2020高中化学第四章生命中的基础有机化学物质第三节蛋白质和核酸同步练习新人教版选修5

2020高中化学第四章生命中的基础有机化学物质第三节蛋白质和核酸同步练习新人教版选修5

第三节　蛋白质和核酸 ‎[明确学习目标]　1.了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。2.了解蛋白质的组成、结构和性质。‎ 一、氨基酸的结构与性质 ‎1．组成和结构 氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。氨基酸分子中含有氨基和羧基两种官能团。组成蛋白质的氨基酸几乎都是α氨基酸，其通式可写为 。‎ ‎2．性质 ‎(1)物理性质 ‎(2)化学性质 - 10 -‎ 二、蛋白质的组成与性质 ‎1．组成 蛋白质是由C、H、O、N、S等元素组成的结构复杂的化合物。‎ ‎2．性质与应用 - 10 -‎ 三、酶、核酸 ‎1．酶 ‎(1)概念 酶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。‎ ‎(2)催化特点 ‎2．核酸 ‎(1)组成 一类含磷的生物高分子化合物，相对分子质量可达十几万至几百万。‎ ‎(2)分类、存在及作用 ‎1．α氨基酸的成肽反应与酯化反应有何相同之处？‎ 提示：①都是—COOH脱去—OH；‎ ‎②都属于取代反应；‎ ‎③都有H2O生成。‎ ‎2．你能用哪些方法检验蛋白质？‎ 提示：灼烧、颜色反应。灼烧产生烧焦羽毛气味的是蛋白质；遇浓HNO3产生黄色沉淀的是蛋白质。‎ ‎3．使用加酶洗衣粉时，可以在热水中溶解吗？为什么？‎ 提示：酶是具有高效催化作用的蛋白质，其催化作用条件温和，不需加热；若使用热水溶解，蛋白质会变性而失去其生理活性，影响洗涤效果。‎ - 10 -‎ 一、成肽反应 ‎(1)两分子间缩合成二肽 ‎(2)分子间或分子内缩合成环 ‎(3)缩聚成多肽或蛋白质 - 10 -‎ ‎ [即时练]‎ 答案　C 解析　根据命名规则，从羧基开始算，与它相连的C原子为α位，氨基连在α C原子上的氨基酸属于α氨基酸，所以半胱氨酸属于α氨基酸，A项正确；因为氨基为碱性基团，羧基为酸性基团，所以它具有两性，B项正确；两分子的半胱氨酸脱水形成二肽应是氨基与羧基脱水缩合的结构，形成的二肽的结构简式应为 ‎2．L多巴是一种有机物，可用于帕金森综合征的治疗，其结构简式如图。‎ - 10 -‎ 下列关于L多巴的叙述中不正确的是(　　)‎ A．长期暴露在空气中易变质 B．既有酸性，又有碱性 C．一定条件下能发生聚合反应 D．分子中只有6个碳原子共平面 答案　D 解析　该有机物中含酚羟基，易被空气中的氧气氧化；氨基显碱性，羧基显酸性；氨基和羧基可以发生聚合反应；分子中至少有7个碳原子共平面。‎ 方法规律 既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应的物质 ‎(1)铝；(2)两性氧化物，如氧化铝；(3)两性氢氧化物，如氢氧化铝；(4)弱酸的酸式盐，如NaHCO3；(5)弱酸的铵盐，如(NH4)2CO3等；(6)氨基酸和蛋白质。‎ 二、盐析、变性和渗析的比较 盐析 变性 渗析 原理 加入无机盐溶液使蛋白质从溶液中析出 一定条件下，使蛋白质失去原有的生理活性 利用半透膜分离胶体粒子与普通分子、离子 条件 浓的轻金属盐或铵盐，如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl溶液等 加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、乙醇、丙酮等 胶体、半透膜、水等 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 需多次换水 实例 蛋白质溶胶中加浓Na2SO4溶液使蛋白质析出 消毒、灭菌、给果树使用波尔多液 除去淀粉溶胶中的NaNO3杂质 ‎ [即时练]‎ ‎3．(双选)关于蛋白质性质的说法中，不正确的是(　　)‎ A．蛋白质溶液中加入任何盐溶液，都会使蛋白质发生变性 B．蛋白质水解的最终产物是多种氨基酸 C．微热条件下，任何蛋白质遇到浓硝酸时都会显黄色 D．蛋白质既能与强酸反应又能与强碱反应 答案　AC 解析　蛋白质溶液中加入浓的(NH4)2SO4、Na2SO4等溶液时，蛋白质会发生盐析，‎ - 10 -‎ 加入可溶性重金属盐溶液时会发生蛋白质的变性；含有苯环的蛋白质遇浓硝酸才会显黄色。‎ ‎4．(1)提纯蛋白质的方法有________和________。‎ ‎(2)鸡蛋变质时，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)蛋白质溶液中含杂质Cl－，有人用滴加AgNO3溶液的方法除Cl－，这样操作错误的是_______________。‎ 除去Cl－的方法是________。‎ ‎(4)浓HNO3溅到皮肤上，使皮肤呈________色，这是由于浓HNO3和蛋白质发生了________反应的缘故。‎ ‎(5)鉴定一种物质的成分是真丝还是人造丝，可取一小块进行________，这是因为________________________________。