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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 第三节,蛋白质和核酸,自然界中的蛋白质,动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁、毛、发、蹄、角等含蛋白质较多,植物的各种器官，尤其是种子含蛋白质最多（例如麦粒中含18%）,酶、蚕丝、激素、血红蛋白、细菌、病毒、抗体、阿胶中也含有蛋白质,一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关,一、氨基酸的结构与性质,1、定义,从结构上说，氨基酸是羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代的化合物,2、,-,氨基酸的,结构简式可表示为,RCHCOOH,NH,2,分子结构中含有两种官能团即：,-氨基和羧基,3、常见的氨基酸？,(1) 甘氨酸,（,-,氨基乙酸）,(2) 丙氨酸,（,-,氨基丙酸）,CH,2,COOH,NH,2,CH,3,CHCOOH,NH,2,(3) 谷氨酸,（,-,氨基戊二酸）,HOOC(CH,2,),2,CHCOOH,NH,2,(4) 苯丙氨酸,（,-,氨基-,-,苯基丙酸）,-,CH,2,-,CH,-,COOH,NH,2,迄今人类在自然界已发现数百种氨基酸，但是从蛋白质水解得到的氨基酸，最常见的大约有20种。,天然的氨基酸都是,无,色晶体,熔点较,高,在200,0,C-300,0,C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。,3、物理性质,（2）成肽（缩合）反应,肽键,+,氨基酸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，叫做成肽反应。,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,去水分子而形成,多肽.,H,2,O,H,2,O,H,2,O,蛋白质,多肽,水解,水解,氨基酸的,成肽,反应,二、蛋白质的结构和性质,1、蛋白质的组成,（1）蛋白质是由C、H、O、N、S等元素组成,（2）蛋白质的相对分子质量很大，从几万到几千万，是天然高分子化合物,（3）天然蛋白质的结构复杂，种类繁多，但水解的最终产物都是,-氨基酸,2、蛋白质的结构,任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有独特而稳定的结构，这是蛋白质分子结构中最显著的特征,一级结构：,2蛋白质的结构,蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序叫蛋白质的一级结构。,蛋白质的生物活性首先取决于蛋白质的一级结构。,一级结构,二级结构：,多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构称为蛋白质的二级结构。蛋白质的二级结构主要依靠肽链中氨基酸残基,亚氨基上的氢原子与羰基上的氧原子之间的氢键,而实现。,二级结构,2）、蛋白质的结构,三级结构：,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。,三级结构：,2）、蛋白质的结构,四级结构：,蛋白质分子中亚基的立体排布、亚基间的相互作用与布局称为蛋白质的四级结构。,具有三级结构的多肽链叫亚基,2）、蛋白质的结构,四级结构,3、蛋白质的性质,（1）蛋白质具有胶体的性质,有些蛋白质能溶于水，由于蛋白质分子直径相对很大。已达到胶体微粒的大小，故蛋白质溶液能发生丁达尔效应,（2）两性,蛋白质的结构含有NH,2,和COOH，故有两性，它能分别与酸、碱反应，生成盐,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-氨基酸,HO,H,(结构中含有,肽键,),O,H,H,N,CH,2,C,O,H,N,CH,2,C,OH,|,|,|,|,(3)水解反应,实验4-2,鸡蛋清溶液,蛋白质凝聚,蛋白质,重新溶解,盐析是一个可逆的过程，故不影响蛋白质的性质,应用：,利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。,浓无机盐,水,（4）盐析,实验4-3,鸡蛋清溶 液,加 热,蛋白质凝结,加水,不再溶解,鸡蛋清溶液,蛋白质凝结,加水,不再溶解,变性条件：,在加热、加压、搅拌、振荡、紫外线、超声波、强酸、强碱、重金属盐、甲醛、酒精、苯酚溶液、三氯乙酸、丙酮等作用下，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：,消毒灭菌,醋酸铅,（5）变性,学 与 问,课本90页,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,实验：,鸡蛋清溶液,浓硝酸,变成黄色,应用：,用于鉴别蛋白质的存在,注意：含有苯基的蛋白质均能发生这个反应。