搜索
4.3《蛋白质和核酸》蛋白质的存在•主要的存在于生物体内，肌肉，发，皮肤，角蹄，酶，激素，抗体，病毒；在植物中也很丰富，比如大豆，花生，谷物。•是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。组成蛋白质的氨基酸几乎都是α-氨基酸，即氨基在羧基的α位上α-氨基酸的结构通式：H2N-CH-COOHR•几乎一切生命活动过程都与蛋白质有关，没有蛋白质就没有生命。蛋白质的相对分子质量很大，可以达到上千万。但是如此大的高分子化合物，也是由基本结构单元构成的，就是氨基酸，要认识蛋白质，必须首先认识氨基酸。一、氨基酸的结构与性质：•1、氨基酸的概念：•羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物。•①-NH2叫氨基，可以看成NH3失一个H原子后得到的，是个碱性基。氨基的电子式：•②α-氨基酸：离羧基最近的碳原子上的氢原子叫α氢原子，次近的碳原子上的氢原子叫β氢原子。羧酸分子里的α氢原子被氨基取代的生成物叫α-氨基酸。③α-氨基酸是构成蛋白质的基石。天然蛋白质水解得到的氨基酸绝大部分是α-氨基酸。如：甘氨酸（α-氨基乙酸）的结构简式为：一、氨基酸α-氨基酸是构建蛋白质的基石物质，首先来学习氨基酸。赖氨酸的结构简式氨基羧基αβ什么叫氨基酸？羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。H2NCH2CHCOOHNH2CH2CH2CH22、氨基酸的结构：•α-氨基酸通式：特点：既含有氨基(-NH2)，又含有羧基(-COOH)注意：与同碳原子数的硝基化合物存在同分异构现象，如与CH3CH2NO2互为同分异构体。3、几种常见的氨基酸4、氨基酸的物理性质：•天然氨基酸都是无色晶体，熔点高，在200～3000C熔化时分解，易溶于水，它们能溶于强酸强碱溶液中，除少数外一般都能溶于水，难溶于乙醇乙醚。●酸性●碱性CH2-COOHNH3+CH2-COO-+H2ONH2CH2-COOH+OH-NH2CH2-COOH+H+NH25、氨基酸的性质(1)NH2CH2COOH+NaOH→NH2CH2COO-Na++H2ONH2CH2COOH+HCl→Cl-+NH3CH2COOH既有酸性又有碱性（氨基酸结构中含有官能团-COOH和-NH2）说明：a、所学过的既能跟酸反应又能跟碱反应的物质：Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等。b、分子内部中和，生成内盐：由于该性质使氨基酸具有较高的熔沸点，易溶于水，难溶于非极性溶剂，具有类似离子晶体的某些性质。（2）成肽反应：一个氨基酸分子中的羧基可以跟另一个氨基酸分子中的氨基反应，按羧基脱羟基、氨基脱氢的反应原理，脱去一个水分子而形成酰胺基（），即肽键，此反应称为成肽反应。a.甘氨酸缩合成二肽：二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物多肽：由三个或三个以上氨基酸分子缩合而成的，含多个肽键的化合物称为多肽。小结：氨基酸→多肽→蛋白质氨基和羧基的缩聚反应：氨基酸分子中氨基上H原子能与另一氨基酸分子羧基上的羟基结合成水脱去，发生缩聚反应，形成高分子化合物。如：b、分子间或分子内缩水成环二、蛋白质的结构与性质：（蛋白质是由多种氨基酸结合而成的含氮生物高分子化物）1、相对分子质量大于10000，具有一定空间结构的多肽叫蛋白质2、存在：动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁及毛、发、蹄、角等，或存在于植物的种子里。3、蛋白质组成和结构：①蛋白质的成分里含有碳、氢、氧、氮、硫等元素；②蛋白质是由不同氨基酸按不同排列顺序相互结合而构成的高分子化合物；③蛋白质分子中含有未缩合的羧基（-COOH）和氨基（-NH2）；④蛋白质溶液是一种胶体；⑤酶是一种蛋白质。结晶牛胰岛素一级二级三级结构蛋白质的结构蛋白质的分子图象蛋白质的结构：•一级结构二级结构三级结构四级结构a、蛋白质的一级结构指蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序。