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人教-选修5-蛋白质核酸


第四章 生命中的基础有机化学物质

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2013年8月21日星期三

蛋白质的存在
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生命活动的物质基础,没有蛋白质就没有生命。 主要的存在于生物体内:肌肉,血液,发,皮肤,角蹄,酶, 激素,抗体,病毒,植物种子。 蛋白质的相对分子质量很大,可以达到上千万。如 此大的高分子化合物也是由氨基酸这个基本结构单 元构成的.

一、氨基酸的结构与性质
1、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。

赖氨酸的结构简式

β

α

羧基 2、天然蛋白质的氨基酸都是α-氨基酸,即氨 基在羧基的α碳位上。
α-氨基酸的结构通式:

氨基

3、几种常见的α-氨基酸:
(1) 甘氨酸 (3) 谷氨酸

(α-氨基乙酸)
(2) 丙氨酸

(α-氨基戊二酸)
(4) 苯丙氨酸

(α-氨基丙酸)

(α-氨基-β-苯基丙酸)

4、物理性质:色、态、熔点、溶解性。 天然的氨基酸都是无 色晶体,熔点较高 ,在 2000C-3000C熔化时分解。它们能溶于 强酸 或强碱溶液中,除少数外一般都能溶于水,而 难溶于乙醇、乙醚。

5、氨基酸的化学性质

1.两性
(1)酸性 NH2CH2COOH+NaOH→NH2CH2COONa+H2O
(2)碱性 NH2CH2COOH+HCl→ [NH3CH2COOH] Cl

2.成肽反应

肽键

两个氨基酸分子(可以相同,也可以不 同),在酸或碱的存在下加热,通过一分子 的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水, 缩合形成含有肽键的化合物,称为成肽反应。

二肽 两个氨基酸分子脱去一个水分子而形成二肽, 多个氨基酸分子脱去多个水分子而形成多肽.
注意(1)肽中因肽键的存在, 可以水解。 (2)成肽反应是分子间脱水反应,属于取代反应。

二、蛋白质的结构与性质
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、蛋白质分子中含有C、O、H、N、S等元 素,有些蛋白质含有P,少量蛋白质还含有微 量Fe、Cu、Zn、Mn等。 3、人体内所具有的蛋白质种类达到了10万 种以上。 4、1965年我国科技工作者成功合成了具有 生物活性的——结晶牛胰岛素。这是科学 史上的一大成就,可以说是科学史上又一 “丰碑”。

蛋白质的结构

一级结构:蛋白质中各种氨基酸的连接方式和排列顺序, 肽键是一级结构的主键。

二级结构:多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构

三级结构:二级结构 的肽链进一步盘曲折 叠形成亚基。

蛋白质的四级结构:亚基的立体排布、 亚基间的相互作用与布局

5、蛋白质的化学性质
(1)具有两性 (2)能够水解(结构中含有肽键)

水解原理:

HO

H

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

(3):盐析



实验4-2

实验及现象

浓无机盐 水 鸡蛋清溶液 蛋白清凝聚 蛋白质重新溶解

②结论:
A、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
B、盐析是一个可逆的过程,不影响蛋白质的性质

③应用: 利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。

(4)变性 ① 实验4-3: 实验及现象 加 热 蛋白质凝结 加水 A.鸡蛋清溶液
B.鸡蛋清溶液

不再溶解

乙酸铅

蛋白质凝结

加水

不再溶解

在加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超 ②结论: 声波等物理因素和强酸、强碱、重金属盐、甲醛、

酒精、苯酚等化学因素作用下,蛋白质失去原有的
物理性质和生理活性的现象,称为蛋白质变性,这

个过程是不可逆的。

③应用:消毒原理

蛋白质盐析和变性的比较
盐析
内涵
加入无机盐使蛋白 质从溶液中析出 较多量的轻金属盐 或铵盐 可逆,蛋白质仍保 持原有活性 蛋白质溶液中加 浓Na2SO4溶液

变性
一定条件下,使蛋白质失去 原有的生理活性 加热,紫外线,X射线,重金属 盐,强酸,强碱,甲醛,苯酚等 不可逆,蛋白质失去原有活性 消毒,灭菌,果树使用波尔 多液,保存动物标本

条件
特点 实例

【学与问】:

(1)为什么误食重金属盐类时, 可以喝大量的牛奶、 蛋清或豆浆来解毒?

(2)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?春天为什么要在树木的 枝干上涂抹石灰浆?

(5) 颜色反应 ①

实验4-4

实验及现象

鸡蛋清溶液

浓硝酸
加热

变成黄色

②结论: 蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的
浓硝酸 颜色反应。含有苯基的蛋白质跟浓硝酸作 用会产生黄色,称“黄蛋白反应”

③应用:用于鉴别蛋白质的存在

(6)燃烧产生烧焦羽毛气味
①实验:

②应用:用于区别合成纤维与蛋白质(如真丝、
蚕丝、纯毛、毛线等)。

自学探究

三、酶 —生物催化剂
1、什么是酶
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蛋白质。

2、酶催化作用具有的特点
(1)条件温和,不需加热。 (2)具有高度的专一性。 (3)具有高效催化作用。

自学探究

四、核酸
1、一类含磷的生物高分子化合物, 相对分子量可达十几万至几百万。 2、核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、 变异等生命现象中起着决定性的作用。 3、具有酸性 4、分类: (1)脱氧核糖核酸(DNA):生物遗传信 息 的载体;还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂 和制造新的细胞。 (2)核糖核酸(RNA):根据DNA提供的信息 控制体内蛋白质的合成。


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