高中化學選修五：4.3蛋白質和核酸

第四章生命中的基礎有機化學物質

第三節(jié)蛋白質和核酸03二月2023蛋白質和核酸

蛋白質和核酸都是天然高分子化合物，是生命物質基礎。從最簡單的病毒、細菌等微生物直至高等生物，一切生命過程都與蛋白質密切相關。它不僅是細胞、肌體、毛發(fā)等的重要組成成分，而且有多種生物學功能，例如機體內起催化作用的酶、調節(jié)新陳代謝的激素以及發(fā)生免疫反應的抗體均為蛋白質?？傊畮缀跻磺猩顒舆^程都與蛋白質有關。沒有蛋白質就沒有生命。zxxkw1965年我國科技工作者成功合成了具有生物活性的——結晶牛胰島素。這是科學史上的一大成就，可以說是科學史上又一“豐碑”。在認識生命現(xiàn)象揭開生命奧秘的偉大歷程中，做出了重要貢獻。

科學視野我國現(xiàn)代取得的成就世界第一只克隆羊：多利世界首只克隆狗zxxkw

氨基酸是組成蛋白質的基本結構單位，要認識蛋白質必須首先認識氨基酸。氨基酸與人體健康資料卡片：各種生物體中發(fā)現(xiàn)的氨基酸已有180多種，但常見的構成動植物體蛋白質的氨基酸只有約20種，人體必需但又不能自身合成的有8種，需要從食物中獲得，這些氨基酸就稱為必需氨基酸。

它們分別是：賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸。

一、氨基酸的結構和性質NH2HOOC-CH2-CH2-CH-COOHCH3-CH-COOHNH2—CH2-CH-COOHNH2丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸ααα1、氨基酸的結構：定義：羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代的化合物稱為氨基酸zxxkwR-CH-COOHNH2α-氨基酸的結構簡式：氨基（-NH2）、羧基都是氨基酸的官能團，組成蛋白質的天然氨基酸幾乎都是α-氨基酸。2、氨基酸的物理性質：天然氨基酸均為無色晶體，熔點較高，在200~300℃熔化時分解，能溶于強酸、強堿溶液中，除少數(shù)外一般都能溶于水，而難溶于乙醇、乙醚這樣的有機溶劑。3、氨基酸的化學性質⑴酸性：R-CH-COONa+H2ONH2R-CH-COOH+NaOHNH2因此，氨基酸易溶于強堿?！局R回顧】:

NH3+HCl

==NH4ClHHNH+H+==[HNH]+HHR-CH-COOH+H+

NH2R-CH-COOHNH3+因此，氨基酸具有兩性。⑵堿性：R-CH-COO-+2H2ONH2NH4++OH-==NH3·

H2OR-CH-COOH+2OH-

NH3+3、氨基酸的成肽反應：（酸脫羥基，氨脫氫）

R-CH-COOH+NH2R

OHONH2—CH—C—N—CH

—C—OH+H2O根據(jù)肽鏈中氨基酸分子數(shù)的多少叫二肽、三肽、多肽相對分子質量在10000以上的多肽，稱為蛋白質。

CH-COOHH-N-R

＇

H(肽鍵)R

＇

練習:1.由甘氨酸和丙氨酸形成的二肽可能有幾種？寫出相應的化學反應方程式。CH3-CH-COOHNH2CH2-COOHNH2

大量元素C50—55%H6----7%O19----24%N15---17%S0----4%

微量元素FeCuMnZnCoMgI(一)、元素組成二、蛋白質的結構與性質蛋白質含量的常用測定方法：定氮法三聚氰胺(二)、蛋白質的結構一級結構：蛋白質中各種氨基酸的連接方式和排列順序，肽鍵是一級結構的主鍵。二級結構：多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結構三級結構：二級結構的肽鏈進一步盤曲折疊形成亞基。蛋白質的四級結構：亞基的立體排布、亞基間的相互作用與布局(三)、蛋白質的性質1、有兩性2、水解：在酸、堿、酶的作用下逐步水解，最終得到各種氨基酸。3、鹽析：較大濃度的無機鹽，能使蛋白質的溶解度減小而從溶液中析出。鹽析是一個可逆過程，因此可用于蛋白質的分離提純。

