【知识解析】蛋白质

蛋白质 1 蛋白质的作用 蛋白质是生物体内一类极为重要的生物大分子，是生命活动的主要物质基础。它不仅是细胞的重要成分，而且具有多种生物学功能。如人体内起催化作用的大多数酶、一些调节代谢的激素和发生免疫反应的抗体等均为蛋白质。

2 蛋白质的组成和结构 （1）蛋白质的组成 蛋白质是由多种氨基酸通过肽键等相互连接形成的一类生物大分子，是一般细胞中含量最多的有机分子，主要由C、H、O、N、S等元素组成，有些蛋白质还含有P、Fe、Zn、Cu等元素。 （2）蛋白质的结构 蛋白质的结构不仅取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。

3 蛋白质的性质 （1）蛋白质的物理性质 ①溶解性：有的蛋白质难溶于水，如丝、毛等；有的蛋白质能溶于水，如鸡蛋清等。 ②盐析：少量的某些可溶性盐（如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等）能促进蛋白质的溶解。但当这些盐在蛋白质溶液中达到一定浓度时，反而使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析出，这种作用称为盐析。 ③教材P112·实验4－3 蛋白质的盐析 实验操作 实验现象 实验结论 在试管中加入2 mL饱和（NH4）2SO4溶液，向其中加入几滴鸡蛋清溶液，振荡，观察现象。再继续加入蒸馏水，振荡，观察现象 有白色沉淀析出，加入蒸馏水后沉淀逐渐溶解 蛋白质的盐析是一个可逆过程，盐析出的蛋白质在水中仍能溶解，并不影响其活性

名师提醒 （1）盐析只改变蛋白质的溶解度，不改变其结构和化学性质，属于物理变化。 （2）采用多次盐析和溶解，可以分离提纯蛋白质。

（2）蛋白质的化学性质 ①蛋白质的两性 形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸缩合形成的，在多肽链的两端必然存在着自由的—NH2

与—COOH，同时侧链中也往往存在酸性或碱性基团。因此，蛋白质与氨基酸类似，也是两

性分子，既能与酸反应，又能与碱反应。 ②蛋白质的水解 蛋白质水解酸、碱或酶相对分子质量较小的多肽水解氨基酸 深化理解 在酸、碱或酶的作用下，天然蛋白质水解的最终产物为多种α－氨基酸。当蛋白质水解时，

多肽链的肽键（，也叫酰胺基）中的C—N断裂，连接—OH形成羧基，连接H形成氨基： ③蛋白质的变性 a．在某些物理或化学因素的影响下，蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象称为蛋白质的变性。 b．影响蛋白质变性的因素 物理因素 加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线和放射线等 化学因素 强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等 教材P112·实验4－4 蛋白质的变性

实验操作 实验现象 溶液中都有白色沉淀析出，加入蒸馏水后沉淀不溶解 实验结论 加热、加入AgNO3溶液和乙醇均能使蛋白质变性，且变性后的蛋白质在水中不能重新溶解，同时失去原有的生理活性：此变化是不可逆的，属于化学变化 辨析比较 渗析、盐析和变性的比较 渗析 盐析 变性

含义 利用半透膜分离胶体粒子与小分子和离子 加入无机盐使胶体中的物质析出 一定条件下，使蛋白质凝聚失去原有的生理活性

条件 半透膜、水 某些非重金属无机盐浓溶液 加热、紫外线、放射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛、乙醇等 实质 物理变化 物理变化 化学变化

特点 可逆，需多次换水 可逆，蛋白质仍保持原有的生理活性 不可逆，蛋白质失去原有的生理活性

用途 除杂，如除去蛋白质溶液（属于胶体）中的杂质离子等 分离提纯蛋白质 消毒灭菌，如给果树使用波尔多液，保存动物标本等

④显色反应 a．教材P113·实验4－5 蛋白质的显色反应 实验操作 实验现象 实验结论 有白色沉淀产生，加热后沉淀变黄 含有苯环的蛋白质遇浓硝酸发生反应，产生黄色不溶物

b．应用 在使用浓硝酸时，皮肤、指甲不慎沾上浓硝酸会出现黄色，就是蛋白质发生显色反应的结果。 利用含有苯环的蛋白质遇浓硝酸发生显色反应的性质，可以检验或鉴别含苯环的蛋白质。 辨析比较 蛋白质的显色反应、焰色试验和其他显色反应的比较 蛋白质的显色反应 焰色试验 其他显色反应

含义 含苯环的蛋白质遇某些试剂后呈现某种特殊的颜色。如鸡蛋清、人的皮肤等遇浓硝酸呈黄色 钠、钾等多种金属元素被灼烧时，火焰会呈现某种特殊的颜色。钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色（透过蓝色钴玻璃）

苯酚遇FeCl3溶液显紫色；淀粉溶液遇碘显蓝色等

实质 化学变化 物理变化 化学变化 应用 鉴别含苯环的蛋白质 鉴别含钠、钾等金属元素的物质 鉴别苯酚、淀粉等 ⑤蛋白质灼烧 因含N、S等元素，蛋白质被灼烧时，会产生类似烧焦羽毛的特殊气味。这可用于蛋白质的检验。

