反应生成二肽的化合物共有(　　)‎ A．4种 B．3种 ‎ C．2种 D．1种 解析：甘氨酸与丙氨酸混合反应生成二肽的方式有甘氨酸与甘氨酸反应生成二肽，丙氨酸与丙氨酸反应生成二肽，其中甘氨酸与丙氨酸能以两种方式反应生成二肽，故生成的二肽共有4种。‎ 答案：A ‎5．要使蛋白质从水溶液中析出而又不改变蛋白质的主要性质，应向其中加入(　　)‎ A．饱和Na2SO4溶液 B．浓NaOH溶液 C．饱和CaSO4溶液 D．浓BaCl2溶液 解析：蛋白质发生盐析的条件是加入浓的轻金属盐，A项合格，C项因CaSO4微溶，B、D两项使蛋白质变性。‎ 答案：A ‎6．下列关于蛋白质的说法中，正确的是(　　)‎ A．蛋白质中只含有C、H、O、N四种元素 B．蛋白质分子具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应 C．蛋白质发生盐析、变性和颜色反应之后，还可恢复 D．氨基酸按一定顺序排列就构成蛋白质分子独特而稳定的结构 解析：蛋白质中除含C、H、O、N四种元素外，还可能含有S、P等元素，A项错；蛋白质变性为不可逆过程，C项错；氨基酸通过成肽反应形成多肽链，多条肽链再通过卷曲、折叠形成二级、三级结构，进而形成蛋白质的四级结构，故D项错。‎ - 12 -‎ 答案：B ‎7．误食重金属盐会中毒。下列措施中，不能用于解毒的是(　　)‎ A．喝食盐水 B．服用牛奶 C．服用豆浆 D．喝鸡蛋清 解析：误食重金属盐会中毒是由于重金属离子使人体内蛋白质发生变性，故可以服用含蛋白质的物质进行解毒。‎ 答案：A ‎8．下式表示蛋白质分子结构的一部分，式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(　　)‎ 解析：本题主要考查蛋白质水解时的断键方式。可根据氨基酸脱水形成蛋白质的原理作答。氨基酸分子脱水的机理是—NH2和—COOH脱去1分子的水形成肽键，蛋白质水解时，肽键断裂。‎ 答案：C ‎9．L多巴是一种有机物，它可用于帕金森综合征的治疗，其结构简式如下：‎ 下列关于L多巴的有关叙述不正确的是(　　)‎ A．能溶于烧碱溶液 B．遇FeCl3溶液显紫色 C．能与浓溴水发生反应 D．不与强酸溶液反应 解析：L多巴含有碱性基团－NH2能与强酸反应生成盐。‎ 答案：D ‎10．有一分子式为C8H14N2O5的二肽，经水解得丙氨酸和另一种氨基酸X，则X分子组成可能是(　　)‎ - 12 -‎ A．C3H7NO3 B．C5H9NO4‎ C．C5H11NO5 D．C5H7NO4‎ 解析：水解方程式为C8H14N2O5＋H2O―→‎ 根据原子个数守恒可得X的化学式。‎ 答案：B ‎11．根据下图所示化合物的结构，分析回答下列问题。‎ ‎(1)该化合物中，①表示________，②表示________。‎ ‎(2)该化合物由________个氨基酸失去________个水分子而形成。‎ ‎(3)该化合物称为________，含________个肽键，编号是________。‎ 解析：—NH2叫氨基，化合物中有n个肽键，就由(n＋1)个氨基酸失去n个水分子而形成，也叫(n＋1)肽。‎ 答案： ‎ ‎(1)氨基　氢原子　(2)4　3‎ ‎(3)四肽　3　③⑤⑥‎ ‎12．回答下列问题：‎ ‎(1)从鸡蛋白的溶液中提取蛋白质的方法有________和________。‎ ‎(2)鸡蛋腐烂时，常闻到有刺激性气味的气体，该气体主要是________，说明蛋白质中含有________元素。‎ ‎(3)误食重金属盐会中毒，这是因为________________________。‎ ‎(4)浓硝酸溅到皮肤上，使皮肤呈现________色，这是由于浓硝酸和蛋白质发生了________反应的缘故。‎ ‎(5)鉴定一种织物的成分是真丝还是人造丝，可各取一小块进行________，这是因为________________________________。