蛋白质的一级结构决定其空间结构；b、蛋白质的二级结构是指多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构；c、蛋白质的三级结构是蛋白质分子在二级结构的基础上进一步盘曲折叠形成的三维结构；（具有三级结构的多肽链称为亚基）d、蛋白质的四级结构是指亚基的立体排布、亚基间相互作用与布局。4、蛋白质的化学性质下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是①NaHCO3;②(NH4)2S;③Al(OH)3;④NH4Cl；⑤H2N-CH2-COOH;⑥CH3-COOHA.①②③B.①②④⑤C.⑤⑥D.①②③⑤●【小结】既能与酸反应又能与碱反应的物质(1)多元弱酸的酸式盐；(2)弱酸的铵盐；(3)具两性的物质；(4)氨基酸和蛋白质；D性质1:具有两性水解原理：注意：不同的蛋白质水解最终生成各种氨基酸，但只有天然蛋白质水解均生成α-氨基酸OHH—N—CH2—C—OH—N—CH2—C—OHHOH性质2:能够水解(结构中含有肽键)1、下图表示蛋白质分子结构的一部分,图中(A)、(B)、(C)、(D)标出分子中不同的键。当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是（）—N—CH—C—N—CH—C—HROHRO(A)(B)(C)(D)C【课堂练习】在适宜条件下完全水解得到4种产物，它们的结构简式为，。2、已知有机化合物:CH3--C--O--NH--C--CH2-CH3O--C--O--OOHO----NH2CH3-C-OH,OHO-C-CH2-CH3O--C-OH,OHO滴加(NH4)2SO4？再加水？？再加水？第一组盐析变性涵义可逆性生理活性一定条件下使蛋白质凝结为固体析出一定条件下，蛋白质失去生理活性、溶解性降低保持生理活性失去生理活性白色↓白色↓溶解不溶解加盐析出、加水溶解——可逆变性后、加水不溶解——不可逆滴加(CH3COO)2Pb溶液溶液●实验：鸡蛋白溶液蛋白质凝聚蛋白质重新溶解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2、盐析是一个可逆的过程，故不影响蛋白质的性质利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。浓无机盐水性质3:盐析滴加乙醇溶液？再加水？第二组加热？再加水？白色↓白色↓不溶解不溶解思考讨论：（1）你提倡用直发器加热的方法拉直头发吗？加热使蛋白质变性在生活中最常见，试举例说明。（2）为什么动物的皮经过药剂鞣制后，才能够成为加工皮革的原料。●实验：鸡蛋白溶液加热蛋白质凝结加水不再溶解鸡蛋白溶液蛋白质凝结加水不再溶解●结论：在热、酸、碱、重金属盐、甲醛、酒精、紫外线等作用下，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：消毒原理乙酸铅性质4:变性学与问1、为什么医院里用高温蒸煮、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）保存动物标本？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、钡盐也属于重金属盐，医院在做胃透视时要服用“钡餐”BaSO4为何不会中毒？能否改服BaCO3？盐析变性变化条件变化性质变化过程用途浓的无机盐溶液受热、紫外线、酸、碱、重金属盐和某些有机物物理变化(溶解度降低)化学变化(蛋白质性质改变)可逆不可逆分离提纯杀菌消毒概念对比第三组黄色↓滴加浓HNO3，微热浓硝酸●实验：鸡蛋白溶液浓硝酸变成黄色●结论：蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜色反应。如具有苯环的蛋白质跟浓硝酸作用黄色的硝基化合物。称“蛋白黄反应”●应用：用于鉴别蛋白质的存在性质5:颜色反应●用于区别合成纤维与蛋白质(如真丝、蚕丝、纯毛、毛线等)●归纳：检验蛋白质的方法(1)燃烧；(2)颜色反应。●鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”，在如下各方法中正确的是()①滴加浓HNO3,②滴加浓硫酸,③滴加酒精,④灼烧A.①③B.②④C.①④D.