4.3 《蛋白质和核酸》精品课件（人教版选修5）

(共46张PPT)
　蛋白质和核酸
掌握：氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质．
认识：蛋白质的组成、结构特点和主要化学性质．
[读教材·填要点]
一、氨基酸的结构与性质
1．氨基酸的分子结构
氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的H被 取代后的产物，因此氨基酸分子中既含有 ，又含有
，天然氨基酸全为 ，其通式可写为
.
氨基
氨基
羧基
α 氨基酸
2．氨基酸的性质
(1)物理性质
溶剂 水 强酸或强碱 乙醇、乙醚
溶解性
大多数能溶
能溶
难溶
(2)化学性质
①两性
在氨基酸分子中， 是酸性基团， 是碱性基团．
②成肽反应
氨基酸分子之间通过一个分子的 和另一个分子的
间脱去一分子水，缩合形成含有肽键( )的化合物．
－COOH
－NH2
氨基
羧基
二、蛋白质的结构与性质
1．蛋白质的组成与结构
(1)组成：蛋白质是由 等元素组成，
有些蛋白质含有 ，少量蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等．
C、H、O、N、S
P
(2)蛋白质的四级结构
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
二级结构 多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构
三级结构 蛋白质分子在二级结构基础上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
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
2．性质
(1)两性：因有—NH2和—COOH.
(2)水解：在酸、碱或酶作用下天然蛋白质水解产物为多种
．
α 氨基酸
(3)盐析
实验操作
实验现象 鸡蛋清溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液后，有 析出，再转移到蒸馏水中时，
实验结论 一些无机盐的浓溶液可以降低蛋白质的 ，从而使蛋白质从溶液中
用途 盐析是可逆的，可用于蛋白质的
沉淀
沉淀溶解
溶解度
析出
分离提纯
(4)变性
实验操作
实验现象 加热后，鸡蛋清 ，再加蒸馏水，
加入乙酸铅后，鸡蛋清 ，再加蒸馏水，
沉淀
沉淀不溶解
沉淀
沉淀不溶解
实验结论 加热和加重金属盐，都可以使蛋白质的性质发生改变失去生理活性，且为 过程
不可逆
(5)颜色反应
①现象：蛋白质(含苯环)遇 变黄色．
②应用：检验蛋白质．
(6)蛋白质的灼烧
①现象：有烧焦羽毛的气味．
②应用：检验蛋白质．
浓硝酸
三、酶
1．酶的含义
酶是具有生理活性的 ，对于许多有机化学反应和生物体内的复杂化学反应具有很强的催化作用．
2．酶的催化作用特点
(1) ；
(2)具有高度的 ；
(3)具有 作用．
蛋白质
条件温和，不需加热
专一性
高效催化
四、核酸
1．概念
核酸是一类 的生物高分子化合物．
含磷
[先思考·再交流]
1．将下列氨基酸的名称与结构简式用短线相连．
答案：
2．你知道常见的能与NaOH溶液和盐酸都反应的物质有哪些？
答案：(1)金属：Al等．
(2)两性化合物：Al2O3、Al(OH)3等．
(3)弱酸铵盐：(NH4)2CO3、(NH4)2SO3、(NH4)2S等．
(4)多元弱酸酸式盐：NaHCO3、NaHS、NaHSO3、
NH4HSO3等．
(5)氨基酸、蛋白质：
3．某蛋白质的结构片段如下：
它水解后产生几种氨基酸？分别写出它们的结构简式．
分析：该蛋白质的结构片段中含有肽键( )其
水解时的断键部位为 ，其中－OH接
形成－COOH，H接 形成－NH2.
4．临床上解救Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐中毒的病人
时，要求病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等．为什么？
分析：生鸡蛋、牛奶、豆浆中含有大量蛋白质，能破坏Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐而保护人体中的蛋白质．
答案：Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐可以使蛋白质变性，对于此类重金属盐中毒的病人，让其服用大量含蛋白质丰富的物质是让这些重金属盐作用于这些外来蛋白质上，而避免其大量攻击人体组成中的蛋白质．
5．为什么使用加酶洗衣粉时，水温不宜过高？
分析：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蛋白质．当水温过高时，会使蛋白质变性而失去酶的催化作用．
答案：水温过高会使酶失去催化作用．
要点一　氨基酸缩合反应的规律 ————————————————
1．两分子间缩合
2．分子间或分子内缩合成环
3．缩聚成多肽或蛋白质
氨基酸缩合机理为： 脱去
一分子水后形成肽键( )，肽键可简写为“—CONH—”，不能写为“—CNHO—”．
[例1]　A、B两种有机物，分子式都是C9H11O2N.
