高中化學 第四章 生命中的基礎有機化學物質 4.3 蛋白質和核酸課件 新人教版選修5-新人教版高二選修5化學課件

1、第三節(jié) 蛋白質和核酸一、氨基酸的結構與性質一、氨基酸的結構與性質1氨基酸的分子結構氨基酸的分子結構氨基酸可看作是羧酸分子中烴基上的氨基酸可看作是羧酸分子中烴基上的H被被 取代取代后的產物，因此氨基酸分子中既含有后的產物，因此氨基酸分子中既含有 ，又含有，又含有 ，天然氨基酸全為，天然氨基酸全為 ，其通式可寫為，其通式可寫為 .氨基氨基氨基氨基羧基羧基氨基酸氨基酸2氨基酸的性質氨基酸的性質(1)物理性質物理性質溶劑溶劑水水強酸或強堿強酸或強堿 乙醇、乙醚乙醇、乙醚溶解性溶解性 大多數(shù)能溶大多數(shù)能溶能溶能溶難溶難溶(2)化學性質化學性質兩性兩性在氨基酸分子中，在氨基酸分子中， 是酸性基團，是酸性基

2、團， 是堿是堿性基團性基團成肽反應成肽反應氨基酸分子之間通過一個分子的氨基酸分子之間通過一個分子的 和另一個分子的和另一個分子的 間脫去一分子水，縮合形成含有肽鍵間脫去一分子水，縮合形成含有肽鍵( )的化合物的化合物COOHNH2氨基氨基羧基羧基二、蛋白質的結構與性質二、蛋白質的結構與性質1蛋白質的組成與結構蛋白質的組成與結構(1)組成：蛋白質是由組成：蛋白質是由 等元素組成，等元素組成，有些蛋白質含有有些蛋白質含有 ，少量蛋白質還含有微量，少量蛋白質還含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等等C、H、O、N、SP(2)蛋白質的四級結構蛋白質的四級結構一級一級結構結構蛋白質分子中各種氨基酸的連接方式和

3、排列順序蛋白質分子中各種氨基酸的連接方式和排列順序二級二級結構結構多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結構多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結構三級三級結構結構蛋白質分子在二級結構基礎上進一步盤曲折疊形成的三蛋白質分子在二級結構基礎上進一步盤曲折疊形成的三維結構每一個具有三級結構的多肽鏈稱為亞基維結構每一個具有三級結構的多肽鏈稱為亞基四級四級結構結構蛋白質分子中，亞基的立體排布、亞基間的相互作用與蛋白質分子中，亞基的立體排布、亞基間的相互作用與布局布局2性質性質(1)兩性：因有兩性：因有NH2和和COOH.(2)水解：在酸、堿或酶作用下天然蛋白質水解產物為多種水解：在酸、堿或酶作用下天然蛋白質水解產物為多種 氨

4、基酸氨基酸(3)鹽析鹽析實驗實驗操作操作實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象雞蛋清溶液中加入飽和雞蛋清溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液后，有溶液后，有 析出，析出，再轉移到蒸餾水中時，再轉移到蒸餾水中時， 實驗實驗結論結論一些無機鹽的濃溶液可以降低蛋白質的一些無機鹽的濃溶液可以降低蛋白質的 ，從而使，從而使蛋白質從溶液中蛋白質從溶液中 用途用途 鹽析是可逆的，可用于蛋白質的鹽析是可逆的，可用于蛋白質的 沉淀沉淀沉淀溶解沉淀溶解溶解度溶解度析出析出分離提純分離提純(4)變性變性實驗實驗操作操作實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象加熱后，雞蛋清加熱后，雞蛋清 ，再加蒸餾水，再加蒸餾水， 加入乙酸鉛后，雞蛋加入乙酸鉛后，雞蛋清清 ，再

5、加蒸餾水，再加蒸餾水，沉淀沉淀沉淀不溶解沉淀不溶解沉淀沉淀沉淀不溶解沉淀不溶解實實驗驗結結論論加熱和加重金屬鹽，都可以使蛋白質的性質發(fā)加熱和加重金屬鹽，都可以使蛋白質的性質發(fā)生改變失去生理活性，且為生改變失去生理活性，且為 過程過程不可逆不可逆(5)顏色反應顏色反應現(xiàn)象：蛋白質現(xiàn)象：蛋白質(含苯環(huán)含苯環(huán))遇遇 變黃色變黃色應用：檢驗蛋白質應用：檢驗蛋白質(6)蛋白質的灼燒蛋白質的灼燒現(xiàn)象：有燒焦羽毛的氣味現(xiàn)象：有燒焦羽毛的氣味應用：檢驗蛋白質應用：檢驗蛋白質濃硝酸濃硝酸三、酶三、酶1酶的含義酶的含義酶是具有生理活性的酶是具有生理活性的 ，對于許多有機化學反應和，對于許多有機化學反應和生物體內的

