高二化学人教版选修5有机化学基础第四章第三节蛋白质和核酸课时分层作业15

- 1 - 蛋白质和核酸 一、选择题(本题包括 5 小题,每小题 6 分,共 30 分) 1.(2019·玉溪高二检测)组成最简单的氨基酸是 ( ) A.苯丙氨酸 B.丙氨酸 C.谷氨酸 D.甘氨酸 2.(2019·临汾高二检测)关于生物体内氨基酸的叙述错误的是 ( ) A.构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可表示为 B.人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素 C.人体内所有氨基酸均可以互相转化 D.两分子氨基酸通过脱水缩合可以形成二肽 【补偿训练】 甘氨酸在 NaOH 溶液中存在的形式是 ( ) A.H2N—CH2—COONa B.H2N—CH2—COOH C. D.H2N—CH2—COO- 3.(2019·合肥高二检测)下列有关核酸的说法中不正确的是 ( ) A.核酸是一类含磷的生物高分子化合物 B.根据组成,核酸分为 DNA 和 RNA C.DNA 大量存在于细胞质中 D.1981 年,我国用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸 4.(2019·北京高二检测)生命中无时无刻不进行着许许多多的化学反应,这些反应要根据环 境的变化和身体的需要而灵活控制、自动调节,以维持生命活动的持续,所有这一切都离不开 酶。下列有关酶的叙述错误的是 ( ) A.大多数酶是具有催化功能的蛋白质 B.酶的催化作用具有选择性和专一性 C.高温或紫外线的照射会降低酶的活性 D.酶通常在强酸或强碱的条件下发挥作用 - 2 - 5.下图表示蛋白质分子结构的一部分,当蛋白质发生水解反应时,断裂的键是 ( ) A.只有①② B.只有① C.只有② D.①②③④ 【补偿训练】 1.下列物质中,能与酸反应,也能与碱反应,还能发生水解反应的是 ( ) ①Na2CO3 ②氨基酸 ③NaHCO3 ④淀粉 ⑤蛋白质 ⑥纤维素 ⑦ A.①②⑤ B.③⑤⑦ C.④⑤⑥ D.①③⑦ 2.(2019·抚顺高二检测)某有机物的结构如下图所示,则该有机物可能发生的反应为 ( ) ①加成反应 ②消去反应 ③取代反应 ④水解反应 ⑤中和反应 ⑥显色反应 ⑦氧化反 应 A.全部 B.除④外 C.④⑤⑥⑦ D.①③⑤⑥⑦ 二、非选择题(本题包括 2 小题,共 20 分) 6.(10 分 )(2019 · 桂 林 高 二 检 测 )(1)α- 氨 基 酸 能 与 HNO2 反 应 得 到 α- 羟 基 酸 。 如: α-氨基乙酸 α-羟基乙酸 试写出下列变化中 A、B、C、D 四种有机物的结构简式: - 3 - A____________,B____________,C____________,D____________。 (2)下列物质中,既能与 NaOH 反应,又能与硝酸反应,还能水解的是____________。 ①Al2O3 ②Al(OH)3 ③氨基酸 ④二肽 ⑤ ⑥(NH4)2CO3 ⑦NaHCO3 ⑧纤维素 ⑨蛋白质 ⑩NH4I A.①②③④ B.④⑤⑥⑦⑨⑩ C.③④⑤⑥⑧⑨ D.全部 7.(10 分)营养品和药品都是保证人类健康不可缺少的物质,其性质和制法是化学研究的主要 内 容 。 已 知 酪 氨 酸 是 一 种 生 命 活 动 不 可 缺 少 的 氨 基 酸 , 它 的 结 构 简 式 是 。 (1)酪氨酸能发生的化学反应类型有____________。 A.取代反应 B.加成反应 C.酯化反应 D.中和反应 (2)在酪氨酸的同分异构体中,同时满足如下三个条件的,除酪氨酸外还有____________种。 ①属于氨基酸且“碳骨架”与酪氨酸相同;②羟基直接连在苯环上;③氨基(NH2)不与苯环直接 相连。 (3) 已 知 氨 基 酸 能 与 碱 反 应 , 写 出 酪 氨 酸 与 足 量 的 NaOH 溶 液 反 应 的 化 学 方 程 式:___________________________。 提升训练 一、选择题(本题包括 4 小题,每小题 8 分,共 32 分) 1.