實驗4-2在盛有雞蛋白溶液的試管里，緩慢地加入2ml飽和的(NH4)2SO4和Na2SO4溶液，觀察沉淀的析出。然后把少量的帶有沉淀的液體加入蒸餾水的試管里，觀察實驗現(xiàn)象。(4)鹽析向蛋白質溶液中加入(NH4)2SO4溶液時，會使蛋白質從溶液沉淀出來，加水后沉淀又溶解。鹽析的應用鹽析向蛋白質溶液中加入某些濃的無機鹽溶液后，可使蛋白質凝聚而從溶液中析出。（可逆的物理變化）采用多次鹽析的方法可以分離或提純蛋白質現(xiàn)象實驗4-3

分別取兩支試管。加入2mL雞蛋白溶液，1．向第一支試管中加入幾滴醋酸鉛溶液；2．將第四支試管放在酒精燈上加熱。最后分別向四支試管中加適量的水，震蕩觀察現(xiàn)象(5)蛋白質變性：zxxkw學.科.網蛋白質均凝結，加入適量清水后，凝結的蛋白質不再溶解。

在某些物理因素或化學因素的影響下，蛋白質的理化性質和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象。歸納總結現(xiàn)象：蛋白質變性：(不可逆化學變化)變性因素物理因素：化學因素：加熱、加壓、攪拌、紫外線照射、超聲波等強酸、強堿、重金屬三氯乙酸乙醇、醛、丙酮等

(1)為什么誤食重金屬鹽類時,可以喝大量的牛奶、蛋清或豆?jié){來解毒？(2)為什么醫(yī)院用高溫蒸煮,照射紫外線,噴灑苯酚溶液,在傷口處涂抹酒精的方法來殺菌?(3)為什么生物實驗室用甲醛溶液保存標本?(4)為什么在農業(yè)上用波爾多液（由硫酸銅、生石灰和水制成）來消滅病蟲害？春天為什么要在樹木的枝干上涂抹石灰漿?思考交流實驗4-4

用試管取2mL雞蛋白溶液；滴加幾滴濃硝酸，微熱。觀察并記錄現(xiàn)象。(6)顏色反應：含有苯基的蛋白質均能發(fā)生這個反應。如皮膚，指甲等?，F(xiàn)象：歸納總結雞蛋白溶液遇濃硝酸加熱顏色變黃總結：

灼燒蛋白質會產生燒焦的羽毛味(7)灼燒：四、蛋白質的用途（1）食物（人類必須的營養(yǎng)物質）（2）工業(yè)原料動物的毛、蠶絲(紡織原料)動物的皮(皮革)動物的骨、皮、蹄(動物膠)牛奶中的酪素(酪素塑料)zxxkw五、蛋白質的存在動物的肌肉、皮膚、血液、乳汁及毛、發(fā)、蹄、角等，或存在于植物的種子里。六、酶自學探究—生物催化劑1、什么是酶2、酶催化作用具有的特點一類由細胞產生的，對生物體內的化學反應具有催化作用的蛋白質。（1）條件溫和，不需加熱。（2）具有高度的專一性。（3）具有高效催化作用。中國催化劑之父閔恩澤自學探究七、核酸1、一類含磷的生物高分子化合物，相對分子量可達十幾萬至幾百萬。2、核酸在生物體的生長、繁殖、遺傳、變異等生命現(xiàn)象中起著決定性的作用。3、具有酸性4、分類：（1）脫氧核糖核酸（DNA）：生物遺傳信息的載體；還指揮著蛋白質的合成、細胞的分裂和制造新的細胞。（2）核糖核酸（RNA）：根據(jù)DNA提供的信息控制體內蛋白質的合成?！揪毩暋?、下列過程中，不可逆的是（）

A.蛋白質的鹽析B.酯的水解

C.蛋白質白變性D.氯化鐵的水解2、欲將蛋白質從水中析出而又不改變它的性

質應加入（）

A.甲醛溶液B.CuSO4溶液

C.飽和Na2SO4溶液D.濃硫酸

CC3、下圖表示蛋白質分子結構的一部分，圖中A、B、C、D標出了分子中不同的鍵，當?shù)鞍踪|發(fā)生水解時，斷裂的鍵是（）Czxxkw4、為鑒別某白色紡織品的成分是