6、復雜化學反應具有很強的催化作用生物體內的復雜化學反應具有很強的催化作用2酶的催化作用特點酶的催化作用特點(1) ；(2)具有高度的具有高度的 ；(3)具有具有 作用作用蛋白質蛋白質條件溫和，不需加熱條件溫和，不需加熱專一性專一性高效催化高效催化四、核酸四、核酸1概念概念 核酸是一類核酸是一類 的生物高分子化合物的生物高分子化合物含磷含磷思考思考交流交流1將下列氨基酸的名稱與結構簡式用短線相連將下列氨基酸的名稱與結構簡式用短線相連 答案：答案：2你知道常見的能與你知道常見的能與NaOH溶液和鹽酸都反應的物質有哪些？溶液和鹽酸都反應的物質有哪些？答案：答案：(1)金屬：金屬：Al等等(2)兩性化合

7、物：兩性化合物：Al2O3、Al(OH)3等等(3)弱酸銨鹽：弱酸銨鹽：(NH4)2CO3、(NH4)2SO3、(NH4)2S等等(4)多元弱酸酸式鹽：多元弱酸酸式鹽：NaHCO3、NaHS、NaHSO3、 NH4HSO3等等(5)氨基酸、蛋白質：氨基酸、蛋白質：3某蛋白質的結構片段如下：某蛋白質的結構片段如下：它水解后產生幾種氨基酸？分別寫出它們的結構簡式它水解后產生幾種氨基酸？分別寫出它們的結構簡式分析：分析：該蛋白質的結構片段中含有肽鍵該蛋白質的結構片段中含有肽鍵( )其其水解時的斷鍵部位為水解時的斷鍵部位為 ，其中，其中OH接接 形成形成COOH，H接接 形成形成NH2.4臨床上解救臨

8、床上解救Cu2、Pb2、Hg2等重金屬鹽中毒的病人等重金屬鹽中毒的病人時，要求病人服用大量含蛋白質豐富的生雞蛋、牛奶或時，要求病人服用大量含蛋白質豐富的生雞蛋、牛奶或豆?jié){等為什么？豆?jié){等為什么？分析：分析：生雞蛋、牛奶、豆?jié){中含有大量蛋白質，能破壞生雞蛋、牛奶、豆?jié){中含有大量蛋白質，能破壞Cu2、Pb2、Hg2等重金屬鹽而保護人體中的蛋白等重金屬鹽而保護人體中的蛋白質質答案：答案：Cu2、Pb2、Hg2等重金屬鹽可以使蛋白質變等重金屬鹽可以使蛋白質變性，對于此類重金屬鹽中毒的病人，讓其服用大量含蛋性，對于此類重金屬鹽中毒的病人，讓其服用大量含蛋白質豐富的物質是讓這些重金屬鹽作用于這些外來蛋白白

9、質豐富的物質是讓這些重金屬鹽作用于這些外來蛋白質上，而避免其大量攻擊人體組成中的蛋白質質上，而避免其大量攻擊人體組成中的蛋白質5為什么使用加酶洗衣粉時，水溫不宜過高？為什么使用加酶洗衣粉時，水溫不宜過高？分析：分析：酶是一類由細胞產生的，對生物體內的化學酶是一類由細胞產生的，對生物體內的化學反應具有催化作用的蛋白質當水溫過高時，會使反應具有催化作用的蛋白質當水溫過高時，會使蛋白質變性而失去酶的催化作用蛋白質變性而失去酶的催化作用答案：答案：水溫過高會使酶失去催化作用水溫過高會使酶失去催化作用要點一氨基酸縮合反應的規(guī)律要點一氨基酸縮合反應的規(guī)律1兩分子間縮合兩分子間縮合2分子間或分子內縮合成環(huán)分

10、子間或分子內縮合成環(huán)3縮聚成多肽或蛋白質縮聚成多肽或蛋白質 氨基酸縮合機理為：氨基酸縮合機理為： 脫去脫去一分子水后形成肽鍵一分子水后形成肽鍵( )，肽鍵可簡寫為，肽鍵可簡寫為“CONH”，不能寫為，不能寫為“CNHO”例例1A、B兩種有機物，分子式都是兩種有機物，分子式都是C9H11O2N.(1)化合物化合物A是天然蛋白質的水解產物，光譜測定顯示，分子是天然蛋白質的水解產物，光譜測定顯示，分子結構中不存在結構中不存在CH3，化合物，化合物A的結構簡式為的結構簡式為_(2)化合物化合物B是某種分子式為是某種分子式為C9H12的芳香烴一硝化后的唯一產的芳香烴一硝化后的唯一產物物(硝基連在苯環(huán)上硝