人类肝脏蛋白质两谱三图三库已全面破译完成,它将为肝脏疾病的预警、预防、诊断和治疗 提供科学依据。下列关于乙肝病毒的说法不正确的是( ) A.属于高分子化合物 B.水解的最终产物能与酸或碱反应 - 4 - C.遇浓硝酸会变性 D.水解时碳氧键断裂 【补偿训练】 (2019·成都高二检测)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 2.(2019·广州高二检测)苯丙氨酸( )有多种同分异构体。其中同时符 合下列两个条件:①有带两个取代基的苯环;②有一个硝基直接连接在苯环上的同分异构体有 ( ) A.3 种 B.5 种 C.6 种 D.10 种 3.某种解热镇痛药的结构简式为 ,当它完全水解时,可得 到的产物有 ( ) A.2 种 B.3 种 C.4 种 D.5 种 【补偿训练】 1.(2019·厦门高二检测) 是一种由三种α-氨基酸分子脱水缩合生成的五肽的结构简式,这种五肽彻底水解时,不可能 产生的氨基酸是 ( ) A. B. C.H2N—CH2—COOH D. - 5 - 2.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 ( ) A.C3H7NO3 B.C5H9NO4 C.C5H11NO5 D.C5H7NO4 4.(2019·铜仁高二检测)某含氮有机物的物质组成是含碳 32%、氢 6.67%、氧 42.66%,它的相 对分子质量是氢气的 37.5 倍,这种化合物跟无机酸或碱反应都生成盐,又能跟醇类反应生成酯, 则该有机物的结构简式为( ) A. B. C. D. 二、非选择题(本题包括 1 小题,共 18 分) 5.F 是新型降压药替米沙坦的中间体,可由下列路线合成: - 6 - (1)A➝B 的反应类型是____________,D➝E 的反应类型是____________,E➝F 的反应类型是 ____________。 (2)写出满足下列条件的 B 的所有同分异构体 ___________(写结构简式)。 ①含有苯环 ②含有酯基 ③能与新制 Cu(OH)2 悬浊液反应 (3)C 中含有的官能团名称是____________。已知固体 C 在加热条件下可溶于甲醇,下列关于 C ➝D 的有关说法正确的是____________(填字母编号)。 a.使用过量的甲醇,是为了提高 D 的产率 b.浓硫酸的吸水性可能会导致溶液变黑 c.甲醇既是反应物,又是溶剂 d.D 的化学式为 C9H9NO4 (4)E 的同分异构体苯丙氨酸经聚合反应形成的高聚物是 ________ (写结构简式)。 (5)已知 在一定条件下可水解为 和 R2—NH2,F 在强酸和长时间加 热条件下发生水解反应的化学方程式是 ___________________。 【补偿训练】 (1)已知氨基直接连在苯环上显碱性, 连在苯环上显中性。分子式为 C7H7NO2 的有机 物,其结构中有一个苯环和两个对位侧链。试写出它的四个同分异构体 A、B、C、D 的结构简 式,其中要求 A 既有酸性又有碱性,B 只有酸性,C 只有碱性,D 显中性。A_______________; B_______________;C_______________;D_______________。 (2)紫杉醇是一种新型抗癌药,其分子式为 C47H51NO14,它是由如下的 A 酸和 B 醇生成的一种酯。 A. ; B.ROH(R 是一个含 C、H、O 元素的基团)。 ①A 可在无机酸催化下水解,其反应的化学方程式是 ___________________。 ②A 水解所得的氨基酸不是天然蛋白质的水解产物,因为其氨基不在羧基的____________(填 希腊字母)位上。 蛋白质和核酸 - 7 - 一、选择题(本题包括 5 小题,每小题 6 分,共 30 分) 1.(2019·玉溪高二检测)组成最简单的氨基酸是 ( ) A.苯丙氨酸 B.丙氨酸 C.谷氨酸 D.甘氨酸 【解析】选 D。甘氨酸的结构简式为 H2N—CH2—COOH,它是组成最简单的氨基酸。 2.(2019·临汾高二检测)关于生物体内氨基酸的叙述错误的是 ( ) A.