高中化学选修5知识点：蛋白质和核酸

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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，其结构简式可以表示为

2．常见的氨基酸

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

甘氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式是

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。如：

(1)氨基酸的缩合机理

氨基酸的成肽反应原理是由氨基提供的氢原子与羧基提供的羟基结合生成水。即

，脱去一分子水后形成肽键()。肽键可简写为“—CONH—”，不能写成“—CNHO—”，两者的连接方式不同。

(2)多肽分子中肽键个数的判断

由n个氨基酸分子发生成肽反应，生成一个肽链时，会生成(n－1)个水分子和(n－1)个肽键。

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氨基酸缩合的反应规律

(1)两分子间缩合

(2)分子间或分子内缩合成环

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

(4)盐析

向蛋白质溶液中加入一定浓度的盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)溶液，会使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象称为蛋白质的盐析。盐析是一个可逆过程，可用于分离提纯蛋白质。

(5)变性

蛋白质在某些物理因素(如加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等)或化学因素(如强酸、强碱、重金属盐、乙醇、福尔马林、丙酮等)的影响下，其理化性质和生理功能发生改变的过程称为蛋白质的变性。蛋白质变性后在水中不能重新溶解，是不可逆过程，可用于杀菌消毒。

蛋白质盐析和变性的不同点

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蛋白质溶液与盐溶液的反应

盐溶液的浓度大小，轻金属盐溶液和重金属盐溶液对蛋白质的影响是不同的：

(1)浓的轻金属盐溶液能使蛋白质发生盐析。蛋白质凝结成固体而从溶液中析出，盐析出来的蛋白质仍保持原有的性质和生理活性，盐析是物理过程，也是可逆的。利用盐析，可分离提纯蛋白质。

(2)稀的轻金属盐溶液，不会降低蛋白质在水中的溶解度，反而会促进蛋白质的溶解。

(3)重金属盐溶液，不论是浓溶液还是稀溶液，均能使蛋白质变性，变性后的蛋白质不再具有原有的可溶性和生理活性，变性过程是化学过程，变性是不可逆的。加热、紫外线、强酸、强碱、某些有机物也能使蛋白质变性。利用此性质可杀菌、消毒。

三、酶和核酸

1．酶

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．核酸

(1)核酸是一类分子骨架由磷酸和五碳糖交叉排列而成的长链高分子化合物，它在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决定性作用。

(2)核酸的类别及其比较

(1)酶本身所具有的性质可以结合蛋白质的性质来掌握，高温可使酶变性失去催化活性。

(2)酶的催化作用具有不同于工业催化剂的特点。

知识点总结