11、基連在苯環(huán)上)化合物化合物B的結構簡式為的結構簡式為_(3)兩分子兩分子A可形成具有六元環(huán)的物質可形成具有六元環(huán)的物質C，則，則C的結構簡式為的結構簡式為 _解析解析(1)蛋白質水解產物是蛋白質水解產物是氨基酸，由分子式氨基酸，由分子式C9H11O2N和和氨基酸的概念可知氨基酸的概念可知A的結構簡式為的結構簡式為 (2)題目中提示化合物題目中提示化合物B是某種分子式為是某種分子式為C9H12的芳香烴一硝的芳香烴一硝化后的唯一產物化后的唯一產物(硝基連在苯環(huán)上硝基連在苯環(huán)上)，則原芳香烴只能是，則原芳香烴只能是1,3,5三甲基苯三甲基苯(3)A分子中的分子中的NH2和和COOH可脫水形成可脫水形

12、成 ， 從而把兩分子從而把兩分子A結合成環(huán)狀，其結構簡式為：結合成環(huán)狀，其結構簡式為：1(2011福建雙十中學月考福建雙十中學月考)據(jù)最近的美國據(jù)最近的美國農業(yè)研究農業(yè)研究雜志報道，美國科學家發(fā)現(xiàn)半胱氨酸能增強艾滋病雜志報道，美國科學家發(fā)現(xiàn)半胱氨酸能增強艾滋病病毒感染者的免疫力，對控制艾滋病病毒的蔓延有病毒感染者的免疫力，對控制艾滋病病毒的蔓延有奇效已知半胱氨酸的結構簡式為奇效已知半胱氨酸的結構簡式為 ，則下列說法不正確的是，則下列說法不正確的是. .A半胱氨酸屬于半胱氨酸屬于氨基酸氨基酸B半胱氨酸是一種兩性化合物半胱氨酸是一種兩性化合物C兩分子半胱氨酸脫水形成的二肽的結構簡式為：兩分子半胱氨

13、酸脫水形成的二肽的結構簡式為：D 與與NaOH溶液加熱時溶液加熱時 可放出一種堿性氣體可放出一種堿性氣體解析：解析：由題給結構可知，氨基在羧基的鄰位碳上，是由題給結構可知，氨基在羧基的鄰位碳上，是氨氨基酸；氨基為堿性基團，而羧基為酸性基團，所以是一種基酸；氨基為堿性基團，而羧基為酸性基團，所以是一種兩性化合物；兩分子的半胱氨酸脫水形成二肽應是氨基與兩性化合物；兩分子的半胱氨酸脫水形成二肽應是氨基與羧基反應的結果，形成的二肽結構應為羧基反應的結果，形成的二肽結構應為 ，C不正不正確因該物質是氨基酸的銨鹽，電離生成的確因該物質是氨基酸的銨鹽，電離生成的NH 與與OH反反應會放出氨氣應會放出氨氣+

14、+4 4要點二蛋白質鹽析和變性的比較要點二蛋白質鹽析和變性的比較鹽析鹽析變性變性概念概念蛋白質溶液中加濃無機蛋白質溶液中加濃無機鹽溶液，使蛋白質析出鹽溶液，使蛋白質析出蛋白質在某些條件作用蛋白質在某些條件作用下凝聚，喪失生理活性下凝聚，喪失生理活性鹽析鹽析變性變性變化條件變化條件變化實質變化實質變化過程變化過程用途用途鹽析鹽析變性變性變化條件變化條件濃無機鹽溶液濃無機鹽溶液受熱、紫外線、強受熱、紫外線、強酸、強堿、重金屬酸、強堿、重金屬鹽、某些有機物等鹽、某些有機物等變化實質變化實質變化過程變化過程用途用途鹽析鹽析變性變性變化條件變化條件濃無機鹽溶液濃無機鹽溶液受熱、紫外線、強受熱、紫外線、強

