人教版选修五高中化学第四章第三节 蛋白质和核酸(54张PPT)

(共54张PPT)
大家知道我国第一头克隆羊叫
什么名字吗？知道她是怎么诞生的吗？
我叫阳阳
我是阳阳的妈妈
我是由妈妈的耳朵细胞培育出来的
基因工程－以DNA控制和蛋白质合成技术为核心
自然界中的蛋白质
动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁、毛、发、蹄、角
酶、蚕丝、激素、细菌、抗体、病毒等均为蛋白质
一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关
植物的各种器官，尤其是种子
1965年我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活力的蛋白质—结晶牛胰岛素
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形成蛋白质。
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.定义：
羧酸分子中的烃基上的氢原子被
-NH2（氨基）取代所得的一类化合物。
2.结构：
α-氨基酸：
组成天然蛋白质的都是α-氨基酸。
R—CH—COOH
NH2
氨基
—NH2
羧基
—COOH
官能团：
同分异构体：
氨基位置异构：
官能团异构：
碳链异构：
与硝基化合物互为同分异构体
如：
3.几种常见的氨基酸：
甘氨酸
H2N—CH2—COOH
α—氨基乙酸
丙氨酸
α—氨基丙酸
苯丙氨酸
α—氨基苯丙酸
谷氨酸
α—氨基戊二酸
4.物理性质：
除少数外一般都能溶于水而难溶于乙醇、乙醚
天然氨基酸均为无色晶体；
熔点较高（在200～300℃时熔化分解）；
想一想：
从氨基酸的结构分析，氨基酸可能具有怎样的化学性质？
R–CH–COOH
NH2
性质：
酸性和碱性
5.化学性质：
氨基显碱性—与酸反应
1)两性:
羧基显酸性—与碱反应
能溶于强酸或强碱溶液中
b
．与盐酸的反应：
a．与氢氧化钠反应：
R–CH–COOH
NH2
+NaOH
R–CH–COONa
NH2
+H2O
R–CH–COOH
NH2
+HCl
R–CH–COOH
NH3Cl
具有酸性
具有碱性
A．②③
B．②③⑥
C．①②③⑤⑥
D．全部
下列物质中，既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的是（　　）
①NaHCO3
②Al2O3
③Al(OH)3???④NaAlO2⑤(NH4)2CO3?????⑥(NH4)2S．
C
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)具有两性的物质
(4)氨基酸和蛋白质
如：(NH4)2CO3、NH4HCO3
如：Al、Al2O3、Al(OH)3
如：NaHCO3
2)成肽反应
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。
肽键
O
NH2—CH2—C—
NH—CH2—COOH
NH2—CH2—COOH
NH2—CH2—COOH
+
——取代反应
+H2O
反应规律：羧基脱羟基，氨脱氢
二肽
链状
分子内缩合成环
分子间缩合成环
多个氨基酸分子脱去水分子而缩聚成多肽。
两个氨基酸分子脱去一分子水而形成二肽；
三个氨基酸分子脱去两分子水而形成三肽；
①有两性
多肽的性质:
②能水解
讨论：将甘氨酸和丙氨酸放在同一容器内发生成肽反应，有几种链状二肽生成？
4种
二、蛋白质的结构与性质
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。相对分子质量大于10000，并具有一定空间结构的多肽叫蛋白质。
1.定义：
2.组成元素：
C、H、O、N、S
有的还含有P元素
少量的还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等元素
阅读与交流
1.各种蛋白质的特殊功能与活性主要取决于什么？
取决于组成多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序和其特定的空间结构，即蛋白质的结构
2.什么是蛋白质的一级、二级、三级、四级结构？
3.结构：
一级结构
蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序
肽键是蛋白质一级结构的基本结构键。
二级结构
多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构
三级结构
蛋白质在二级结构基础上进一步盘曲折叠而形成三维结构
每个具有三级结构的多肽链称为亚基
四级结构
蛋白质分子中，亚基的立体排布、亚基间相互作用与布局
蛋白质的分子图象
4.化学性质：
（1）具有两性:
（2）能水解:
蛋白质→
多肽
→二肽
→氨基酸
酸、碱或酶
天然蛋白质水解的最终产物都是α?氨基酸
（3）盐析
实验4-2：
现象：
鸡蛋清溶液
浓无机盐溶液
蛋白清凝聚
加水
蛋白质重新溶解
结论：
蛋白质溶液中加入浓的无机盐溶液(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)，可使蛋白质溶解度降低而从溶液中析出——盐析。
①少量的稀盐溶液可以促进蛋白质的溶解
注意：
②物理过程，可逆，不影响蛋白质的性质
应用：
分离，提纯蛋白质。
（4）变性
实验4-3：
现象：
鸡蛋清溶液
加热
蛋白清凝结
加水
蛋白清不溶解
鸡蛋清溶液
加醋酸铅
蛋白清凝结
加水
蛋白清不溶解
结论：
在某些物理因素或化学因素的因素的影响下，蛋白质丧失了原有的物理性质和生理活性的现象。
化学因素：
强酸、强碱、重金属盐、如甲醛、乙醇、苯酚、丙酮等有机物。
物理因素：
加热、加压、搅拌、振荡、X光、紫外线、超声波等；
