蛋白質(zhì)和核酸選修5第四章生命中的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)物質(zhì)課件

第四章生命中的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)物質(zhì)第三節(jié)蛋白質(zhì)和核酸學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要化學(xué)性質(zhì)，氨基酸與人體健康的關(guān)系；

2、了解肽鍵及多肽；了解蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（鹽析、變性、水解、顏色反應(yīng)等）；

3、認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)、酶、核酸等物質(zhì)與人體健康的關(guān)系，體會(huì)化學(xué)學(xué)科在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用。學(xué)習(xí)重點(diǎn):氨基酸、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)；

學(xué)習(xí)難點(diǎn)：蛋白質(zhì)的組成；一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：1、氨基酸的概念：

羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物。

說明：①-NH2叫氨基，可以看成NH3失一個(gè)H原子后得到的，是個(gè)堿性基。氨基的電子式：②α-氨基酸：離羧基最近的碳原子上的氫原子叫α氫原子，次近的碳原子上的氫原子叫β氫原子。羧酸分子里的α氫原子被氨基取代的生成物叫α-氨基酸。

③α-氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基石。天然蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸絕大部分是α-氨基酸。

如：甘氨酸（α-氨基乙酸）的結(jié)構(gòu)簡式為：

蛋白質(zhì)合成3D.flv3、幾種常見的氨基酸

4、氨基酸的物理性質(zhì)：

天然氨基酸都是無色晶體，熔點(diǎn)高，在200～3000C熔化時(shí)分解，易溶于水，它們能溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液中，除少數(shù)外一般都能溶于水，難溶于乙醇乙醚。

5、氨基酸的性質(zhì)：

（氨基酸結(jié)構(gòu)中含有官能團(tuán)-COOH和-NH2，既有酸性又有堿性）①氨基酸的兩性：既與酸反應(yīng)，又與堿反應(yīng)。

說明：

a、所學(xué)過的既能跟酸反應(yīng)又能跟堿反應(yīng)的物質(zhì)：

Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等。

b、分子內(nèi)部中和，生成內(nèi)鹽：

由于該性質(zhì)使氨基酸具有較高的熔沸點(diǎn)，易溶于水，難溶于非極性溶劑，具有類似離子晶體的某些性質(zhì)。

②成肽反應(yīng)：

一個(gè)氨基酸分子中的羧基可以跟另一個(gè)氨基酸分子中的氨基反應(yīng)，按羧基脫羥基、氨基脫氫的反應(yīng)原理，脫去一個(gè)水分子而形成酰胺基（），即肽鍵，此反應(yīng)稱為成肽反應(yīng)。

a、兩分子氨基酸縮水形成二肽b、分子間或分子內(nèi)縮水成環(huán)二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：（蛋白質(zhì)是由多種氨基酸結(jié)合而成的含氮生物高分子化物）

1、存在：

動(dòng)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。

2、蛋白質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)：

①蛋白質(zhì)的成分里含有碳、氫、氧、氮、硫等元素；

②蛋白質(zhì)是由不同氨基酸按不同排列順序相互結(jié)合而構(gòu)成的高分子化合物；

③蛋白質(zhì)分子中含有未縮合的羧基（-COOH）和氨基（-NH2）；

④蛋白質(zhì)溶液是一種膠體；

⑤酶是一種蛋白質(zhì)。

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)

說明：

a、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)；

b、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架盤繞折疊所形成的有規(guī)律性的結(jié)構(gòu)；

c、蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是整個(gè)多肽鏈的三維構(gòu)象，它是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成復(fù)雜的球狀分子結(jié)構(gòu)；

d、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)是指亞基的立體排布、亞基間相互作用與布局。

滴加(NH4)2SO4？再加水？？再加水？第一組鹽析變性涵義可逆性生理活性一定條件下使蛋白質(zhì)凝結(jié)為固體析出一定條件下，蛋白質(zhì)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↓溶解不溶解加鹽析出、加水溶解——可逆變性后、加水不溶解——不可逆滴加(CH3COO)2Pb溶液溶液滴加乙醇溶液？再加水？第二組

加熱？再加水？白色↓白色↓不溶解不溶解思考討論：（1）你提倡用直發(fā)器加熱的方法拉直頭發(fā)嗎？加熱使蛋白質(zhì)變性在生活中最常見，試舉例說明。（2）為什么動(dòng)物的皮經(jīng)過藥劑鞣制后，才能夠成為加工皮革的原料。第三組灼燒兩樣品（絲和棉），對比燃燒后產(chǎn)物狀態(tài)及氣味黃色↓滴加濃HNO3，微熱歸納蛋白質(zhì)的性質(zhì)：3.鹽析：1.水溶性：有些可溶，有些難溶。2.水解：水解生成氨基酸。4.變性5.顏色反應(yīng)6.灼燒產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味CH2