15、酸、強堿、重金屬酸、強堿、重金屬鹽、某些有機物等鹽、某些有機物等變化實質變化實質物理變化物理變化(溶解度降溶解度降低低)化學變化化學變化變化過程變化過程用途用途鹽析鹽析變性變性變化條件變化條件濃無機鹽溶液濃無機鹽溶液受熱、紫外線、強受熱、紫外線、強酸、強堿、重金屬酸、強堿、重金屬鹽、某些有機物等鹽、某些有機物等變化實質變化實質物理變化物理變化(溶解度降溶解度降低低)化學變化化學變化變化過程變化過程可逆可逆不可逆不可逆用途用途鹽析鹽析變性變性變化條件變化條件濃無機鹽溶液濃無機鹽溶液受熱、紫外線、強受熱、紫外線、強酸、強堿、重金屬酸、強堿、重金屬鹽、某些有機物等鹽、某些有機物等變化實質變化實質物理

16、變化物理變化(溶解度降溶解度降低低)化學變化化學變化變化過程變化過程可逆可逆不可逆不可逆用途用途分離，提純分離，提純殺菌，消毒等殺菌，消毒等(1)稀的鹽溶液能促進蛋白質的溶解稀的鹽溶液能促進蛋白質的溶解(2)濃的無機鹽溶液能使蛋白質發(fā)生鹽析濃的無機鹽溶液能使蛋白質發(fā)生鹽析(3)鹽溶液中含有重金屬離子時，不論其濃度大小，均鹽溶液中含有重金屬離子時，不論其濃度大小，均 能使蛋白質發(fā)生變性能使蛋白質發(fā)生變性例例2約翰約翰芬思等三位科學家因在蛋白質等大分子研究芬思等三位科學家因在蛋白質等大分子研究領域的杰出貢獻獲得了諾貝爾化學獎下列有關說法正確領域的杰出貢獻獲得了諾貝爾化學獎下列有關說法正確的是的是(

17、)A蠶絲、羊毛、棉花的成分都是蛋白質蠶絲、羊毛、棉花的成分都是蛋白質B蛋白質溶液不能產生丁達爾效應蛋白質溶液不能產生丁達爾效應C蛋白質溶液中加入蛋白質溶液中加入CuSO4溶液產生鹽析現(xiàn)象溶液產生鹽析現(xiàn)象D蛋白質在紫外線的照射下將會失去生理活性蛋白質在紫外線的照射下將會失去生理活性D解析解析蠶絲、羊毛的主要成分是蛋白質，棉花的主要成蠶絲、羊毛的主要成分是蛋白質，棉花的主要成分是纖維素；蛋白質溶液是膠體，能產生丁達爾效應；分是纖維素；蛋白質溶液是膠體，能產生丁達爾效應；CuSO4是重金屬鹽，其溶液能使蛋白質發(fā)生變性；蛋白是重金屬鹽，其溶液能使蛋白質發(fā)生變性；蛋白質在紫外線照射下也會發(fā)生變性而失去生

18、理活性質在紫外線照射下也會發(fā)生變性而失去生理活性2下列關于蛋白質的敘述中，正確的是下列關于蛋白質的敘述中，正確的是 ()A蛋白質溶液里加入蛋白質溶液里加入(NH4)2SO4溶液可提純蛋白質溶液可提純蛋白質B重金屬鹽使蛋白質變性，所以吞服重金屬鹽使蛋白質變性，所以吞服“鋇餐鋇餐”會引起會引起 中毒中毒C溫度越高，酶對某些反應的催化效率越高溫度越高，酶對某些反應的催化效率越高D任何結構的蛋白質遇到濃硝酸都會變成黃色任何結構的蛋白質遇到濃硝酸都會變成黃色A解析：解析：(NH4)2SO4不是重金屬鹽，加入不是重金屬鹽，加入(NH4)2SO4溶液，溶液，蛋白質會產生鹽析現(xiàn)象，但鹽析是一個可逆過程，加水蛋白質會產生鹽析現(xiàn)象，但鹽析是一個可逆過程，加水后蛋白質又會溶解；后蛋白質又會溶解；BaSO4雖然屬于重金屬鹽，但它既不雖然屬于重金屬鹽，但它既不溶于水，也不溶于酸，吞服后不能被人體所吸收，不會溶于水，也不溶于酸，吞服后不能被人體所吸收，不會引起中毒；酶是一種蛋白質，在高溫下發(fā)生變性而不再引起中毒；酶是一種蛋白質，在高溫下發(fā)生變性而不再具有催化活性；不是任何結構的蛋白質遇到濃硝酸都會具有催化活性；不是任何結構的蛋白質遇到濃硝酸都會變成黃色變成黃色 氨基酸縮合后，形成含有肽鍵的新化合物的種類與氨基酸縮合后，形成含有肽鍵的新化合物的種