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第二节 蛋白质
第四章 生物大分子
1. 掌握氨基酸的组成和性质。
2. 能识别蛋白质中的肽键,掌握蛋白质的性质。
3. 了解酶的特性,能分析说明氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。
学习目标
【想一想】蛋白质在生命活动中起着何种重要作用?
蛋白质是生物体内一类极为重要的_____________,是生命活动的主要物质基础。它不仅是_____的重要成分,而且具有多种生物学功能。
人体内起催化作用的_________、一些调节代谢的______和发生免疫反应的______等均为蛋白质。
生物大分子
细胞
大多数酶
激素
抗体
没有蛋白质就没有生命
一、氨基酸
_________是组成蛋白质的基本结构单位。
为了人体的健康,应注意合理膳食、科学营养,保证人体必需氨基酸的摄取。
羧酸分子烃基上的_______被_______取代得到的化合物称为氨基酸。
氢原子
氨基
氨基酸
氨基酸分子中含有______和_______,属于_________。
氨基
羧基
取代羧酸
自然界中存在的氨基酸
组成生物体内
人体内不能合成
一般只有20种
8种氨基酸
几百种
必需氨基酸
1. 组成与结构
常见的氨基酸
俗名 结构简式 命名
甘氨酸
丙氨酸
谷氨酸
苯丙氨酸
半胱氨酸
CH2—COOH
H2N—
氨基乙酸
2-氨基丙酸
2-氨基戊二酸
2-氨基-3-苯基丙酸
2-氨基-3-巯基丙酸
CH3—CH—COOH
NH2
HOOC—(CH2)2—CH—COOH
NH2
组成蛋白质的氨基酸主要是___________
ɑ-氨基酸
2. 氨基酸的物理性质
天然氨基酸均为_____晶体,熔点_____,在200~3000C时熔化分解
无色
较高
一般____溶于水而_____溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
能
难
3. 氨基酸的化学性质
(1)氨基酸的两性
氨基酸分子中既含有羧基,又含有氨基
酸性基团
碱性基团
氨基酸是两性化合物
CH2—COOH + NaOH
NH2
CH2—COONa + H2O
NH2
CH2COOH+HCl CH2COOH
NH2
NH3Cl
氨基酸一定含有的官能团有哪些?从而思考氨基酸可能有的性质
(2)成肽反应
一定条件
+
肽键
两个氨基酸分子(可以相同,也可以不同)在一定条件下,通过氨基和羧基间缩合脱去水形成含有肽键的化合物。
+ H2O
二肽
注意:肽键是一种酰胺基
两分子氨基酸
缩合
二肽
三肽
缩合
+氨基酸
缩合
+氨基酸
四肽
缩合
+氨基酸
多肽
· · · · · ·
呈链状
肽链
又称
相互结合形成
盘曲、折叠
蛋白质
Mr>10000
具有一定的空间结构
组成主要元素:
C、H、O、N、S 等
有些蛋白质还含有:
蛋白质属于:
人体内所具有的蛋白质种类达到了10万种以上。
二、蛋白质
1.蛋白质的组成
P、Fe、Zn、Cu等
天然高分子化合物
2.蛋白质的结构
种类、数目及排列顺序
特定的空间结构
多肽链的氨基酸
蛋白质的结构
各种蛋白质都有其特殊功能和活性
一级结构
二级结构
三级结构
四级结构
一级结构:
蛋白质分子中氨基酸单体的__________称为蛋白质的一级结构
排列顺序
一级结构是________________的基础,对蛋白质的_____________起着决定性作用
蛋白质高级结构
性质和功能
二级结构:
肽键中的氧原子与氢原子之间__________,会使肽链___________成特定的空间结构,形成蛋白质的二级结构。
存在氢键
盘绕或折叠
氢键
三级结构:
肽链在二级结构基础上还会进一步盘曲折叠,形成更复杂的三级结构。
四级结构:
多个具有特定三级结构的多肽链通过_________________(如氢键等)排列组装,形成蛋白质的四级结构。
非共价键相互作用
3.蛋白质的性质
(1)水解反应
在酸、碱或酶作用下,逐步水解成相对分子质量较小的_____,最终水解得到________。
多肽
氨基酸
食物中的蛋白质在人体内各种_______的作用下水解成_______,氨基酸被_____吸收进入_____,再在体内_________人体所需要的蛋白质。
蛋白酶
