人教版选修5高中化学第四章 第三节：蛋白质与核酸(40张PPT)

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第三节　蛋白质与核酸
第四章 生命中的基础有机化学物质
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。
蛋白质是最重要的营养物质
思考讨论：
1、蛋白质在人体内起什么作用？
（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
“生命是蛋白质存在的方式”——恩格斯
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
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
你认识哪些常见的氨基酸？
(1) 甘氨酸（α-氨基乙酸）
(2) 丙氨酸（α-氨基丙酸）
α-氨基酸
(3) 谷氨酸 (α-氨基戊二酸）
(4) 苯丙氨酸（α-氨基苯丙酸）
●上述氨基酸在结构上有何相似之处？
都有羧基、氨基，且氨基连在离羧基最近的碳原子上
R—CH—COOH
NH2
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、α-氨基酸的结构简式可表示为
R—CH—COOH
NH2
分子结构中含有两种官能团即：
--------氨基和羧基
组成蛋白质的氨基酸几乎都是α-氨基酸
天然的氨基酸都是 色晶体,熔点较 ,在2000C-3000C熔化时分解。它们能溶于 或 溶液中,除少数外一般都 溶于水,而难溶于乙醇、乙醚。
3、物理性质
无
高
强酸
强碱
能
R–CH–COOH
NH2
氨基典型反应
官能团分析：
羧基典型反应
●性 质： （1）两性：酸性和碱性
设问：从氨基酸的结构分析，氨基酸可能
具有怎样的化学性质？
(1)两性
含有氨基能与酸反应
含有羧基能与碱反应
CH2—COOH
NH2
+ HCl →
CH2—COOH
NH3+Cl-
CH2—COOH
NH2
+NaOH →
CH2—COO-Na+
NH2
+ H2O
●酸性
●碱性
4、氨基酸的化学性质
负离子
正离子
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
D
性质1:具有两性
R
+ H2O
+
氨基酸分子之间（在酸或碱存在下加热）脱水缩合形成肽键的化合物的反应
肽键
（2）成肽（缩合）反应
4、氨基酸的化学性质
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
量在10 000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-COOH
2、氨基酸的性质：
（1）具有两性：碱性和酸性
（2）成肽（缩合）反应
二、蛋白质的组成和结构
组成元素：
组成基本结构单元：
相对分子质量：
蛋白质
人体内所具有的蛋白质种类达到了10万种以上。
C、H、O、N、S (P)等
氨基酸
几万----几千万
1、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
2、蛋白质的性质
(1)溶解性：有些蛋白质（如鸡蛋清）
能溶解在水里形成溶液。
(2)水解:
(3)两性：
生成不同的氨基酸
与氨基酸的性质相似
加入浓盐溶液（如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)，使蛋白质溶解度降低而析出，这种作用称为盐析。
（4）盐析(P89实验4-2)
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。
现象
①特征
可逆
蛋白质溶液 蛋白质沉淀
无机轻金属盐
水
②用途
分离提纯蛋白质
③盐析的过程是物理变化
（4）盐析
分别取两支试管。加入3mL鸡蛋清溶液，
1．将第一支试管放在酒精灯上加热；
2．向第二支试管中加入2滴质量分数为1%的醋酸铅溶液；
最后分别向两支试管中加适量的水，震荡观察现象
实验4-3
蛋白质均凝结，加入适量清水后，凝结的蛋白质不再溶解。
现象：
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。
（5）蛋白质变性：
(不可逆化学变化)
变性因素
物理因素：
化学因素：
加热、加压、搅拌、
紫外线照射、超声波等
强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸
乙醇、醛、丙酮，高锰酸钾，苯酚等
实验4-4
用试管取2mL 鸡蛋白溶液；滴加几滴浓硝酸，微热。观察并记录现象。
现象：
鸡蛋白溶液遇浓硝酸加热颜色变黄
（6）颜色反应：
含有苯基的蛋白质均能发生这个反应。如皮肤，指甲等。
灼烧蛋白质会产生烧焦的羽毛味
（7）灼烧气味：
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
CH2 C
NH2
O
N
CH2 COOH
H
蛋白质的用途
（1）食物（人类必须的营养物质）
（2）工业原料
动物的毛、蚕丝 (纺织原料)
动物的皮 (皮革)
动物的骨、皮、蹄 (动物胶)
牛奶中的酪素 (酪素塑料)
三、酶
自学探究
—生物催化剂
1、什么是酶
2、酶催化作用具有的特点
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）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。
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。
【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
C
C
3、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
4、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、D
5、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、D
6、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。
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)生成H的化学方程式为 。
H2N－CH2－COOCH3
3、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
(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
(1)该有机物只具有酸性
HO－
－C－NH2
O
H2N－
--C--OH
O
H2N－
--O-C-H
O
O2N－
－CH3