,（6）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),（7）燃烧产生烧焦羽毛气味,小结,蛋白质的性质,2.具有两性,3.盐析,可逆,过程, 可分离提纯蛋白质,4.变性,不可逆,过程, 蛋白质丧失生理活性,5.颜色反应,检验,某些蛋白质,7.燃烧产生烧焦羽毛气味,检验,纯毛和化纤品,6.能够水解,1.具有胶体的性质,三、酶,-酶也是蛋白质,1、酶,酶是具有生物活性，对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂化学反应具有很强催化作用的蛋白质。,2、酶的催化特点,a.条件温和，不需加热,b.具有高度的专一性,c.具有高效催化作用,四、核酸,核酸是一类含磷的高分子化合物，DNA就是其中组成，还有一种是RNA（核糖核酸），DNA和RNA互相作用合成蛋白质。,The end,【学生分组实验探究 】,蛋白质的化学性质,试管,编号,往装有蛋白质的试管中添加的试剂或操作,现象,继续往试管滴加入水后的现象,1,(NH,4,),2,SO,4,2,Na,2,SO,4,3,(CH,3,COO),2,Pb,4,CuSO,4,5,Hg(NO,3,),2,6,酒精,7,甲醛,8,加热,9,浓HNO,3,思考: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( ),D,氨基丙酸,B.,氨基丁酸,C.,甘氨酸,D .,氨基丁酸,（4）盐析,探究实验,在试管中加入鸡蛋清溶液2mI，慢慢滴入饱和的(NH,4,),2,SO,4,溶液，观察试管中有无沉淀产生。,在有沉淀的试管中加入蒸馏水，试管中的沉淀能否溶解?,现象：,有沉淀生成,现象：,沉淀消失,加入浓的无机轻金属盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)，可以降低蛋白质的溶解度，从而析出蛋白质，这种作用称为盐析。,盐析的特征,可逆,蛋白质溶液蛋白质沉淀,无机轻金属盐,水,盐析的用途,分离提纯蛋白质,盐析的过程是物理变化,探究实验在两支试管中各加入鸡蛋清溶液3mL，将一支试管加热，试管中有无沉淀产生?在另一支试管中加入2滴质量分数为1的醋酸铅溶液，试管中有无沉淀产生?在有沉淀的试管中加入蒸馏水，两支试管中的沉淀能否溶解?观察现象。,现象：,出现沉淀且沉淀不消失,当加入醋酸铅等重金属盐时，就会使蛋白质失去可溶性，同时也失去了生理活性，这种现象叫变性。,由实验可以看出，加热也可以引起蛋白质的变性。,（5）变性,在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性。物理因素包括：加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等；化学,因素包括：强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。,由蛋白质变性引起的蛋白质凝结是不可逆的，是化学变化,蛋白质变性凝结后丧失可溶性，还失去生理活性,加入某种物质后有沉淀生成,不可逆,可逆,，加水即可,杀菌、消毒、防中毒,分离、提纯蛋白质,重金属盐、醛、加热或剧烈震动,加入某些浓盐溶液，如： Na,2,SO,4,（NH,4,）,2,SO,4,等,相同点,复原,盐,不,同,用途,不,同,点,变性,盐析,盐析与变性的对比,【思考、讨论】,1.误服重金属怎么解毒？,2.,为什么注射针剂前要用 75%的酒精对皮肤,消毒？,3.为什么可将醋蒸发，利用其蒸气对某些公共,环境进行消毒？,4.用苯酚跟肥皂水配成的“来苏尔”为什么可常,用于病房内外的消毒？,5.为什么可用福尔马林来浸泡动物标本？,5.在医药上，红汞常用,伤口表面 的消毒。,6.有的眼药水是用很稀的AgNO,3,溶液配制而成的。,7.人体为什么不能长时间,在烈日下暴晒？,8.在医院的病房里为什么常常安放紫外灯？,10、为什么在医院里，医生用过的针头，每次都要进行高温煮沸,9、为什么在日常生活中，一般不喝生水，不要吃未煮熟的食物,（6）颜色反应,探究实验 在盛有2mL鸡蛋清溶液的试管中，滴入数滴浓硝酸，微热，观察现象。,现象：,开始有白色沉淀，加热沉淀变,黄色,。,含有苯基的蛋白质和浓HNO,3,作用显黄色，称为“,黄蛋白,”反应，用于鉴别蛋白质,（7）灼烧有焦羽毛气味,鉴别人造丝和蚕丝,【练习】,1、下列过程中，不可逆的是（ ）,A.蛋白质的盐析 B.酯的水解,C.蛋白质白变性 D.氯化铁的水解,2、欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性 质应加入（ ）,A.甲醛溶液 B.CuSO,4,溶液,C.饱和Na,2,SO,4,溶液 D.