氨基酸
肠壁
血液
重新合成
(2)盐析
少量的_____________(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)能_____蛋白质的_____。但当这些盐在蛋白质溶液中达到一定浓度时,反而使蛋白质的____________而使其从溶液中______,这种作用称为盐析。
某些可溶性盐
促进
溶解
溶解度降低
析出
可逆过程
分离提纯蛋白质
蛋白质的盐析是一个_________,盐析出的蛋白质在水中仍能溶解,并不影响其_______。采用_________________,可以分离提纯蛋白质。
可逆过程
活性
多次盐析和溶解
现象:加入饱和(NH4)2SO4溶液,试管内产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀溶解。
【实验4-3】在试管中加入2 mL饱和(NH4)2SO4溶液,向其中加入几滴鸡蛋清溶
液,振荡,观察现象。再继续加入蒸馏水,振荡,观察现象。
(3)变性
概念
影响因素 物理 ______、加压、搅拌、振荡、紫外线和放射线、超声波等
化学因素 ______、 、 、乙醇、甲醛、丙酮等
特点 变性会使蛋白质的结构发生变化,使其失去原有的__________,在水中不能重新溶解,是 过程
在某些物理或化学因素的影响下,蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象
加热
强酸
强碱
重金属盐
不可逆
生理活性
现象:三支试管内均产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀不溶解。
【实验4-4】 在三支试管中各加入2 mL鸡蛋清溶液,将一支试管加热,向另两支试管中分别加入硝酸银溶液和乙醇,观察现象。再向试管中加入蒸馏水,观察产生的沉淀能否溶解。
在日常生活中有时需要利用蛋白质变性。
食物加热后,其中的蛋白质发生了变性,有利于人体消化吸收。
乙醇、苯酚和碘等作为消毒防腐药可以使微生物的蛋白质变性,导致其死亡,达到消毒的目的。
紫外线可用于杀菌消毒。有时也要注意防止蛋白质变性。
疫苗等生物制剂需要在低温下保存。
攀登高山时为防止强紫外线引起皮肤和眼睛的蛋白质变性灼伤,需要防晒护目。
(4)显色反应
向蛋白质溶液加入浓硝酸会有___色沉淀产生,加热后沉淀变_____色。
可用于蛋白质的分析检测
固体蛋白质如皮肤、指甲遇浓硝酸变______色。
白
含有苯环
黄
黄
其他一些试剂也可以与蛋白质作用,呈现特定颜色
(5)燃烧反应
可用于蛋白质的鉴别
一般生成CO2、H2O、N2、SO2、P2O5等物质。烧焦羽毛味。
三、酶
酶是一类由_____产生的、对生物体内的化学反应具有_____作用的有机化合物,其中绝大多数是________。
在酶的作用下,生物才能进行新陈代谢,完成消化、呼吸、运动、生长、发育、繁殖等生命活动。
细胞
催化
蛋白质
特点
具有高效催化作用
条件温和
具有高度的专一性
一般是普通催化剂的107倍
一般在接近体温和中性的条件下进行,此时酶的活性最高。超过适宜的温度时,酶将失去活性。
小结
(1)氨基酸是一种既能与强碱反应又能与强酸反应的有机高分子。 ( )
(2)酶的催化作用是温度越高越好。( )
(3)蛋白质遇浓硝酸都会显黄色。( )
(4)硫酸铵溶液会使蛋白质发生变性。( )
判断正误(对的在括号内打“√”,错的在括号内打“×”。)
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课堂检测
提示:×。氨基酸是有机小分子。
提示:×。温度过高,会使酶失去活性而失去催化作用。
提示:×。含有苯环的蛋白质遇浓硝酸才会显黄色。
提示:×。硫酸铵浓溶液会使蛋白质发生盐析。
(5)氨基酸分子、烃分子中的氢原子数均为偶数。( )
(6)氨基酸能发生酯化反应、成肽反应和水解反应。( )
(7)向两份蛋白质溶液中分别加入饱和NaCl溶液和CuSO4溶液,均有固体析出,两者原理相同。( )
×
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提示×。氨基酸分子中的氢原子数通常为奇数。
提示×。氨基酸不能发生水解反应。
提示×。原理不同,前者是盐析,后者是变性。
本节内容结束