课件59张PPT。第三节 蛋白质和核酸第四章 生命中的基础有机化合物2018年10月3日星期三“生命是蛋白质存在的方式”——恩格斯蛋白质属于天然高分子化合物(1)对生物反应起催化作用的:
(2)运输作用的:
(3)保护作用的:
(4)抵抗病毒、细菌作用的高度特异性蛋白:
(5)构成动物大部分结构的纤维物质:酶血红蛋白毛发、皮肤、甲、壳等;抗体软骨、肌肉自然界中的蛋白质你是如何理解氨基酸与蛋白质关系的?蛋白质在一定条件下水解生成氨基酸;氨基酸通过肽键相互连接成蛋白质。氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元一、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。羧基氨基2、 α-氨基酸的物理性质 无色晶体,熔点较高,能溶于强酸或强碱溶液中,一般能溶于水,难溶于乙醇、乙醚.天然蛋白质的氨基酸都是α-氨基酸,即氨基在羧基的α碳上。NH2—CH2—COOH3、几种常见的氨基酸①甘氨酸③苯丙氨酸④谷氨酸②丙氨酸(氨基乙酸)(α-氨基丙酸) 组成蛋白质的氨基酸有必需和非必需之分。必需氨基酸是人体生长发育和维持氮元素稳定所必需的,人体不能合成,只能从食物中补给,共有8种;非必需氨基酸可以在人体中利用氮元素合成,不需要由食物提供,有12种。4、氨基酸的分类(1)两性酸性碱性5、氨基酸的化学性质分子结构中含有两种官能团即:
--------氨基和羧基+HCl+NaOH+ H2O甘氨酸与稀盐酸的反应方程式:甘氨酸与氢氧化钠溶液的反应方程式:NH3 + HCl == NH4Cl下列物质中既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的是①NaHCO3 ; ②(NH4)2S ; ③Al(OH)3 ; ④NH4Cl;⑤H2N-CH2-COOH ; ⑥CH3-COOH
A.①②③ B.①②④⑤ C.⑤⑥ D.①②③⑤【小结】既能与酸反应又能与碱反应的物质(1)多元弱酸的酸式盐; (2)弱酸的铵盐;
(3)具两性的物质; (4)氨基酸和蛋白质;
(5) 某些单质如Al等。
D(2)成肽反应(属于取代反应)+ H2O+肽键成肽反应:氨基酸分子之间脱水缩合形成肽键的化合物的反应。 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多水个分子而形成多肽.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。分子内脱水或分子间交叉脱水可形成环状。多种氨基酸分子按不同的排列顺序以肽键相互结合,可以形成千百万种具有不同的理化性质和生理活性的多肽链。相对分子量在10000以上的,并具有一定空间结构的多肽,称为蛋白质。小结:1、氨基酸的结构特点:含有-NH2 及-COOH2、氨基酸的性质:(1)具有两性:碱性和酸性
(2)成肽(缩合)反应二、蛋白质的结构与性质1、组成: 蛋白质是由C、H、O、N、S 等元素构成的氨基酸分子通过肽键结合成相对分子质量很大(几万到几千万)的有机高分子化合物。人体内所具有的蛋白质种类达到了10万种以上。2、蛋白质的存在 广泛存在于生物体内,是组成细胞的基础物质,如肌肉、皮肤、发、角、蹄、酶、激素、抗体、病毒;在植物中也很丰富,比如大豆、花生、谷物。
蛋白质是生命的基础,没有蛋白质就没有生命。 蚕丝、血红蛋白、细菌、阿胶中也含有蛋白质。 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。其实当我们人体发病时,是它的蛋白质对我们起了作用。 SARS病毒的电子图片 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3、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:蛋白质的一级结构:蛋白质的二级结构:蛋白质的三级结构:蛋白质的四级结构: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的三维结构。
每一个具有三级结构的多肽链称为亚基。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①溶解性:有些蛋白质(如鸡蛋清)能溶解在水里形成溶液。4、蛋白质的性质②水解:天然蛋白质水解的最终产物为α-氨基酸。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-氨基酸能发生水解的有机物卤代烃、酯、油脂、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、蛋白质H2N–③具有两性——因为它由氨基酸组成。 在盛有鸡蛋白溶液的试管里,缓慢地加入2ml饱和的(NH4)2SO4溶液,观察沉淀的析出。然后把少量的带有沉淀的液体加入盛有2ml蒸馏水的试管里,观察实验现象。④盐析
向蛋白质溶液中加入(NH4)2SO4溶液时,会使蛋白质从溶液沉淀出来,加水后沉淀又溶解。报告实验结果:结论: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。①盐析的特征可逆②盐析的用途分离提纯蛋白质③盐析的过程是物理变化⑤变性
分别取四支试管。加入2mL鸡蛋白溶液,编好号。
1.向第一支试管中加入几滴醋酸铅溶液;
2.向第二支试管中加入几滴硫酸铜溶液;
3.向第三支试管中加入几滴甲醛溶液;
4.将第四支试管放在酒精灯上加热。
最后分别向四支试管中加适量的水,震荡观察现象。 蛋白质均凝结,加入适量清水后,凝结的蛋白质不再溶解。 报告实验结果:分析得出结论: 向蛋白质溶液中加入重金属盐、醛或加热均会使蛋白质凝结成沉淀。此过程不可逆(化学变化)。 蛋白质的这种彻底改变性质的变化叫蛋白质的变性引起变性的因素
化学:
物理:
蛋白质的沉淀和变性沉淀不一定是变性!变性常常沉淀!不是变性的沉淀——盐析强酸;强碱;铜、汞、铅等重金属盐类、超声波等。加热、剧烈震荡或搅拌、紫外线、X射线、醛、浓乙醇、丙酮等有机物;由于加盐而降低了蛋白质的溶解度,使其从溶液中析出,这种作用称为盐析。
使蛋白质发生性质上的改变,丧失了原有的可溶性,和生理活性,这种现象叫变性。
加盐析出、加水溶解
——可逆变性后、加水不溶解
——不可逆分离和提纯蛋白质杀菌、消毒概念的对比①重金属为什么有毒?