CNH2ONCH2COOHH蛋白質(zhì)的性質(zhì).flv3、蛋白質(zhì)的性質(zhì)：

①蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：蛋白質(zhì)是大分子化合物，其分子大小一般在1-100nm之間，其水溶液具有膠體溶液的一般特性。例如具有丁達(dá)爾現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)，不能透過半透膜以及較強(qiáng)的吸附作用等。

②兩性：因?yàn)橛?NH2和-COOH

形成蛋白質(zhì)的多肽是由多個(gè)氨基酸脫水形成的，在多肽鏈的兩端必然存在著自由的氨基與羧基。而且，側(cè)鏈中也有酸性或堿性基團(tuán)。因此，蛋白質(zhì)與氨基酸一樣也是兩性分子，既能與酸又能與堿反應(yīng)。

③水解：在酸、堿或酶作用下天然蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物為多種α-氨基酸。分子中，叫酰胺鍵（肽鍵）。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)水解時(shí)，多肽鏈的肽鍵中的C—N鍵處斷裂。這是識(shí)別蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的關(guān)鍵。

④鹽析：少量的某些鹽能促進(jìn)蛋白質(zhì)溶解，大量的濃鹽溶液使蛋白質(zhì)的溶解度降低在溶液中使之凝聚而從溶液中析出，這種作用叫鹽析。鹽析屬物理過程，是可逆的，它只是使蛋白質(zhì)暫時(shí)失去溶解性或降低蛋白質(zhì)的溶解度，但并未改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)。利用鹽析可分離和提純蛋白質(zhì)。

[實(shí)驗(yàn)4-2]取20mL雞蛋白溶液放入試管；然后再向試管中加入飽和Na2SO4溶液。

結(jié)論：向蛋白質(zhì)溶液中加(NH4)2SO4、Na2SO4等鹽濃溶液時(shí)，會(huì)使蛋白質(zhì)從溶液沉淀出來，此現(xiàn)象叫蛋白質(zhì)的鹽析。鹽析是可逆的。

蛋白質(zhì)的鹽析：

⑥顏色反應(yīng)：具有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃HNO3變性，產(chǎn)生黃色不溶物。

蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)是檢驗(yàn)蛋白質(zhì)的方法之一，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是硝酸作用于含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)使它變成黃色的硝基化合物。

⑦灼燒氣味：產(chǎn)生燒焦羽毛氣味，常用此性質(zhì)鑒別絲、毛織物等。

4、蛋白質(zhì)的用途

蛋白質(zhì)不僅是人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)，在工業(yè)上也有廣泛的用途，用于紡織工業(yè)、制革等。白明膠用于照相業(yè)，阿膠是一種藥材。酪素是從牛奶中凝結(jié)出來的蛋白質(zhì)，除用作食品外，還能跟甲醛合成酪素塑料，制生活用品。由蛋白質(zhì)組成的酶也有廣泛的用途。

四、核酸：

（核酸化學(xué)是分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在已知某些核酸也有酶的作用）

1、一類含磷的生物高分子化合物，相對分子量可達(dá)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、分類：

①脫氧核糖核酸（DNA）：主要存在于細(xì)胞核中，決定生物體的繁殖、遺傳及變異。

生物遺傳信息的載體；還指揮著蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞的分裂和制造新的細(xì)胞。

②核糖核酸（RNA）：主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，控制生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。一、關(guān)于氨基和羧基的縮聚反應(yīng)：

氨基酸分子中氨基上H原子能與另一氨基酸分子羧基上的羥基結(jié)合成水脫去，發(fā)生縮聚反應(yīng)，形成高分子化合物。如：

①同種氨基酸縮聚成高分子化合物：

②胺與羧酸縮聚成高分子化合物

nNH2—(CH2)6—NH2＋nHOOC(CH2)4COOH

三、蛋白質(zhì)的分離與提純：

常用鹽析來分離提純蛋白質(zhì)，因?yàn)辂}析是可逆的。在蛋白質(zhì)溶液中加入濃的鹽溶液，蛋白質(zhì)的溶解度降低而從溶液中析出，析出的蛋白質(zhì)又能溶于水中，并不影響它原來的性質(zhì)。應(yīng)該注意將鹽析與蛋白質(zhì)的變性凝結(jié)相區(qū)別，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)在熱、酸、堿、重金屬鹽、乙醇、甲醛、紫外線等作用下發(fā)生性質(zhì)改變而凝結(jié)起來，這種凝結(jié)叫變性，不可逆，不能再