构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可表示为 B.人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素 C.人体内所有氨基酸均可以互相转化 D.两分子氨基酸通过脱水缩合可以形成二肽 【解析】选 C。部分氨基酸可以在人体内相互转化,但是有几种氨基酸在人体内不能合成,必须 从食物中获得,称为必需氨基酸。 【补偿训练】 甘氨酸在 NaOH 溶液中存在的形式是 ( ) A.H2N—CH2—COONa B.H2N—CH2—COOH C. D.H2N—CH2—COO- 【解析】选 D。在 NaOH 溶液中甘氨酸分子中的羧基与氢氧根离子发生中和反应。 3.(2019·合肥高二检测)下列有关核酸的说法中不正确的是 ( ) A.核酸是一类含磷的生物高分子化合物 B.根据组成,核酸分为 DNA 和 RNA C.DNA 大量存在于细胞质中 D.1981 年,我国用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸 【解析】选 C。核酸是含磷的生物高分子化合物,据组成可分为 DNA 和 RNA,DNA 大量存在于细 胞核中。 4.(2019·北京高二检测)生命中无时无刻不进行着许许多多的化学反应,这些反应要根据环境 - 8 - 的变化和身体的需要而灵活控制、自动调节,以维持生命活动的持续,所有这一切都离不开酶。 下列有关酶的叙述错误的是 ( ) A.大多数酶是具有催化功能的蛋白质 B.酶的催化作用具有选择性和专一性 C.高温或紫外线的照射会降低酶的活性 D.酶通常在强酸或强碱的条件下发挥作用 【解析】选 D。大多数酶是具有高效催化作用的蛋白质,酶具有高度的专一性和选择性,在高温 或紫外线、强酸、强碱等作用下会使蛋白质变性,失去活性,故 D 项错误。 5.下图表示蛋白质分子结构的一部分,当蛋白质发生水解反应时,断裂的键是 ( ) A.只有①② B.只有① C.只有② D.①②③④ 【解析】选 C。蛋白质是氨基酸中氨基和羧基脱水形成肽键而形成,则蛋白质发生水解反应时, 是从肽键中断开“C—N”键。 【补偿训练】 1.下列物质中,能与酸反应,也能与碱反应,还能发生水解反应的是 ( ) ①Na2CO3 ②氨基酸 ③NaHCO3 ④淀粉 ⑤蛋白质 ⑥纤维素 ⑦ A.①②⑤ B.③⑤⑦ C.④⑤⑥ D.①③⑦ 【解析】选 B。NaHCO3 为弱酸的酸式盐,可与酸反应生成 CO2,也可与碱反应生成 Na2CO3,同时能 发生水解反应(盐的水解);在 和蛋白质分子中含—NH2和—COOH,既能和酸反 应,也能和碱反应,二者都能在一定条件下发生水解反应,故 B 正确。 2.(2019·抚顺高二检测)某有机物的结构如下图所示,则该有机物可能发生的反应为 ( ) - 9 - ①加成反应 ②消去反应 ③取代反应 ④水解反应 ⑤中和反应 ⑥显色反应 ⑦氧化反 应 A.全部 B.除④外 C.④⑤⑥⑦ D.①③⑤⑥⑦ 【解析】选 A。该有机物分子中含有苯环,能发生加成反应;含有醇羟基且与醇羟基相连碳原子 的邻位碳原子上有氢原子,故能发生消去反应;分子中有酚羟基,能发生显色反应;含有酯基, 能发生水解反应,含有羧基,能发生中和反应;上述多种基团都能发生取代反应和氧化反应。 二、非选择题(本题包括 2 小题,共 20 分) 6.(10 分 )(2019 · 桂 林 高 二 检 测 )(1)α- 氨 基 酸 能 与 HNO2 反 应 得 到 α- 羟 基 酸 。 如: α-氨基乙酸 α-羟基乙酸 试写出下列变化中 A、B、C、D 四种有机物的结构简式: A____________,B____________,C____________,D____________。 (2)下列物质中,既能与 NaOH 反应,又能与硝酸反应,还能水解的是____________。 ①Al2O3 ②Al(OH)3 ③氨基酸 ④二肽 ⑤ ⑥(NH4)2CO3 ⑦NaHCO3 ⑧纤维素 ⑨蛋白质 ⑩NH4I A.①②③④ B.④⑤⑥⑦⑨⑩ C.③④⑤⑥⑧⑨ D.全部 【解析】(1)生成 A 的反应显然是中和反应。生成 B 的反应是题给信息的应用,只要把—NH2 改 写成—OH 即可。