③④C性质6:燃烧产生烧焦羽毛气味颜色反应与金属的焰色反应●颜色反应:一般指有明显颜色变化的化学反应,如苯酚与FeCl3溶液呈紫色;碘与淀粉呈蓝色；某些蛋白质与浓硝酸呈黄色。●焰色反应:是指某些金属及其化合物在灼烧时能使火焰体现出一定的颜色。●颜色反应和焰色反应都可用于物质的检验概念对比1.当含有下述结构片段的蛋白质在胃中水解时，不可能产生的氨基酸是()D2.将甘氨酸和丙氨酸混合起反应生成各种二肽，可能的连结方式有多少种？()A.1种B.2种C.3种D.4种A.－氨基丙酸B.－氨基丁酸C.甘氨酸D.－氨基丁酸D①②③④⑤3.已知有机物A分子中有3个碳原子,有关它的某些信息注明在下面的示意图中：(1)A的结构简式为；(2)F和G的名称分别为；(3)生成H的化学方程式为。H2N－CH2－COOCH3F:氯化氨基乙酸,G:氨基乙酸钠4、已知-NH2连在苯环上显碱性，-C-NH2连在苯环上显中性，现有有机物C7H7O2N，分子结构中有一个苯环和两个取代基，且两取代基在苯环上处于相对位置，请写出符合下列要求的结构简式。O(1)该有机物只具有酸性(2)该有机物只具有碱性(3)该有机物具有两性(4)该有机物既无酸性又无碱性HO－－C－NH2OH2N－--O-C-HOH2N－--C--OHOO2N－－CH35.n个氨基酸分子之间通过缩聚(一个氨基酸分子中氨基上的氢原子与相邻氨基酸分子羧基中的羟基结合成水分子)后可得n肽，过程中形成了(n－1)个肽键。今有一种“多肽”，其分子式为C55H70O19N10，已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸。问：(1)这个多肽是肽。(2)该多肽水解后有个谷氨酸分子。(3)该多肽水解后有个苯丙氨酸。十435、蛋白质的用途蛋白质不仅是人体必需的营养物质，在工业上也有广泛的用途，用于纺织工业、制革等。白明胶用于照相业，阿胶是一种药材。酪素是从牛奶中凝结出来的蛋白质，除用作食品外，还能跟甲醛合成酪素塑料，制生活用品。由蛋白质组成的酶也有广泛的用途。【资料卡片】•生物体、植物无时无刻都在进行着化学反应，并且这些反应在生物体存在的条件下温和地进行，而且会随着环境、身体的情况而随时自动、精确的改变，是什么让这些反应可以实现的？【自主学习】P91-921、酶的概念（来源、功能和类别）？2、酶的催化作用特点？3、影响酶作用的因素？4、酶的应用？三、酶：1、酶的定义：酶是一种具有催化作用的蛋白质，是一种生物催化剂。对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的新陈代谢反应具有很强的催化作用。（一种特殊的蛋白质）2、酶的催化作用的特点：①条件温和、不需加热：在接近体温和接近中性的条件下，酶就可以起作用。在30℃～50℃之间酶的活性最强，超过适宜的温度时，酶将失去活性；②具有高度专一性：如蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应；淀粉酶只对淀粉起催化作用；③具有高效催化作用：酶催化的化学反应速率，比普通催化剂高107～1013倍。3、酶的应用：（1）淀粉酶应用于食品、发酵、纺织、制药等工业；（2）蛋白酶应用于医药、制革等工业；（3）脂肪酶应用于脂肪水解、羊毛脱脂等；（1）酶还可用于疾病的诊断。1、酶的正确表述是（）A．酶是具有催化能力的一类物质B．酶是活细胞产生的特殊蛋白质C．酶是活细胞产生的有催化作用的蛋白质D．酶是活细胞产生的有活性的蛋白质C【课堂练习】2、一份唾液淀粉酶能催化100万份淀粉水解，说明酶具有（）A．专一性B．高效性C．多样性D．稳定性B核酸与蛋白质一样，是一切生物机体不可缺少的组成部分。核酸是现代生物化学、分子生物学和医学的重要基础之一。四、核酸【自主学习】P92-931、核酸的概念？2、核酸的分类和分布？3、核酸的功能？4、核酸的化学组成和水解的产物？1、核酸的概念•核酸是一类含磷的高分子化合物，是由其结构单体核苷酸通过3′,5′-磷酸二酯键聚合而成的长链，继而形成具有复杂三维结构的大分子化合物。（1）核酸的分类根据核酸的化学组成，分为两类:核糖核酸（简写为：RNA）脱氧核糖核酸（简写为：DNA）2、核酸分类和分布（2）核酸的主要分布DNA：主要分布在真核细胞的细胞核中。RNA：主要分布在真核细胞的细胞质中。（1）DNA是主要遗传物质，是遗传信息的载体。DNA同时还指挥着蛋白质的合