(1)化合物A是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示，分子
结构中不存在—CH3，化合物A的结构简式为________________________________．
(2)化合物B是某种分子式为C9H12的芳香烃一硝化后的唯一产
物(硝基连在苯环上)．化合物B的结构简式为______________________________．
(3)两分子A可形成具有六元环的物质C，则C的结构简式为
_______________________________________________．
[解析]　(1)蛋白质水解产物是α?氨基酸，由分子式C9H11O2N和α?氨基酸的概念可知A的结构简式为
(2)题目中提示化合物B是某种分子式为C9H12的芳香烃一硝化后的唯一产物(硝基连在苯环上)，则原芳香烃只能是1,3,5?三甲基苯．
(3)A分子中的—NH2和—COOH可脱水形成 ，
从而把两分子A结合成环状，其结构简式为：
1．(2011·福建双十中学月考)据最近的美国《农业研究》
杂志报道，美国科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效．已知半胱氨酸的结构简式为
，则下列说法不正确的是
(　　)
.
A．半胱氨酸属于α 氨基酸
B．半胱氨酸是一种两性化合物
C．两分子半胱氨酸脱水形成的二肽的结构简式为：
D． 与NaOH溶液加热时
可放出一种碱性气体
解析：由题给结构可知，氨基在羧基的邻位碳上，是α 氨基酸；氨基为碱性基团，而羧基为酸性基团，所以是一种两性化合物；两分子的半胱氨酸脱水形成二肽应是氨基与羧基反应的结果，形成的二肽结构应为
，C不正
确．因该物质是氨基酸的铵盐，电离生成的NH 与OH－反应会放出氨气．
答案：C
+4
要点二　蛋白质盐析和变性的比较 ———————————————
盐析 变性
概念 蛋白质溶液中加浓无机盐溶液，使蛋白质析出 蛋白质在某些条件作用下凝聚，丧失生理活性
盐析 变性
变化条件 浓无机盐溶液 受热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐、某些有机物等
变化实质 物理变化(溶解度降低) 化学变化
变化过程 可逆 不可逆
用途 分离，提纯 杀菌，消毒等
(1)稀的盐溶液能促进蛋白质的溶解．
(2)浓的无机盐溶液能使蛋白质发生盐析．
(3)盐溶液中含有重金属离子时，不论其浓度大小，均
能使蛋白质发生变性．
[例2]　约翰·芬思等三位科学家因在蛋白质等大分子研究领域的杰出贡献获得了诺贝尔化学奖．下列有关说法正确的是 (　　)
A．蚕丝、羊毛、棉花的成分都是蛋白质
B．蛋白质溶液不能产生丁达尔效应
C．蛋白质溶液中加入CuSO4溶液产生盐析现象
D．蛋白质在紫外线的照射下将会失去生理活性
[解析]　蚕丝、羊毛的主要成分是蛋白质，棉花的主要成分是纤维素；蛋白质溶液是胶体，能产生丁达尔效应；CuSO4是重金属盐，其溶液能使蛋白质发生变性；蛋白质在紫外线照射下也会发生变性而失去生理活性．
[答案]　D
2．下列关于蛋白质的叙述中，正确的是 (　　)
A．蛋白质溶液里加入(NH4)2SO4溶液可提纯蛋白质
B．重金属盐使蛋白质变性，所以吞服“钡餐”会引起
中毒
C．温度越高，酶对某些反应的催化效率越高
D．任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色
解析：(NH4)2SO4不是重金属盐，加入(NH4)2SO4溶液，蛋白质会产生盐析现象，但盐析是一个可逆过程，加水后蛋白质又会溶解；BaSO4虽然属于重金属盐，但它既不溶于水，也不溶于酸，吞服后不能被人体所吸收，不会引起中毒；酶是一种蛋白质，在高温下发生变性而不再具有催化活性；不是任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色．
答案：A
氨基酸缩合后，形成含有肽键的新化合物的种类与氨基酸的种类和缩合的方式均有关，同种氨基酸间可形成肽键，不同种的氨基酸间也可形成肽键．
[例]　(2011·绍兴高二联考)药物多巴是仅含有C、H、O、N 4种元素的有机化合物，其相对分子质量195Ⅰ.遇FeCl3溶液显紫色；
Ⅱ.1 mol多巴和含1 mol HCl的盐酸溶液或者和含3 mol NaOH的NaOH溶液均能恰好完全反应；
Ⅲ.多巴分子中含有1个苯环，苯环上有2个处于邻位的相同取代基A和另1个不与A处于邻位的取代基；
Ⅳ.2分子多巴缩去2分子水，能形成含有3个六元环的有机物．
回答下列问题：
(1)多巴的摩尔质量为________．
(2)多巴的结构简式为____________________________．
(3)2分子多巴缩去2分子水后能形成的含有3个六元环的有机物，其结构简式为_______________________．
[答案]　(1)197 g/mol