典型例题 例2－7 美国华裔科学家钱永健因在研究绿色荧光蛋白方面作出的贡献而获得诺贝尔化学奖。下列关于绿色荧光蛋白的说法不正确的是 A．一定含有C、H、O、N四种元素 B．绿色荧光蛋白可水解生成葡萄糖 C．绿色荧光蛋白属于高分子 D．绿色荧光蛋白的分子中含有肽键 解析◆绿色荧光蛋白是蛋白质，含有氨基和羧基，所以一定含有C、H、O、N四种元素，A项正确；绿色荧光蛋白是蛋白质，可水解生成氨基酸，B项错误；绿色荧光蛋白是蛋白质，属于高分子，C项正确；绿色荧光蛋白是蛋白质，分子中含有肽键，D项正确。 答案◆B 例2－8（2020江苏扬州检测） 下列有关蛋白质的叙述不正确的是 A．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 B．1965年我国科学家最先合成结晶牛胰岛素 C．重金属盐能使蛋白质变性，所以误食重金属盐会中毒 D．浓硝酸溅在皮肤上，皮肤呈黄色，是由于浓硝酸和蛋白质发生显色反应 解析◆蛋白质溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液，蛋白质发生盐析，盐析是可逆的，因此加水后蛋白质可以溶解，A项错误。 答案◆A 例2－9 下列有关新型冠状病毒的说法错误的是 A．新型冠状病毒中含有C、H、O、N等元素 B．用质量分数为0.5％过氧乙酸溶液或1 000 mg·L－1含氯消毒液可以杀死该病毒 C．新型冠状病毒在65℃以上可以逐渐失去活性 D．喝高度数白酒可以有效抑制该病毒的感染 解析◆病毒是由核酸（DNA或RNA）与蛋白质等构成的，含有C、H、O、N等元素，A项正确；过氧乙酸、含氯消毒液具有强氧化性，可以使蛋白质变性而杀死该病毒，B项正确；温度达到65℃以上可以使蛋白质变性而失去活性，C项正确；高度数白酒中乙醇的体积分数达不到75％，且使用体积分数为75％的医用酒精消毒时需要通过擦拭的方式使酒精直接作用在病毒上，D项错误。 答案◆D 例2－10（2020北京石景山区期末）

由重复结构单元形成的蛋白质在胃液中水解时，不可能产生的氨基酸是 A．

B． C． D．

解析◆将所给蛋白质结构单元从（肽键）中的C—N断开，与—OH相连，与H相连，即可找出水解后不可能产生的氨基酸。

答案◆D 例2－11 下列物质中可以使蛋白质变性的是 ①福尔马林 ②酒精 ③高锰酸钾溶液 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◆①福尔马林是甲醛的水溶液，可以使蛋白质变性；②一定浓度的酒精可以使蛋白质失去原有的生理活性而变性；③高锰酸钾溶液有强氧化性，具有杀菌、消毒的能力，可以使蛋白质变性；④（NH4）2SO4溶液不能使蛋白质变性；⑤CuSO4溶液是重金属盐溶液，能使蛋白质失去原有的生理活性而变性；⑥双氧水有强氧化性，具有杀菌、消毒的能力，可以使蛋白质变性；⑦硝酸有强腐蚀性和强氧化性，可以使蛋白质变性，故符合题意的是①②③⑤⑥⑦。 答案◆D 警示◆盐溶液与蛋白质作用时，要特别注意盐溶液的浓度及所含的金属阳离子对蛋白质性质的影响： （1）低浓度非重金属盐溶液能够促进蛋白质的溶解。 （2）高浓度非重金属盐溶液能够使蛋白质发生盐析。 （3）重金属盐溶液，无论浓度大小，均能使蛋白质变性。 例2－12（双选） 下列叙述正确的是 A．蛋白质水解的最终产物主要是α－氨基酸 B．通过盐析作用析出的蛋白质不能再溶于蒸馏水 C．蛋白质溶液能发生丁达尔效应 D．蛋白质溶液中的蛋白质能透过半透膜 解析◆蛋白质水解的最终产物主要是α－氨基酸，A项正确；盐析是一个可逆过程，通过盐析作用析出的蛋白质可再溶于蒸馏水，B项错误；蛋白质与水形成的溶液具有胶体的性质，可以发生丁达尔效应，但蛋白质分子不能透过半透膜，C项正确，D项错误。 答案◆AC 例2－13 （1）研究认为褪黑素与人的寿命长短有关，有人把褪黑素和克隆技术并称为“二十世纪生

命科学的两大发现”。褪黑素的结构简式为，写出它在酸性条件下水解的化学方程式：________________。 （2）现有淀粉和蛋白质胶体的混合液，要检验其中蛋白质的存在，可取混合液少许，向其中加入1 mL________，现象是________，加热，现象是________，说明有蛋白质存在；要检验其中淀粉的存在，可取混合液少许，加入________，溶液呈________，说明有淀粉存在；要把淀粉和蛋白质分离开，可进行的操作是________。 解析◆（1）在酸、碱或酶存在的条件下可发生水解反应。（2）浓HNO3是强酸，加入浓HNO3会使蛋白质变性而沉淀析出，加热时因蛋白质发生显色反应而呈黄色；淀粉遇碘显蓝色，实验中常利用这一性质进行淀粉的检验；利用盐析法分离提纯蛋白质，利用渗析法提纯淀粉。

答案◆（1）

（2）浓HNO3 有白色沉淀产生 沉淀变黄色 碘水 蓝色 首先向混合液中加入适量的饱和（NH4）2SO4溶液，使蛋白质发生盐析而沉淀析出，然后过滤，将蛋白质从混合液中分离出来，最后将滤液进行渗析可得纯净的淀粉溶液