‎ 解析：(1)提取蛋白质的方法可以从两方面考虑，一是让蛋白质沉淀出来，二是让其他物质分离出去。(2)鸡蛋腐烂时，蛋白质分解放出的硫化氢气体具有刺激性气味。(3)重金属离子会使蛋白质变性。(4)蛋白质可与浓硝酸等许多试剂发生特殊的颜色反应。(5)人造丝是合成纤维，真丝是蛋白质，两者灼烧时的气味不同。‎ 答案：(1)盐析　渗析 - 12 -‎ ‎(2)H2S　硫 ‎(3)重金属盐会使蛋白质变性 ‎(4)黄　颜色 ‎(5)灼烧　真丝是蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味 能力达标 ‎13.下列是某蛋白质的结构片段：‎ ‎(1)上述蛋白质的结构片段的水解产物中不属于a氨基酸的结构简式是________。‎ ‎(2)上述蛋白质的结构片段水解后的氨基酸中，某氨基酸分子中碳氢原子数比值最大。‎ ‎①该氨基酸与NaOH反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②该氨基酸二分子缩合形成环状物质的分子式为________。‎ ‎(3)已知上述蛋白质结构片段的化学式量为364，则水解生成的各种氨基酸的式量之和为________。‎ 解析：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如下的氨基酸：‎ ‎、、、H2N—CH2—COOH，其中不属于α氨基酸，在分子中碳氢原子数比值最大，其分子式为C8H9NO2，两分子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；水解生成了4种氨基酸，相应的增加了4个H2O分子的式量，即水解生成的各种氨基酸的式量之和为364＋72＝436。‎ 答案：‎ - 12 -‎ ‎(1)‎ ‎②C16H14N2O2‎ ‎(3)436‎ ‎14．有机物X是天然蛋白质的水解产物，由C、H、O、N四种元素组成。其相对分子质量为165，分子中N与C的原子个数比为1:9，回答下列问题：‎ ‎(1)X的分子式为________。‎ ‎(2)X中所含官能团名称为________。‎ ‎(3)X分子中苯环上仅有一个侧链，且含有一个—CH2—，一个，则X的结构简式为________________________，X可以发生的反应类型是________(填字母)。‎ A．酯化反应 B．加成反应 C．消去反应 D．水解反应 ‎(4)有机反应常发生在官能团处，写出X在一定条件下生成六元环状化合物(分子式为C18H18O2N2)的化学方程式(有机物写结构简式，下同)：‎ ‎________________________________________________。‎ ‎(5)X在肝脏中经一种酶作用可转化为酪氨酸(为α氨基酸)，即X―→酪氨酸(C9H11NO3)，酪氨酸遇FeCl3溶液显紫色，且苯环上的一溴代物有两种。则酪氨酸的结构简式为 ‎________________________________________________________________________，‎ 写出酪氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式：________________________________。‎ 解析：‎ ‎(1)由题意知X是α氨基酸，分子中N与C的原子个数比为1:9，且相对分子质量为165，则1个X分子中含9个碳原子，1个氮原子，从而确定X的分子式为C9H11NO2或C9H11O2N; ‎ ‎(3)X是α氨基酸，—NH2与—COOH连在同一个碳原子上，仅有一个侧链，且含有一个—CH2—，一个，则X的结构简式为，X分子结构中含有一个苯环能发生加成反应，含有羧基，能发生酯化反应。‎ 答案：‎ - 12 -‎ ‎(1)C9H11O2N(或C9H11NO2)‎ ‎(2)羧基、氨基 ‎(3) 　AB - 12 -‎