浓硫酸,3、证明豆浆中含有淀粉和蛋白质，可选用的试剂有： 碘水、 浓盐酸、浓硝酸、 新制氢氧化铜的悬浊液，合适的组合是 （ ）,A . B . C . D . ,4、下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是：,A、蛋白质溶液里加入不饱和(NH,4,),2,SO,4,溶液，,蛋白质析出，虽再加水，也不溶解,B、人工合成的具有生命活力的蛋白质结晶牛,胰岛素是我国科学家在1965年首次合成的,C、重金属盐能使蛋白质凝聚，所以误食重金,属盐会引起中毒,D、浓硝酸溅在皮肤上，使皮肤呈黄色是由于,浓硝酸和蛋白质发生了颜色反应,5、蛋白质、淀粉、脂肪是三种重要的营养物质，其中_不是高分子化合物，这三种物质水解的最终产物分别是蛋白质_淀粉_；脂肪_；在蛋白质水解的最终产物分子中，含有_官能团。,6、下图表示蛋白质分子结构的一部分，图中A、B、C、D标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解时，断裂的键是（ ）,非典冠状病毒图 中新社图,SARS病毒的电子图片,SARS病的凶手冠状病毒，,有自己的核酸和蛋白质。它进入人体后，借助人体内的原料合成病毒。当我们人体发病时，就是它的蛋白质对我们起了作用。,蛋白质属于天然高分子化合物,世界第一只克隆羊：多利,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”。,在认识生命现象揭开生命奥秘的伟大历程中，做出了重要贡献。,科学视野,我国现代取得的成就,H,2,N,CH,2,C,O,OH,NH,CH,2,C,O,H,2,N,CH,C,O,OH,NH,CH,C,O,CH,3,CH,3,由甘氨酸和丙氨酸形成的链状二肽可能有几种？,讨论：,H,2,N,CH,C,O,OH,NH,CH,2,C,O,CH,3,H,2,N,CH,C,O,OH,NH,CH,C,O,CH,3,2,课堂强化,(2) 氨基酸的缩合反应也可能成环，试写出下列反应的产物：,NH,2,CH,2,COOH,的分子间脱水：,NH,2,CH,2,CH,2,CH,2,CH,2,COOH,的分子内脱水：,H,2,C-CO-,OH,+,H,-HN,NH-,H,+,HO,-OC-CH,2,浓硫酸,O=C,C=O,NH,CH,2,CH,2,NH,+2H,2,O,CH,2,CH,2,CO,OH,CH,2,CH,2,NH,H,浓硫酸,H,2,C,C=O,CH,2,CH,2,CH,2,NH,+H,2,O,(1) 二个氨基酸缩合生成二肽，三个氨基酸缩合生成,肽，多个氨基酸缩合生成多肽，n个氨基酸缩合生成蛋白质。,练习：,1.,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,。,H,2,N,CH,2,COOCH,3,F:氯化氨基乙酸, G:氨基乙酸钠,2、,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(n1)个肽键。今有一种“多肽”，其分子式为C,55,H,70,O,19,N,10,，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,CH,3,-CH-COOH:,丙氨酸,，b个C,3,H,7,NO,2,NH,2,CH,2,-CH-COOH:,苯丙氨酸,，,c,个C,9,H,11,NO,2,NH,2,HOOC-(CH,2,),2,-CH-COOH :,谷氨酸,，,d个C,5,H,9,NO,4,NH,2,2a+3b+9c+5d=55-“C”,5a+7b+11c+9d-9,2=70-“H”,2(a+b+c+2d)-9=19-“O”,a+b+c+d=10-“N”,a=1,b=2,c=3,d=4,CH,2,-COOH:,甘氨酸,，,a个C,2,H,5,NO,2,NH,2,3、,已知,-NH,2,连在苯环上显碱性，,-C-NH,2,连在苯环上显中性，现有有机物,C,7,H,7,O,2,N,，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,CNH,2,O,H,2,N,-C-OH,O,H,2,N,-O-C-H,O,O,2,N,CH,3,二、蛋白质的结构与性质,蛋白质分子中含有C、O、H、N、S等元素。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”。,天然蛋白质的结构独特而稳定，按照氨基酸的连接方式分为：一级结构、二级结构、三级结构、四级结构。,蛋白质的一级、二级、 三级结构,蛋白质的结构很复杂。一个蛋白质分子可以含有一条或多条肽链，肽链中有很多肽键，一个肽键中的氧原子与另一个肽锓中的氨基的氢原子通过氢键连接，形成类似于螺旋状的结构，最后形成具有三维空间结构的蛋白质分子,根据X射线法直接测定蛋白质结构而得到的计算机图象，展示了蛋白质复杂的折叠三维精细结构,蛋白质的分子图象,
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