②为什么误服重金属盐类时, 可以喝大量的牛奶、蛋清或豆浆来解毒?
③为什么医院用高温,照紫外线,喷洒苯酚和酒精溶液消毒?
④为什么用甲醛保存生物标本?
⑤为什么衣服有汗渍时,不能用热水洗?
⑥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?
⑦烫发、夏天打阳伞对皮肤有何作用?思考与交流:1.用试管取2mL鸡蛋白溶液;
2.滴加几滴浓硝酸,微热
⑥颜色反应 实验结果报告用途:可以用来鉴别蛋白质。 鸡蛋白溶液遇浓硝酸加热颜色变黄。
含有苯基的蛋白质均能发生这个反应。如皮肤,指甲等。颜(显)色反应与焰色反应 颜(显)色反应:
一般指有明显颜色变化的化学反应。
如:Fe3+(aq)与苯酚或SCN-(aq);
I2(aq)遇淀粉溶液;
浓HNO3(aq)和某些蛋白质,微热等。
焰色反应:
某些金属单质或其化合物被灼烧时火焰呈现
特殊的颜色。属于物理变化。
二者均可用以鉴别物质。 ⑦灼烧蛋白质会产生烧焦羽毛的气味用途:鉴别棉织品与羊毛、真丝织品。蛋白质5、蛋白质的用途归纳蛋白质的性质:3. 盐析:1. 水溶性:有些可溶,有些难溶。2. 水解:水解生成氨基酸。4. 变性5. 颜色反应6. 灼烧产生烧焦羽毛的气味三、神奇的蛋白质——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。 ①专一性
一种酶只催化一种反应。
②高效性
是化学催化剂的107~1013倍
③条件温和,不需加热
常温可反应,30 ℃ ~50 ℃活性最强2、酶催化作用具有的特点3、酶的应用:(1)淀粉酶应用于食品、发酵、纺织、制药等工业;
(2)蛋白酶应用于医药、制革等工业;
(3)脂肪酶应用于脂肪水解、羊毛脱脂等;
(4)酶还可用于疾病的诊断。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。
根据核酸的化学组成,分为两类:
核糖核酸(简写为:RNA)—细胞质
脱氧核糖核酸(简写为: DNA)—细胞核 2、核酸分类和分布(1) DNA是主要遗传物质,是遗传信息的载体,蛋白质的合成的模板,指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造。
(2) RNA根据DNA提供的信息,参与蛋白质的合成。 3、核酸的重要功能【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.CuSO4溶液
C.饱和Na2SO4溶液 D.浓硫酸
CC3、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( ) C4、为鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是“人造丝”,可选用的方法是( )
A、滴加浓硝酸 B、滴加浓硫酸
C、滴加酒精 D、灼烧
A、D5.下列哪种物质的元素组成与其它的不同( )
A.蛋白质 B.糖类 C.油脂 D.淀粉A6、误食重金属盐会使人中毒,可以
用以解毒急救的措施是( )
A、服大量食盐水 B、服葡萄糖水
C、服鸡蛋清 D、服新鲜牛奶
C、DD7、把①蔗糖 ②淀粉 ③纤维素 ④蛋白质在稀硫酸存在下分别进行水解,最终产物只有1种是( )
A.①和② B.只有③
C.只有④ D.只有②和③8. 区别棉花和羊毛的简单的方法是( )
A.加入稀硫酸后加热使之水解,检验水解产物能否发生银镜反应
B.浸入浓硝酸中,观察其颜色是否变黄色
C.在火中灼烧,闻其是否有烧焦羽毛的气味
D.通过化学方法测其组成中是否含有硫、氮等元素BC9.下列关于蛋白质的叙述中,正确的是 ( )
A、蛋白质溶液中加(NH4)2SO4溶液可提纯蛋白质。
B、在豆浆中加少量石膏,能使豆浆凝结为豆腐。
C、温度越高,酶对某些化学反应的催化效率越高。
D、任何结构的蛋白质遇到浓HNO3都会变成黄色。AB10.这种药物的研制是基于获得2000年诺贝尔生理学或医学奖和获得2001年诺贝尔化学奖的研究成果。下列关于L–多巴酸碱性的叙述正确的是 ( )
A.既没有酸性,又没有碱性
B.既具有酸性,又具有碱性
C.只有酸性,没有碱性
D.只有碱性,没有酸性
B该化合物是由______个氨基酸分子
脱水形成的。 4练习练习:已知-NH2连在苯环上显碱性,-C-NH2连在苯环上显中性,现有有机物C7H7O2N,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。