‎ 答案　(1)盐析　渗析　(2)H2S　硫　(3)Ag＋能使蛋白质变性、凝结而无法与AgCl沉淀分离　渗析　(4)黄　颜色　(5)灼烧　真丝的主要成分是蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味 解析　(5)人造丝属于人造纤维，采用灼烧法区别真丝和人造丝。‎ 三、酶、核酸 ‎1．大多数酶是蛋白质，除具有它的特性外，也具有蛋白质的性质。‎ ‎2．高温可使蛋白质变性，故高温时可使酶失去催化活性。‎ ‎3．酶和核酸都属于高分子化合物。‎ ‎[即时练]‎ ‎5．下列有关酶的叙述中错误的是(　　)‎ A．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质 B．酶的催化作用具有专一性 C．高温或重金属盐能降低酶的活性 D．酶只有在强酸或强碱的条件下才能发挥作用 答案　D 解析　酶是一类具有催化作用的有机物。酶的催化作用具有专一性、高效性及条件温和等特点。由于大多数酶是蛋白质，所以高温、重金属盐、强酸、强碱等条件能使酶发生变性而失去催化活性。所以选项中D的描述是错误的。‎ ‎6．下列有关核酸的叙述中，正确的是(　　)‎ A．除病毒外，一切生物都有核酸存在 B．核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物 C．核酸是生物的遗传物质 D．组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸 答案　C ‎ 解析　一般地说，病毒由核酸和蛋白质组成，A的叙述不正确；核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子物质，B的叙述也不正确；核酸根据所含五碳糖的不同分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，其中脱氧核苷酸是DNA的基本单位，D的叙述也不对。‎ 本课归纳总结 - 10 -‎ ‎1.α氨基酸的结构为，氨基酸具有两性，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应。氨基酸分子间脱水可形成肽键。‎ ‎2．蛋白质分子结构中含有肽键，天然蛋白质水解的最终产物是α氨基酸。‎ ‎3．蛋白质的性质可概括为水解、盐析、变性、颜色反应、灼烧有烧焦羽毛的气味。‎ ‎4．蛋白质遇铵盐、轻金属盐可发生盐析，该过程为可逆过程，可用于蛋白质的提纯。‎ ‎5．加热、强酸、强碱、重金属盐、乙醇、紫外线等能使蛋白质变性。‎ ‎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。‎ ‎2．关于生物体内氨基酸的叙述错误的是(　　)‎ A．构成蛋白质的α－氨基酸的结构通式是 B．人体内所有氨基酸均可以互相转化 C．两个氨基酸通过脱水缩合形成二肽 D．人体内氨基酸分解代谢的最终产物是二氧化碳、水和尿素 答案　B 解析　α－氨基酸的通式为；人体内氨基酸分解代谢的最终产物是水、二氧化碳和尿素；两个氨基酸脱水缩合可形成二肽；在人体内能够通过转氨基作用形成的只有12种非必需氨基酸，还有8种必需氨基酸必须从食物中摄取，因此“人体内所有氨基酸均可以相互转化”的说法是错误的。‎ ‎3．(双选)下列说法中，正确的是(　　)‎ A．组成蛋白质的氨基酸几乎都是α－氨基酸 B．加热会使蛋白质变性，因此吃生鸡蛋比吃熟鸡蛋好 C．酶的催化作用必须在强碱性条件下才能进行 D．根据其组成，可将核酸分为DNA和RNA 答案　AD - 10 -‎ 解析　变性前后的蛋白质水解的产物几乎都是α－氨基酸，因此，生、熟鸡蛋的营养价值差别不大，而吃熟鸡蛋是人们的日常习惯；酶的催化作用在接近体温、接近中性的环境下就可进行。‎ ‎4．(双选)下列有机物水解断键处(用虚线表示)不正确的是(　　)‎ 答案　BC 解析　选项B是酯的水解，其断键位置是“”；选项C、D的水解均相当于肽键的水解，其断键位置均应是“”。‎ ‎5．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的化学式为________________________。‎ ‎(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(化学式为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 - 10 -‎ 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：__________________。‎ 答案　(1)C9H11O2N(或C9H11NO2)‎ ‎(2)羧基、氨基 解析　由题意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连在一个碳原子上，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。‎ - 10 -‎