注意：
不可逆
应用：
杀菌、消毒、防中毒
思考题：
1.误服重金属怎么解毒？
2.为什么衣服有汗渍时，不能用热水洗？
3.女士烫发是蛋白质的变性吗？
（5）颜色反应
实验4-4：
现象：
鸡蛋清溶液
变成黄色
结论：
加热
浓硝酸
蛋白质可与许多特殊试剂发生特殊的颜色反应。含苯基的蛋白质与浓硝酸作用会产生黄色，称“黄蛋白反应”
应用：
鉴别蛋白质的存在
浓硝酸
（6）灼烧时有烧焦羽毛的气味
应用：
鉴别蛋白质和其他有机合成材料
练习：要使蛋白质从水溶液中析出而又不改变蛋白质的主要性质，应向其中加入(　　)
A．饱和Na2SO4溶液
B．浓NaOH溶液
C．少量NaCl
D．浓BaCl2溶液
A
三、酶
生物体、植物无时无刻都在进行着化学反应，并且这些反应在生物体存在的条件下温和地进行，而且会随着环境、身体的情况而随时自动、精确的改变，是什么让这些反应可以实现的？
【自主学习】P91
1.酶的概念（来源、功能和类别）？
2.酶的催化作用特点？
3.影响酶作用的因素？
4.酶的应用？
1.概念
（1）酶的来源：细胞产生的
（2）酶的功能：
具有生物催化作用
（3）酶的类别：绝大多数是蛋白质
酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机物。
理解：
2.催化特点：
（1）条件温和，不需加热
（在接近体温和接近中性的条件下）
（2）具有高度的专一性
（每种酶只催化一种或一类化合物的化学反应）
（3）具有高效催化作用
（相当于无机催化剂的107～1013倍）
3.影响酶作用的因素：
（1）酶作用要求适宜的温度
（2）酶作用要求适宜的pH
（在接近体温和接近中性的条件下）
4.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。
核酸与蛋白质一样，是一切生物机体不可缺少的组成部分。
核酸是现代生物化学、分子生物学和医学的重要基础之一。
四、核酸
【自主学习】P91-92
1.核酸的概念？
2.核酸的分类和分布？
3.核酸的功能？
4.核酸的化学组成和水解的产物？
1.概念
核酸是一类含磷的高分子化合物，是由其结构单体核苷酸通过3′,
5′-
磷酸二酯键聚合而成的长链，继而形成具有复杂三维结构的大分子化合物。
核糖核酸（简写为：RNA）
脱氧核糖核酸（简写为：
DNA）
2.分类和分布
DNA：主要分布在真核细胞的细胞核中。
RNA：主要分布在真核细胞的细胞质中。
（1）分类
（2）主要分布
（1）DNA是主要遗传物质，是遗传信息的载体。
DNA同时还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞。
3.重要功能
（2）RNA在蛋白质生物合成中起重要作用。根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。
核酸的组成：
4.化学组成
元素组成:C、H、O、N、P
其中P在各种核酸中的含量比较恒定：
RNA平均含磷量8.9%
DNA平均含磷量9.1%
由磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的。
核酸在稀盐酸中可以逐步水解水解的最终产物是磷酸、戊糖和碱基。所以核酸是由磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的。
核酸水解
【练习】
3.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
C
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
C
C
4.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（
）
C
5.①蔗糖②淀粉③纤维素④蛋白质等物质,在稀酸存在的条件下分别进行水解,最后只生成一种产物的是(
)
A.①②
B.②③
C.③④
D.②③④
B
6.有关蛋白质的叙述正确的是（
）
A.重金属盐会使蛋白质变性,所以吞服“钡餐”会使人中毒
B.蛋白质水解的产物是氨基酸
C.蛋白质与浓硝酸加热时变为黄色
D.蛋白质的变性是生活中不需要的
B
7.酶的正确表述是（
）
A.酶是具有催化能力的一类物质
B.酶是活细胞产生的特殊蛋白质
C.酶是活细胞产生的有催化作用的蛋白质
D.酶是活细胞产生的有活性的蛋白质
C
8.一份唾液淀粉酶能催化100万份淀粉水解，说明酶具有（
）
A.专一性
B.高效性
C.多样性
D.稳定性
B
9.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
10.将甘氨酸和丙氨酸混合起反应生成各种
二肽，可能的连结方式有(
)种
A.1种
B.2种
C.3种
D.4种
?－氨基丙酸
B.?－氨基丁酸
C.甘氨酸
D.?－氨基丁酸
D
①
②
③
④
⑤
11.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
。
H2N－CH2－COOCH3
F:氯化氨基乙酸,
G:氨基乙酸钠
12.
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(n－1)个肽键。今有一种“多肽”，其分子式为C55H70O19N10，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
4
3
13.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。
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－
－C－NH2
O
H2N－
--O-C-H
O
H2N－
--C--OH
O
O2N－
－CH3