生成 C 的反应从题目容易知道是氨基酸的缩聚反应。生成 D 的反应从 B 的结 构容易推得是酯化反应。 - 10 - (2)Al2O3、Al(OH)3、氨基酸与 NaOH、HNO3 均能发生反应,但三者均不能发生水解反应;二肽和蛋 白质分子结构中均含有—NH2、—COOH 及 ,因此与 NaOH、HNO3 均能发生反应,且均 能发生水解反应; 中含有—OH 和 —COONa,—OH 与 NaOH 反应,—COONa 与 HNO3 反应,且—COONa 能发生水解;纤维素与 NaOH 不反 应;NH4I 与 NaOH 发生反应:N +OH- NH3·H2O,与 HNO3 发生氧化还原反应,且 N 能发生水 解。故选 B。 答案:(1) (2)B 7.(10 分)营养品和药品都是保证人类健康不可缺少的物质,其性质和制法是化学研究的主要 内 容 。 已 知 酪 氨 酸 是 一 种 生 命 活 动 不 可 缺 少 的 氨 基 酸 , 它 的 结 构 简 式 是 。 (1)酪氨酸能发生的化学反应类型有____________。 A.取代反应 B.加成反应 C.酯化反应 D.中和反应 (2)在酪氨酸的同分异构体中,同时满足如下三个条件的,除酪氨酸外还有____________种。 ①属于氨基酸且“碳骨架”与酪氨酸相同;②羟基直接连在苯环上;③氨基(NH2)不与苯环直接 相连。 (3) 已 知 氨 基 酸 能 与 碱 反 应 , 写 出 酪 氨 酸 与 足 量 的 NaOH 溶 液 反 应 的 化 学 方 程 式:___________________________。 【解析】—COOH 能发生酯化反应、中和反应,含有苯环可发生取代反应和加成反应。符合条件 的同分异构体包括: - 11 - 、 、 、 、 5 种。 答案:(1)A、B、C、D (2)5 (3) 2NaOH 2H2O 提升训练 一、选择题(本题包括 4 小题,每小题 8 分,共 32 分) 1.人类肝脏蛋白质两谱三图三库已全面破译完成,它将为肝脏疾病的预警、预防、诊断和治疗 提供科学依据。下列关于乙肝病毒的说法不正确的是( ) A.属于高分子化合物 B.水解的最终产物能与酸或碱反应 C.遇浓硝酸会变性 D.水解时碳氧键断裂 【解析】选 D。乙肝病毒由蛋白质和核酸构成,蛋白质和核酸都是高分子化合物,A 正确;蛋白 质最终水解的产物是氨基酸,氨基酸既有—COOH,也有—NH2,因此能与酸或碱反应,B 正确;乙肝 病毒的外壳是蛋白质,蛋白质与硝酸发生颜色反应,因此遇到浓硝酸会变性,C 正确;蛋白质的 水解只是肽键中的 C—N 键断裂,碳氧键不断裂,D 错误。 【补偿训练】 (2019·成都高二检测)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 【解析】选 D。蛋白质是由 C、H、O、N 等元素组成的,氨基酸通过缩合而成多肽,一条或几条 - 12 - 多肽链连接在一起而形成蛋白质。 2.(2019·广州高二检测)苯丙氨酸( )有多种同分异构体。其中同时符合 下列两个条件:①有带两个取代基的苯环;②有一个硝基直接连接在苯环上的同分异构体有 ( ) A.3 种 B.5 种 C.6 种 D.10 种 【解析】选 C。根据题意,—NO2 直接连在苯环上,则另一取代基应为—C3H7,—C3H7 有正丙基和异 丙基两种异构体,再考虑在苯环上邻、间、对三种位置异构,得知符合条件的异构体共有 6 种。 3.某种解热镇痛药的结构简式为 ,当它完全水解时,可得 到的产物有 ( ) A.2 种 B.3 种 C.4 种 D.5 种 【解析】选C。该有机物分子中含有3 个可水解官能团,包括两个 和一个 , 完全水解后可得 4 种产物。 【补偿训练】 1.(2019·厦门高二检测) 是一种由三种α-氨基酸分子脱水缩合生成的五肽的结构简式,这种五肽彻底水解时,不可能 产生的氨基酸是 ( ) A. B. C.H2N—CH2—COOH D. 【解析】选 D。蛋白质水解时是从肽键( ))处断裂而生成氨基酸,该五肽水解生成 的α-氨基酸分别为 、 、 。 2.