第三节蛋白质和核酸
[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：能根据氨基酸的官能团及官能团的转化，认识氨基酸的两性及化学性质。2.科学探究与创新意识：通过蛋白质的相关实验探究，认识蛋白质的盐析、变性、颜色反应等化学性质。3.科学态度与社会责任：认识蛋白质是生命活动的物质基础，是人体需要的必需营养物质，指导人们合理安排饮食，注意营养搭配。
一、氨基酸的结构和性质
1．氨基酸的分子结构
(1)从结构上看，氨基酸可以看作是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的产物。分子中既含有羧基又含有氨基。
(2)天然氨基酸几乎都是α-氨基酸(即氨基与羧基连接在同一个碳原子上)，其结构简式可以表
示为。
2．常见的氨基酸
俗名结构简式系统命名
甘氨酸H2N—CH2COOH 氨基乙酸
丙氨酸α-氨基丙酸
谷氨酸2-氨基-1，5-戊二酸
苯丙氨酸α-氨基苯丙酸
3.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，能溶于强酸或强碱溶液中，大部分能溶于水，难溶于乙醇、乙醚。
(2)化学性质
①两性
氨基酸分子中含有酸性基团—COOH，碱性基团—NH2。
甘氨酸与盐酸反应的化学方程式是
＋HCl―→。
甘氨酸与NaOH 溶液反应的化学方程式是
＋NaOH ―→
＋H 2O 。
②成肽反应
氨基酸分子间通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含有肽键的化合物，该反应属于取代反应。反应机理：酸脱羟基氨脱氢。如：
＋
――→催化剂
△
＋H 2O 。
(1)氨基酸分子中的—COOH 能电离出H ＋
显酸性，—NH 2能结合H ＋
显碱性( ) (2)成肽反应的规律为—COOH 脱—OH ，—NH 2脱—H( ) (3)氨基酸分子、烃分子中的氢原子数均为偶数( ) (4)氨基酸能发生酯化反应、成肽反应和水解反应( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×
1．根据美国《农业研究》杂志报道，美国科学家发现半胱氨酸能增加艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为
，则下列说法中不正确的是()
A．半胱氨酸属于α-氨基酸
B．半胱氨酸具有两性
C．两分子半胱氨酸脱水形成二肽的结构简式为
D．与NaOH溶液混合加热时，可放出一种碱性气体
答案 C
解析由题给半胱氨酸的结构简式可知，分子中氨基和羧基连在同一个碳原子上，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果，形成的二肽的
结构简式应为，C项不正确；因
是氨基酸的铵盐，故电离出的NH＋4与OH－在加热条件下反应会放出氨气，D项正确。
2．苯丙氨酸的结构简式为
(1)该分子的酸性基团是：—COOH，苯丙氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式：
＋NaOH―→＋H2O。
(2)该分子的碱性基团是：—NH2，苯丙氨酸与盐酸反应的化学方程式：
＋HCl―→。
(3)两分子苯丙氨酸形成二肽的化学方程式：
2―→＋H2O。
(4)在一定条件下，两分子苯丙氨酸也可以形成六元环状有机物，请写出反应的化学方程式：
2―→＋2H2O。
二、蛋白质的结构和性质
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等元素，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
2．蛋白质的化学性质 (1)特征反应
①颜色反应：分子中含有苯基的蛋白质遇浓硝酸变黄色。 ②蛋白质灼烧，可闻到烧焦羽毛的特殊气味。 (2)两性
形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸发生成肽反应形成的，在多肽链的两端存在着自由的氨基和羧基，侧链中也有酸性或碱性基团，所以蛋白质与氨基酸一样具有两性，能与酸或碱反应。 (3)水解反应
蛋白质―――――→酶、酸或碱
水解多肽―――――→酶、酸或碱
逐步水解氨基酸 (4)盐析和变性
(1)向两份蛋白质溶液中分别加入饱和NaCl溶液和CuSO4溶液，均有固体析出，且两者的原理相同()
(2)蛋白质遇浓硝酸都会显黄色()
(3)医疗器械的高温消毒的实质是蛋白质的变性()
(4)可以用灼烧法鉴别棉线和羊毛线()
答案(1)×原理不同，前者是盐析，后者是变性
(2)×含苯基的蛋白质遇浓硝酸显黄色
(3)√(4)√
1．下列关于蛋白质的说法不正确的是()
A．蛋白质是由多种α-氨基酸加聚而生成的天然高分子化合物
B．通常用75%的酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性
C．浓的硫酸钠溶液能使溶液中的蛋白质析出，加水后析出的蛋白质又溶解
D．鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法
答案 A
解析氨基酸生成蛋白质发生的是分子间的脱水反应而不是加聚反应，故A项错误；无论何种形式的消毒，其原理都是使细菌中的蛋白质变性而失去原有生理活性，故B项正确；盐析不能使蛋白质变性，并且盐析是可逆的，故C项正确；“人造丝”的成分是纤维素，灼烧时没有烧焦羽毛的气味，故D项正确。
2．当含有下列结构片段的蛋白质水解时，产生的氨基酸的种类有()
A．2种B．3种C．4种D．5种
答案 B
解析蛋白质水解时肽键断裂，然后在一端补上—OH，在—NH—一端补上H，即可确定氨基酸的种类数了。水解时产生的氨基酸为
、、。
(1)蛋白质的盐析由轻金属盐或铵盐的浓溶液导致的，保留蛋白质的生物活性，加水可以复原，是可逆过程。蛋白质的变性是化学变化，不可逆的反应。
(2)蛋白质的水解可以看成成肽反应的逆反应过程。
