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1第四章生命中的基础有机化学物质4.3蛋白质和核酸【学习目标】1、掌握氨基酸（α—氨基酸）的结构特点和性质（主要是两性）。2、掌握蛋白质的结构（肽键结构）特点及其重要的化学性质。3、了解酶的性质和用途，核酸的用途。【自主学习】一、氨基酸的结构与性质（氨基酸是组成蛋白质的基本结构单位）1、组成与结构：氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的被取代的化合物，因此氨基酸分子中含有和两种官能团。组成蛋白质的氨基酸几乎都是α—氨基酸，结构简式表示为常见氨基酸：甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸结构简式2、性质（1）物理性质天然氨基酸均为晶体，熔点较高，在200～300℃熔化时分解。能溶于或溶液中，除少数外一般都能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚。（2）化学性质①两性（分子中的—COOH能电离出H+，显酸性，—NH2能结合H+，显碱性）与酸（HCl）反应：与碱（NaOH）反应：②成肽反应（酸或碱条件下，加热）肽键：注：成肽反应是分子间脱水反应，属于取代反应。二肽：由两个氨基酸分子脱水后形成的含有的化合物称为二肽。蛋白质：相对分子质量在10000以上的，并且具有一定空间结构的多肽。2二、蛋白质的结构与性质1、组成和结构蛋白质是由氨基酸通过肽键等相互连接而形成的一类具有独特而稳定的结构[蛋白质分子结构中最显著的特征]和一定生物学功能的含氮生物高分子化合物。（C、H、O、N、S，还有的含P、Fe、Cu、Zn、Mn）2、性质与应用①有些蛋白质能溶于水，蛋白质分子直径达到胶体微粒大小，蛋白质溶于水形成胶体。因此蛋白质溶液具有胶体的某些性质。②两性——多肽链两端显碱性，显酸性③水解——在酸、碱或酶的作用下，蛋白质天然蛋白质最终都水解生成多种α—氨基酸。④盐析——某些浓的无机盐可降低蛋白质的溶解度而使蛋白质从水溶液中析出。⑤变性——在某些物理或化学因素的影响下，蛋白质的结构发生改变，丧失生理活性的现象，属于过程——杀菌、消毒⑥颜色反应——含有苯环的蛋白质遇浓HNO3产生，加热⑦灼烧——有烧焦羽毛的气味——检验毛、丝纺织品。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：①、条件温和、不需要加热；②、具备高度的；③、具有高效的作用。2、核酸（1）概念：核酸是一类含的生物高分子化合物，一般由几千到几十万个原子组成，相对分子质量可达十几万至几百万。因最早由中分离得到，而且具有而得名。（2）分类水解水解氨基酸按组成脱氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）主要存在细胞核作用生物体遗传信息的载体主要存在作用细胞质根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成核酸3【合作探究】一、氨基酸1、氨基酸的缩合机理——肽键可简写为：—CONH—2、二肽由个氨基酸分子形成，含有肽键，n肽分子中含有个肽键。二、蛋白质的化学性质结论：①蛋白质溶液中加浓的无机盐溶液[如Na2SO4、(NH4)2SO4等]，可使蛋白质的溶解度减小，而从溶液中析出—盐析。但少量的盐可以促进蛋白质的溶解，所以加水重新溶解。②盐析是一个可逆过程，不影响蛋白质的性质应用：利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。结论：在加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波、强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮、甲醛等作用下，蛋白质失去原有的可溶性而凝结，同时丧失了生理活性。这种过程是不可逆的。应用：消毒原理注：天然蛋白质都含有苯环。结论：含有苯环的蛋白质和浓HNO3作用显黄色，称为“黄蛋白反应”应用：鉴别蛋白质的存在思考：1、为什么医院用高温蒸煮、照射紫外线、喷洒苯酚溶液、在伤口处涂抹酒精溶液等方法来消毒杀菌？2、为什么生物实验室用甲醛溶液（福尔马林）保护动物标本？3、为什么在农业上用波尔多液（由硫酸铜、生石灰和水制成）来消灭病虫害？4、盐析与变性有什么区别。盐析：鸡蛋清溶液浓无机盐蛋白质沉淀出来水沉淀的蛋白质重新溶解变性：鸡蛋清溶液△/加CuSO4或醋酸铅溶液/甲醛溶液产生絮状沉淀水沉淀不溶解颜色反应：含苯环蛋白质溶液浓HNO3白色沉淀△黄色沉淀4总结对比1、盐析、变性比较盐析变性变化条件浓的无机盐溶液受热、紫外线、重金属盐和某些有机物变化性质物理变化（降低溶解度）化学变化（蛋白质失去生理活性）变化过程用途分离提纯杀菌消毒补充：渗析是利用半透膜分离胶体粒子与普通的分子离子。2、“三色”反应比较焰色反应显色反应颜色反应含义钠、钾等金属元素被灼烧时，火焰呈现某种颜色的现象酚类遇Fe3+显紫色淀粉遇碘显蓝色含苯环蛋白质遇浓硝酸显黄色实质物理变化化学变化化学变化应用鉴别钠、钾等金属元素鉴别苯酚、淀粉鉴别某些蛋白质