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 ( ) - 13 - A.C3H7NO3 B.C5H9NO4 C.C5H11NO5 D.C5H7NO4 【解析】选 B。水解方程式为 C8H14N2O5+H2O 根据原子个数守恒可得 X 的化学式为 C5H9NO4,故选 B。 4.(2019·铜仁高二检测)某含氮有机物的物质组成是含碳 32%、氢 6.67%、氧 42.66%,它的相 对分子质量是氢气的 37.5 倍,这种化合物跟无机酸或碱反应都生成盐,又能跟醇类反应生成酯, 则该有机物的结构简式为( ) A. B. C. D. 【解析】选 B。摩尔质量为 37.5×2 g·mol-1=75 g·mol-1,1 mol 分子中含碳为 =2 mol,含氢为 =5 mol,含氧为 =2 mol,含氮质量为 75 g-2 mol×12 g·mol-1-5 mol×1 g·mol-1- 2 mol×16 g·mol-1=14 g,故含原子 1 mol,所以,分子式为 C2H5O2N。 因 为 能 与 无 机 酸 、 碱 反 应 都 生 成 盐 , 与 醇 反 应 生 成 酯 , 说 明 有 — NH2 和 — COOH, 故 为 。 二、非选择题(本题包括 1 小题,共 18 分) 5.F 是新型降压药替米沙坦的中间体,可由下列路线合成: - 14 - (1)A➝B 的反应类型是____________,D➝E 的反应类型是____________,E➝F 的反应类型是 ____________。 (2)写出满足下列条件的 B 的所有同分异构体 ___________(写结构简式)。 ①含有苯环 ②含有酯基 ③能与新制 Cu(OH)2 悬浊液反应 (3)C 中含有的官能团名称是____________。已知固体 C 在加热条件下可溶于甲醇,下列关于 C ➝D 的有关说法正确的是____________(填字母编号)。 a.使用过量的甲醇,是为了提高 D 的产率 b.浓硫酸的吸水性可能会导致溶液变黑 c.甲醇既是反应物,又是溶剂 d.D 的化学式为 C9H9NO4 (4)E 的同分异构体苯丙氨酸经聚合反应形成的高聚物是 ________ (写结构简式)。 (5)已知 在一定条件下可水解为 和 R2—NH2,F 在强酸和长时间加 热条件下发生水解反应的化学方程式是 ___________________。 【解析】根据前后关系推出 B、C 结构简式即可 - 15 - 答案:(1)氧化反应 还原反应 取代反应 (2) 、 、 、 (3)硝基、羧基 a、c、d (4) (5) +2H2O - 16 - + 【补偿训练】 (1)已知氨基直接连在苯环上显碱性, 连在苯环上显中性。分子式为 C7H7NO2 的有机 物,其结构中有一个苯环和两个对位侧链。试写出它的四个同分异构体 A、B、C、D 的结构简 式,其中要求 A 既有酸性又有碱性,B 只有酸性,C 只有碱性,D 显中性。A_______________; B_______________;C_______________;D_______________。 (2)紫杉醇是一种新型抗癌药,其分子式为 C47H51NO14,它是由如下的 A 酸和 B 醇生成的一种酯。 A. ; B.ROH(R 是一个含 C、H、O 元素的基团)。 ①A 可在无机酸催化下水解,其反应的化学方程式是 ___________________。 ②A 水解所得的氨基酸不是天然蛋白质的水解产物,因为其氨基不在羧基的____________(填 希腊字母)位上。 【解析】(1)分子结构中必须有一个苯环和两个侧链。再结合要求 A 既显酸性又显碱性,应该 考虑氨基酸;B 显酸性,首先考虑含羧基,但氮无法安排,不满足条件,所以只能含“CONH2”;C 只 显碱性,考虑含 NH2,不含羧基或酚羟基;D 显中性,按题意应先考虑含“CONH2”,但不满足两个 侧链的条件,故为 。(2)观察 A 的结构简式发现,A 分子中存在一个 “ ”结构,在无机酸作用下水解断裂的键是该结构中的 N—C 键。因为天然蛋白质水 解的最终产物为α-氨基酸,可知其氨基不在羧基的α位上。 答案:(1) (2)① +H2O +C6H5COOH ②α - 17 -